Note : /30

3^e

Devoir de sciences physiques n°1 (Chimie)

Nom :... Classe : …...

Prénom :... Date : …...

Connaître (C) : .../20 Appliquer (A) : .../5 Raisonner (R) : .../2 Communiquer (Co): ..../2 Capacité expérimentale : …./1

Le devoir devra être rédigé sur une copie double, et le sujet inséré dans cette copie. Le sujet comporte trois exercices indépendants qui pourront être traité dans l'ordre voulu, ainsi qu'une épreuve expérimentale. Le barème est donné à titre indicatif.

Exercice 1 : Trier les métaux (

malléable, léger et recyclable.

1-a) A quelle famille de matériaux appartient l'aluminium ?

1-b) Citer un autre matériau appartenant à la même famille que l'aluminium.

L'aluminium fait parti des quatre métaux les plus couramment utilisés dans la vie courante.

On utilise aussi parfois des métaux dits précieux.

2-a) Indiquer quels sont les trois autres métaux les plus couramment utilisés ? 2-b) Citer deux métaux dits précieux.

2-c) Pourquoi parle-t-on de métal « précieux » ?

Toutes les canettes ne sont pas constituées d'aluminium. D'autres fabricants préfèrent utiliser de l'acier qui est un alliage contenant du fer et moins couteux que l'aluminium.

3) Donner la définition d'un alliage.

Qu'elles soient en aluminium ou en acier, les canettes sont toutes recouvertes d'une fine couche de vernis de protection, afin d'éviter que les boissons acides n'attaquent l'aluminium ou l'acier. De plus l'acier résiste très mal à la corrosion dans l'air, ce qui rend encore plus indispensable sa protection.

4-a) Comment expliquer que l'acier résiste très mal à la corrosion dans l'air humide ? 4-b) La couche protectrice des canettes rend impossible l'identification du matériau qui les compose par l'étude de la couleur ou de la corrosion dans l'air humide.

Proposer une expérience qui permettra de savoir si la canette contient de l'aluminium ou de l'acier.

Exercice 2 : Structure de l'atome et courant électrique dans les métaux (

Le circuit schématisé ci-dessous permet de tester le caractère conducteur ou isolant des matériaux.

L'atome d'aluminium possède 13 charges positives dans son noyau.

2-a) Rappeler quels sont les constituants d'un atome

Note : /30

+

G

Matériau à tester On place successivement, un morceau de

cuivre, un morceau de fer et enfin d'aluminium.

1-a) Que va-t-on observer à chaque fois et pourquoi ?

1-b) Cette expérience montre que tous les métaux ont-une propriété

commune. Laquelle ? Montage n°1

2-b) Quelle est la charge (positive, négative, ou neutre) de chacun de ses constituants.

2-c) Quelle est la charge électrique (positive, négative, ou neutre) d'un atome ?

2-d) En déduire parmi les trois illustrations ci-dessous, celle qui représente l'atome d'aluminium.

La représentation n°1, n'illustre pas l'atome d'aluminium mais l'ion aluminium.

3-a) Qu'est-ce qu'un ion ?

3-b) A partir de la représentation 1, déterminer le nombre de charges positives ou négatives que porte l'ion aluminium. En déduire sa formule. (Le symbole de l'atome d'aluminium est A

l

Le caractère conducteur des métaux comme l'aluminium s'explique par la présence d'électrons libres dans leurs atomes.

4-a) Qu'est-ce qu'un électron libre ?

4-b) Quel est la nature du courant électrique dans un métal ?

4-c) Indiquer sur le schéma du montage (directement sur le sujet : montage 1) par des flèches rouges, le sens conventionnel du courant électrique.

4-d) Sur ce même schéma, représenter par des flèches vertes le sens de déplacement des électrons libres.

Exercice 3 : Courant électrique dans les solutions aqueuses (5

Le montage ci-dessous permet de tester la conduction dans les solutions aqueuses.

1- D'une manière générale quelles sont les solutions qui conduisent le courant électrique ?

2- A quoi est dû le courant électrique dans une solution aqueuses ? 3- Sur le schéma ci dessous : (à faire directement sur le sujet)

a) Indique par une flèche le sens de déplacement de chacun des ions présents dans la solution.

b) Repasse en vert la partie du circuit où circulent des électrons et indique par des flèches leur sens de déplacement.

13+13+

12+

Représentation 1 Représentation 2 Représentation 3

+

G

+ +

+

- -

-

- +

électron

Molécules d'eau

Ions positifs Ions négatifs