Voici vingt exercices pour t’entraîner sur les mélanges et les corps purs : reconnaître un mélange, lire des courbes de température, utiliser la masse volumique et choisir une technique de séparation. Cherche d’abord seul, puis vérifie avec le corrigé séparé.
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Les exercices sur les mélanges et les corps purs
Exercice 1 : Corps pur ou mélange ?Classe chaque matière en corps pur ou en mélange : eau distillée, air, lait, dioxygène, eau de mer, fer, vinaigrette, sucre en cristaux, sirop de menthe, or pur.
Dis si chaque affirmation est vraie ou fausse et corrige-la si besoin.
a. Un corps pur est constitué d’une seule espèce chimique.
b. Une eau minérale est un corps pur car elle est transparente.
c. Dans un mélange homogène, on ne distingue pas les constituants à l’œil nu.
d. L’air est un corps pur.
e. Un corps pur change d’état à température constante.
1. Quel schéma représente un corps pur ? Justifie.
2. Quel schéma représente un mélange homogène ? un mélange hétérogène ?
3. Lequel peut représenter de l’eau et de l’huile ? Lequel peut représenter de l’eau salée ?
L’étiquette d’une eau minérale indique, en mg par litre : calcium 78 ; magnésium 24 ; sodium 5 ; bicarbonates 357 ; sulfates 10.
1. Pourquoi cette eau est-elle un mélange ?
2. Calcule la masse totale de ces minéraux dans 1 L.
3. Calcule cette masse dans une bouteille de 1,5 L.
4. L’eau distillée ne contient aucun de ces minéraux. Quelle sorte de matière est-elle ?
Dessine, avec des cercles de deux couleurs, la disposition des particules dans : a. du dioxygène pur ; b. de l’air (en simplifiant : deux types de particules) ; c. un mélange d’eau et d’huile dans un verre.
On chauffe deux liquides incolores A et B. L’un est de l’éthanol pur, l’autre un mélange d’eau et d’éthanol.
1. Quelle est la température de la partie horizontale de la courbe A ?
2. Quel liquide est le corps pur ? Justifie avec la courbe.
3. Quelle est la température approximative de B à 12 min ?
4. Que peut-on dire de B ?
Températures d’ébullition à la pression normale : eau 100 °C ; éthanol 78 °C ; acétone 56 °C. Deux liquides inconnus sont chauffés. X bout à température constante de 56 °C. Y commence à bouillir à 82 °C et sa température monte jusqu’à 90 °C.
1. Identifie X.
2. Y est-il un corps pur ? Justifie.
3. Y pourrait-il être un mélange d’eau et d’éthanol ? Explique.
Un volume de 100 mL d’un liquide X a une masse de 79,0 g. Un volume de 250 mL d’eau de mer a une masse de 257,5 g. Données : ρeau pure = 1,00 g/mL ; ρéthanol = 0,79 g/mL.
1. Calcule la masse volumique de X. De quel liquide s’agit-il ?
2. Calcule la masse volumique de l’eau de mer.
3. L’eau de mer est-elle de l’eau pure ? Justifie.
Classe ces mélanges : eau sucrée ; jus d’orange avec pulpe ; air ; eau et huile ; eau et sable ; vinaigre ; granite ; café filtré.
Quelle technique de séparation utiliser pour : a. séparer du sable et de l’eau ; b. récupérer le sel d’une eau salée ; c. séparer de l’huile et de l’eau ; d. obtenir de l’eau pure à partir d’eau de mer ?
L’histogramme représente les masses de minéraux dans 1 L de l’eau minérale de l’exercice 4.
1. Quel minéral est le plus abondant ? Lis sa masse.
2. Calcule la masse totale de minéraux.
3. Calcule la part en pourcentage des bicarbonates (arrondi à 0,1 %).
4. Combien de fois le calcium est-il plus abondant que le magnésium ?
Convertis : a. 357 mg en g ; b. 1,5 g en mg ; c. 0,078 g/L en mg/L ; d. calcule la masse de calcium (78 mg/L) dans 2,5 L d’eau minérale.
Un litre d’eau de mer contient 35 g de sel dissous et a une masse de 1 030 g.
1. Quelle masse de sel contiennent 2,0 L d’eau de mer ?
2. Quelle serait la masse de sel obtenue en évaporant tout 2,0 L d’eau de mer ?
3. Calcule la part de sel dans la masse de 1 L d’eau de mer, en pourcentage (arrondi à 0,1 %).
4. Quelle masse d’eau y a-t-il dans 1 L d’eau de mer ?
1. Quel changement d’état se produit dans le ballon ?
2. Quel changement d’état se produit dans le tube refroidi ?
3. Que contient le récipient en fin d’expérience ? Que reste-t-il dans le ballon ?
4. Quelle valeur le thermomètre indique-t-il pendant la distillation de l’eau (pression normale) ?
Un emballage annonce : « jus de fruits 100 % pur jus ». Une publicité parle d’« air pur de la montagne ».
1. Un jus de fruits peut-il être un corps pur au sens scientifique ? Justifie.
2. L’air de la montagne est-il un corps pur ? Quelle est la signification probable de « pur » dans la publicité ?
On refroidit de l’eau distillée (L1) et de l’eau salée (L2) dans un mélange réfrigérant et on note la température.
| t (min) | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| T de L1 (°C) | 12 | 6 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| T de L2 (°C) | 12 | 6 | 1 | −2 | −3 | −4 | −5 |
1. Quel liquide présente un palier ? À quelle température ?
2. Lequel est un corps pur ? Justifie.
3. Que devient la température de L2 pendant qu’elle se solidifie ?
Le diagramme donne la masse de sel dissous par litre d’eau dans trois mers.
1. Lis la masse de sel par litre pour chaque mer.
2. Calcule la masse de sel dans 2 L d’eau de chaque mer.
3. Combien de fois la Méditerranée est-elle plus salée que la Baltique ? (arrondi au dixième)
4. Ces eaux sont-elles des corps purs ?
Un mélange de 100 g contient 15 g de sel et 85 g de sable. On ajoute de l’eau, on filtre, puis on évapore le filtrat. On récupère 14,2 g de sel et 84,6 g de sable sec.
1. Décris les étapes de la séparation.
2. Calcule le pourcentage de sel dans le mélange initial.
3. Quelle est la masse totale récupérée ? Quelle masse a été perdue ?
4. Calcule la proportion de sel récupéré par rapport au sel initial (arrondi à 0,1 %).
Une eau gazeuse contient de l’eau, du dioxyde de carbone dissous et des minéraux. Quand on ouvre la bouteille, des bulles apparaissent.
1. La bouteille fermée contient-elle un corps pur ? Justifie.
2. Que sont les bulles ?
3. Pourquoi l’eau gazeuse devient-elle « plate » si on la laisse au chaud ?
Propose un protocole expérimental simple, avec du matériel de cuisine, pour montrer qu’une eau minérale n’est pas de l’eau pure. Précise le témoin utilisé, ce que tu observes pour chaque liquide et ta conclusion.
