Nom: Physique - Chimie de métal, comme I`indique la figure ci

Examen I, fewier 2009
Durée : 90 min
Classe : 4t-'(
)
Collège des Saints Cæurs
Sioufi
Nom:
Physique
- Chimie
Exercice L: ldentifier des éléments métalliques (6,5 points)
Dans le but de reconnaître la nature (le nom) de quelques éléments metalliques, Dany propose une expérience
que Nelly la trouve insuffrsante et la complète par une série d'observations.
Partie A : Expérience de Dany.
On dispose d'une éprouvette graduée, d'une balance et de trois blocs de métaux Ar B et C.
bloc du métal
on détermine la
en rammes. de
Avec la
B
A
C
Bloc du métal
110
320
250
Masse (s)
Avec une éprouvette graduée, on détermine le volume de chaque bloc
de métal, comme I'indique la figure ci-contre, par la méthode
d'immersion dans I'eau: on remplit à moitié d'eau une éprouvette
-r'aduée. On note le volume Vr de l'eau. On introduit le bloc du métal,
.--n note le nouveau volume Vz.
Le volume Vr de I'eau étant le même dans les trois mesures. On note
Vr : 150 cm3.
BIoc du métal
Vt (cm"
Vz (cm"
l.
A
150
B
r50
C
150
182
191
186
Calculer (sans présenter le détail du calcul):
a) Le volume de chaque bloc de métal.
b) La masse volumique (ou la masse de 1 cm3) de chaque bloc de métal.
Inscrire le résultat dans le tableau ci- dessous :
Masse du bloc (c)
Volume du bloc (cm"
Masse volumique
(masse de I cm3)
A
B
250
n0
C
320
2. Ranger ces métaux du plus dense au moins dense.
3. La masse de I cm3 d'eau pure est çgale à 19 (p"u,, : I
4.
g/cm3). En comparant la masse volumique de
chaque bloc de métal à celle de I'eau pure, quelle conclusion pouvez-vous en tirer ?
L'expérience de Dany est-elle suffrsante pour identifier chaque métal ?
Partie B : Expérience de Nelly
Pour identifier la nature des trois blocs de métaux Ar B et C, Nelly a fait une suite de manipulations et voici les
observations qu'elle a relevées :
o Contrairement au bloc A, les blocs B et C ne sont pas attirés par un aimant.
o C est un métal rouge alors que A est de couleur gris foncé et B est de couleur gris blanc.
o B est un métal très léger, souvent utilisé dans les constructions des immeubles.
o C est le matériau des fils électriques.
Identifier les trois métaux A, B et C.
Exercice 2 : Exploiter un modèIe moléculaire (4 points)
l.
Atome de carbone
a
L'éthanol,
ou alcool
pharmaceutique,
.i
O
Atome d'oxygène
est un liquide incolore utilisé
erorn. d'hydrogène
comme
désinfectant. Le modèle moléculaire de sa molécule est représenté ci-contre.
1.
Combien de sortes d'atomes differents, le modèle moléculaire contient-il ?
2. a) Donner le nombre d'atomes de chaque élément.
b) En déduire I'atomicité de cette molécule
c) S'agit-il d'une molécule monoatomique, diatomique ou polyatomique ?
d) S'agit-il d'un corps simple ou composé ? Justifier la réponse.
J. Ecrire la formule de la molécule d'éthanol, en plaçant les atomes par ordre alphabétique.
4. Par une transformation chimique appropriée, l'éthanol se transforme en acide éthanoïque, constituant
principal du vinaigre et responsable de son odeur piquante. La molécule d'acide éthano'i,que contient 2
atomes d'hydrogène en moins que l'éthanol et un atome d'oxygène en plus. Retrouver la formule
chimique de l'acide
éthano'ique.
\ÉËglgigg! Les ions (4,5 points)
A- Analyser un document
L) Comment se forme un ion monoatomique
2)
?
Le schéma ci-contre représente un ion monoatomique
portant une charge électrique totale égale à 1.
a) Cet ion est-il un anion ou un cation ?
b) Quelle est la charge portée par le noyau de cet ion ?
Justifier la réponse.
-
-
B- Des ions indispensables à la vie !
Certains éléments chimiques sont indispensables à I'organisme, on les retrouve sous forme d'ions.
f) Le calcium (Ca):
Le calcium est présent dans les os et les dents sous forme d'ions calcium. La carence en calcium
entraîne une ostéoporose (fragilité osseuse chez les personnes âgées). On le retrouve essentiellement
dans le lait.
L'ion calcium
I'ion calcium.
se forme à
partir d'un atome calcium (Ca) ayant perdu 2 électrons. Ecrire la formule de
2) Le chlore (Ct) et le sodium (Na) :
Le chlore, sous forme d'ions chlorure ( C0'), est présent dans tous les liquides que notre corps fabrique
sang, urine, larme, sueur. On le retrouve essentiellement dans le sel de cuisine : le chlorure de sodium.
a) L'ion chlorure (C8- ) possède l8 électrons. Retrouver le numéro atomique Z d'un atome de chlore.
et le nombre de masse Ar=- 23.
b) L'ion sodium ( NÔ est caractérisé par son numéro atomique Z:
Combien I'ion sodium possède-t-il d'électrons dans son nuage électronique ?
Retrouve le nuclide de l'élément sodium.
e
o
:
ll
3) Le fer (Fe) :
A table, un plat d'épinards, est un aliment riche en fer, donc important pour le fonctionnement
l'organisme.
Le fer est-il présent dans les épinards sous forme atomique ou ionique ? Justifier.
de
Exercice 4 : En mouvement ou âu repos ? (4 points)
1. Assis au bord de la route, Julien et Thomas regardent passer une voiture.
Thomas affrrme : < Le passager de la voiture est au repos. )
Julien repond : < Non" le passager est en mouvement. >>
Expliquer pourquoi tous les deux ont raison puis compléter leurs afiïrmations.
2.
Sur I'autoroute, deux voitures roulent I'une à côté de I'autre avec la même vitesse.
Le passager arrière d'une voiture regarde le passager arrière de I'autre voiture.
Thomas affrrme : << Ces deux passagers sont en mouvement I'un par rapport à I'autre.
Julien répond : << Non, ils ne le sont pas. >>
Qui a raison ? Expliquer.
>>
Exercice 5 : Types de mouvement (6 points)
On a enregistré pour des durées égales, les positions successives d'un point A de la carrosserie d'une voifure
miniature qui descend le long d'un plan incliné en ligne droite. Avec un logiciel de traitement, on a marqué les
positions successives du point A pour quelques instants consécutifs.
Les mesures ont eté relevées dans le tableau zuivant
:
Durée du parcours (s)
0
0,1
4,2
0,3
0,4
Distance parcourue (m)
0
0,018
0,046
0,086
0,140
Vitesse moyenne (m/s)
X
1.
a) Déterminer la distance parcourue entre :
0,ls et 0,2s
0,2s et 0,3s
0,3s et 0,4s.
b) Quelle est alors, la nature du mouvement ? Justifier.
2.
a) Ecrire la relation donnant la vitesse moyenne d'un mobile en fonction de la distance parcourue d et la
durée t du parcours.
b) Compléter le tableau de mesures.
c) Comparer les valeurs des vitesses calculées à la nature du mouvement .Que peut-on conclure ?
o
o
r
Exercice 6 : Interpréter un graphique ( 5 points)
Le mouvement d'un mobile a été enregistré avec un appareil photographique posé sur le sol, pendant les
differentes phases du mouvement.
Le graphique ci-dessous représente les variations de la vitesse du mobile en fonction du temps.
temps (s)
1.
?.
3.
4.
Indiquer entre quels instants le mobile a-t-il eu un mouvement retardé ? Justifier.
a) Quelle est la durée pendant laquelle le mobile se déplace à vitesse constante ?
b) Quelle est alors, la nature du mouvement ?
Quel est l'état du mobile à I'instant 70 s ? Justifier.
Dans les 3 documents ci-après, on a représenté les positions successives, à intervalles de temps égaux,
du mobile se déplaçant d'un point A à un autre B.
AB
O
O
@
O.eO
AB
ctoo
@
oo
AB
ooopoo
(9
a) Quel nom donne-t-on à cette technique d'étude du mouvement ?
b) Indiquer, pour chaque document, la phase du mouvement étudié.