Devoir Surveillé (DS) de Physique de niveau Seconde

M.Douezy

Description

Ds 6-1-12 atome et élément
Devoir Surveillé (DS) en Physique (2012) pour Seconde

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• Langue: Français

Extrait

J.Mistral, M.Augier, J.F Douezy, S.Terreyre, C.Cécillon
ndeDs de 2 du 6/01/2012 durée 2h
Calculatrices autorisées
Exercice 1
La notation conventionnelle d’un atome de Fer est :
56
Fe
26
Données :
 Masse des particules :
-27m =1.673 10 kgp
-27m =1.67510 kgn
-31m =9.109 10 kge
 charge élémentaire :
-19e=1.6 10 Coulomb
1. Comment nomme –t-on le nombre26 ? donner sa définition .
2. Même question pour le nombre 56
3. Donner la composition de l’atome de fer cité ci-dessus .
3+4. la de l’ion Fe correspondant
5. Calculer la masse exacte d’ un atome de fer .
2+6. Est-ce que la masse exacte de l’ion Fer II de formule Fe sera différente de celle de l’atome
de fer avec 3 chiffres significatifs ? pourquoi ?
7. Quelle est la valeur de la charge de cet ion ; nommer l’unité ?
Dans la nature on trouve des minerais de fer qui contiennent du monooxyde de fer II , on peut
chauffer ce minerai ,une fois broyé, en le mélangeant a du carbone, on obtient alors du métal fer . Ce
métal s’oxyde à l’air et peut donner des ions fer II ou fer III .
8. En vous inspirant de ce qui a été fait en TP pour l’élément cuivre et du texte ci-dessus
répondre aux questions suivantes :
(on rappelle que le précipité que forme les ions cuivre II avec les ions hydroxyde a pour
formule Cu(HO) et qu’en le chauffant on obtient un solide noir le monooxyde de cuivre 2
de formule CuO)
a. Donner la formule du monooxyde de fer,
b. Donner la de l’hydroxyde de fer II,
c. la formule du carbone
d. Quelle expérience peut on faire au laboratoire pour fabriquer l’hydroxyde de fer II à
partir d’une solution de Fer II ?faire des schémas .
e. Quelle expérience pourrait -t-on faire pour passer de l’hydroxyde de fer II au
monooxyde de fer ?
f. Montrer que l’on peut établir ,à partir des données du texte et des expériences
cidessus, un cycle illustrant la conservation de l’élément fer .
9. le rayon de l’atome de fer est 140pm, le noyau de l’atome a un rayon environ 100000 fois
plus petit .J.Mistral, M.Augier, J.F Douezy, S.Terreyre, C.Cécillon
a) convertir ces données en unité du système international et donner les résultats en
écriture scientifique
b) Quelle propriété de la structure de l’atome est mise en évidence dans ce texte ?
10. Calculer la masse volumique de l’atome de fer (on rappelle que le volume d’une sphère est
3V=4/3×π×R et que la masse volumique μ est donnée par la formule μ=m/v où m est la
masse du corps et v son volume), l’exprimer en unité du système international et avec le bon
nombre de chiffres significatifs .
11. On dispose au laboratoire de plaques de fer de longueur 10,00cm, de largeur 2.000cm et
d’épaisseur 1,000mm, une plaque pèse 13.478 g
3a. Calculer le volume de la plaque de fer en cm , on rappelle que le volume d’un
parallépipède s’obtient en multipliant sa largeur par sa longueur et par son épaisseur
.
b. Montrer que la masse volumique de la plaque de fer a pour valeur théorique μ=
-36.739 g.cm , l’exprimer en unité du système international
c. Calculer l’erreur relative entre la valeur trouvée à la question 10 et la valeur
théorique trouvée à la question 11b
d. Comment expliquer qu’on trouve un écart relatif aussi grand ?
Exercice 2
1. Donner la définition des isotopes
2. On donne des atomes A,B,C,D ,E,F,G et des ions H,K,L ; compléter le tableau suivant
atome A B C D E F G H K L
Nombre 8 13 7 17 7
de protons
Nombre 10 12 8 18 12
de
neutrons
Nombre 6 12 8 11 18 10 10
d’électrons
Nombre 14 27 23 14 24 14
de
nucléons
3. Nommer les atomes ou les ions qui ont des noyaux isotopes en vous servant du tableau de la
question 2
4. On donne les numéros atomiques des éléments suivants :
azote Oxygène sodium magnésium Aluminium Chlore carbone
Numéros 7 8 11 12 13 17 6
atomique
a) Donner la notation conventionnelle des atomes de la question 2
b) le symbole des ions de la question 2.J.Mistral, M.Augier, J.F Douezy, S.Terreyre, C.Cécillon
Exercice 3 : Feuille à rendre avec votre copie
L'atome
Nom de l’élève ; classe : /5
Dans le QCM ci-dessous , entourez uniquement les réponses exactes
Chaque question peut avoir une, plusieurs ou aucune réponses exactes.
Chaque réponse juste donne 0.5 point.
Chaque réponse fausse retire 0.5 point. (Il vaut donc mieux être sûr de ses réponses.)
Question 2
Question 1
Les électrons :
Le noyau d’un atome :
sont chargés négativement.est chargé
positivement
est chargé sont chargés positivement.
négativement
n’est pas chargé. sont très légers.
un atome n'a pas
de noyau. sont très lourds.
Question 3
Question 4
Le numéro atomique :
Les protonsest symbolisé par la lettre A.
sont plus lourds que les électrons.est par la lettre Z.
sont plus légers que les électrons.correspond au nombre de nucléons.
ont la même masse que les électrons au nombre de protons.
Isotopes et ions monoatomiques
Question 5 Question 6
Tous les atomes d'un même élément chimique ont : Les isotopes ont:
le même nombre de protons. même numéro atomique Z.
le même nombre de neutrons. des numéros atomiques Z différents.
le même nombre d'électrons. même nombre de nucléons A.
le même nombre de nucléons. des nombres de nucléons A différents.