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Corrigé BFEM Physique chimie 2019

Exercice 1

1.1. Répondons par Vrai $(V)$ ou Faux $(F)$ aux questions suivantes.

1.1.1. Une solution d'acide chlorhydrique est neutralisée par une solution d'hydroxyde de sodium si elles ont la même concentration et des volumes différentes.$\quad(F)$

1.1.2. La combustion complète du propane $(C_{3}H_{8})$ produit de l'eau et du dioxyde de carbone.$\quad(V)$

1.2. Choisissons la bonne réponse.

1.2.1. La densité du dioxyde de carbone $(CO_{2})$ par rapport à l'air, vaut :

b) 1.51

1.2.2. Sachant que pour neutraliser un volume $V_{A}$ d'une solution d'acide chlorhydrique à $0.2\;mol.L^{-1}$,

il faut un volume $V_{B}=30\;mL$ d'une solution d'hydroxyde de sodium à $0.1\;mol.L^{-1}$, le volume $V_{A}$ vaut :

b) $15\;mL$

Exercice 2

2.1.1. La formule générale des alcènes est donnée par : $$C_{n}H_{2n}$$

Déduisons-en la formule brute de l'éthylène.

Comme $M(C)=12\ $ et $\ M(H)=1\ $ et que l'éthylène $(C_{n}H_{2n})$ renferme $n$ atomes de carbone et $2n$ atomes d'hydrogène alors :

$\begin{array}{rcl} M(C_{n}H_{2n})&=&12\times n+1\times 2n\\&=&12n+2n\\&=&14n\end{array}$

Or, l'éthylène est de masse molaire $M=28\;g.mol^{-1}\ $ donc, $14n=28$

Ce qui donne, $n=\dfrac{28}{14}=2$

D'où, la formule brute de l'éthylène est : $$C_{2}H_{4}$$

2.1.2. La combustion complète de l'éthylène est donnée par l'équation : $$C_{2}H_{4}\ +\ 3O_{2} \longrightarrow\ 2CO_{2}\ +\ 2H_{2}O$$

2.2. L'acide chlorhydrique $(H^{+}+C\ell^{-})$ ne réagissant pas avec le cuivre donc, c'est uniquement le zinc qui est attaqué.

2.2.1. Équation bilan de la réaction

Le zinc réagit avec l'acide chlorhydrique selon l'équation : $$Zn\ +\ 2(H^{+}+C\ell^{-}) \longrightarrow\ (Zn^{2+}+2C\ell^{-})\ +\ H_{2}$$

2.2.2. Le métal réagi étant le zinc, calculons alors sa masse.

D'après le bilan molaire on a : $$n_{(Zn)}=n_{(H_{2})}$$

Or, $n_{(Zn)}=\dfrac{m_{(Zn)}}{M_{(Zn)}}\ $ et $\ n_{(H_{2})}=\dfrac{V_{(H_{2})}}{V_{M}}$

Donc, $\dfrac{m_{(Zn)}}{M_{(Zn)}}=\dfrac{V_{(H_{2})}}{V_{M}}$

Par suite, $m_{(Zn)}=\dfrac{V_{(H_{2})}}{V_{M}}\times M_{(Zn)}$

A.N : $m_{(Zn)}=\dfrac{2.4}{24}\times 65=6.5$

D'où, $\boxed{m_{(Zn)}=6.5\;g}$

2.2.3. Déduisons alors la masse de cuivre.

Au début, le mélange était composé comme suit : $$m_{(Zn)}+m_{(Cu)}=10\;g$$

Après la réaction, tout le zinc a réagi.

Donc, $m_{(Cu)}=10\;g-m_{(Zn)}$

A.N : $m_{(Cu)}=10\;g-6.5\;g=3.5\;g$

D'où, $\boxed{m_{(Cu)}=3.5\;g}$

Exercice 3

3.1 Représentons par un schéma chacun des montages électriques suivants :

$-\ \ $ Montage 1 : les appareils électriques sont tous en série.

$-\ \ $ Montage 2 : les appareils sont tous en parallèle.

3.2 On réalise maintenant le montage 3 schématisé ci-dessous.

a) Déterminons la résistance de la portion de circuit $AB.$

Cette portion de circuit étant caractérisée par deux résitors en parallèle alors, la résistance équivalente $R_{AB}$ est telle que : $$\dfrac{1}{R_{AB}}=\dfrac{1}{R}+\dfrac{1}{R}=\dfrac{2}{R}$$

Ainsi, $\dfrac{1}{R_{AB}}=\dfrac{2}{R}$ ; ce qui donne alors : $$R_{AB}=\dfrac{R}{2}$$

A.N : $R_{AB}=\dfrac{3}{2}=1.5$

D'où, $\boxed{R_{AB}=1.5\;\Omega}$

b) Calculons l'intensité du courant qui traverse chaque résistor.

$-\ \ $ Calcul du courant $I_{1}$ débité par le générateur.

On obtient le circuit ci-dessous :

Soit $U$ la tension entre les bornes du générateur alors, d'après la loi d'Ohm : $$U=(R_{AB}+R)\times I_{1}$$

Par conséquent, $I_{1}=\dfrac{U}{R_{AB}+R}$

A.N : $I_{1}=\dfrac{9}{1.5+3}=2$

Ainsi, $\boxed{I_{1}=2\;A}$

$-\ \ $ Calcul des courants $I_{2}\ $ et $\ I_{3}$ circulant dans les deux autres branches.

Considérant le circuit ci-dessous :

D'après la loi des nœuds on a : $$I_{1}=I_{2}+I_{3}$$

Or, les résistors étant identiques alors, les intensités des courants $I_{2}\ $ et $\ I_{3}$ sont égales.

D'où, $I_{2}=I_{3}=\dfrac{I_{1}}{2}$

A.N : $I_{2}=I_{3}=\dfrac{2}{2}=1$

Ainsi, $\boxed{I_{2}=I_{3}=1\;A}$

Exercice 4

4.1. Considérons les schémas 1 et 2 ci-dessous.

4.1.1. C'est le schéma 1 qui correspond à l'œil myope.

En effet, l'œil myope est caractérisé par un cristallin trop convergent avec une distance focale courte. Ce qui fait que l'image se forme avant la rétine.

4.1.2. Des lentilles divergentes doivent constituer les verres correcteurs pour corriger la vision de l'œil myope.

En effet, la lentille fait diverger les rayons incidents afin que l'image se forme sur la rétine.

4.2. Construction de l'image $A'B'$ de l'objet $AB$ par la lentille.