    Informer et accompagner
    les professionnels de l’éducation
                                                      ÉVALUATION                              CYCLES 2                            3 4

                                             PHYSIQUE-CHIMIE


                                                                           Une expertise




                                            COMPOSANTE(S) DU SOCLE COMMUN
                                            D4    |   Les systèmes naturels et les systèmes techniques




                                            ÉLÉMENTS SIGNIFIANTS
                                            Mener une démarche scientifique, résoudre un problème (D4)
                                            • Extraire, organiser les informations utiles et les transcrire dans un langage adapté
                                            • Mettre en œuvre un raisonnement logique simple
                                            • Mettre en œuvre un protocole expérimental
                                            • Communiquer sur ses démarches, ses résultats et ses choix, en argumentant



                                        Situation d’évaluation
                                        Thème : organisation et transformations de la matière

                                        Attendus de fin de cycle
                                        Décrire et expliquer des transformations chimiques.

                                        Connaissances et compétences associées
                                        Mettre en œuvre des tests caractéristiques à partir d’une banque fournie.

                                        Interpréter une transformation chimique comme une redistribution des atomes.

                                        Utiliser une équation de réaction chimique fournie pour décrire une transformation chimique
                                        observée.

                                        Associer leurs symboles aux éléments à l’aide de la classification périodique.




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Novembre 2016   1
  ÉVALUATION       CYCLE   4 I PHYSIQUE-CHIMIE




                              Nature de la situation d’évaluation
                              Tâche complexe avec activité expérimentale.

                              Durée : 55 min

                              Synopsis
                              Dans un entrepôt désaffecté, des bidons abandonnés se sont renversés. Malheureusement de
                              l’acide et une poudre métallique sont entrés en contact. Une détonation s’est produite pendant
                              la nuit, suivie d’un incendie.

                              L’élève dispose d’un article de presse, d’un inventaire des produits stockés dans l’entrepôt,
                              d’une banque de tests des ions, d’un schéma légendé d’une expérience menée par un
                              technicien de la police scientifique. L’élève devra reformuler le problème posé, proposer et
                              réaliser des expériences menant à découvrir la nature de l’acide et de la poudre métallique. Il
                              devra également écrire le bilan de la réaction chimique ayant conduit à la détonation et choisir
                              l’équation de la réaction correspondante. Enfin il devra donner l’origine de la détonation et de
                              l’incendie.

                              Acquis nécessaires pour mener la tâche à bien
                              Identifier expérimentalement une transformation chimique

                              Avoir réalisé au moins une expérience de réaction entre un acide et un métal

                              Avoir déjà réalisé des tests d’ions et le test du dihydrogène

                              Avoir vu que le dihydrogène est un gaz explosif

                              Utiliser une équation de réaction chimique fournie pour décrire une transformation chimique
                              observée

                              Scénario
                              Le document élève est distribué et lu en classe entière.

                              L’élève travaille en autonomie.

                              L’élève dispose du produit de réaction entre la solution d’acide et la poudre métallique
                              « prélevés » sur les lieux de l’accident.

                              L’élève devra réaliser deux tests d’ions sur le produit de réaction issu des espèces
                              « prélevées » :
                              • nature de l’acide : test de présence des ions chlorure avec le nitrate d’argent ;
                              • nature de la poudre métallique : test de présence des ions fer(II) avec l’hydroxyde de sodium.

                              L’élève devra en déduire la nature de l’acide et de la poudre métallique.

                              Il écrira littéralement le bilan de la réaction avant de choisir l’équation de la réaction ayant
                              conduit à l’accident parmi plusieurs proposées.

                              L’élève devra identifier le dihydrogène comme le gaz responsable de la détonnation grâce aux
                              documents, ainsi qu’identifier l’étincelle comme élément déclencheur de l’incendie.

                              Le professeur circule et reste à la disposition des élèves pour distribuer les aides et veiller à la
                              sécurité des élèves.
Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Novembre 2016   2
  ÉVALUATION       CYCLE   4 I PHYSIQUE-CHIMIE




                              Indicateurs permettant de suivre la progression de l’élève au cours de l’éva-
                              luation

                              Mener une démarche scientifique, résoudre un problème (D4)
                              Observables, indicateurs :

                              I1 : L’élève reformule le problème et montre qu’il comprend les implications.

                              I2 : L’élève réalise les tests de mise en évidence avec le matériel et les solutions qu’il a choisis
                                    en utilisant la banque de données.

                              I3 : L’élève écrit le bilan de la réaction de façon littérale et choisit l’équation bilan de la réaction.

                              I4 : L’élève en déduit que l’acide était de l’acide chlorhydrique et que la poudre métallique était
                                    du fer.

                              I5 : L’élève identifie le dihydrogène comme un produit de la réaction et en déduit que c’est
                                    ce gaz qui a provoqué la détonation. L’élève déduit de l’article de presse que l’élément
                                    déclencheur de l’incendie est l’étincelle.

                              Aides
                              Elles peuvent être apportées oralement (I1, I2, I3) ou sous forme de coupon (I2, I3). Le professeur
                              s’assure que le contenu est bien compris, et coche la case correspondante dans la fiche de
                              l’élève.

                                INDICATEUR         NIVEAU 1                                             NIVEAU 2

                                I1 (Aide n° 1)     Que s’est-il passé avant la détonation et l’incen-   Donner une formulation explicite de la
                                                   die ?                                                problématique à l’oral
                                I2 (Aide n° 2)     Indiquer à l’élève de relire les documents 2 et 3    Donner le protocole pour les deux ions à
                                                                                                        tester
                                I3 (Aide n° 3)     Rappeler « réactifs → produits » ; à adapter aux     Identifier les réactifs et les produits de la
                                                   pratiques de la classe                               réaction

                              Une classification périodique est accessible.




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Novembre 2016            3
  ÉVALUATION       CYCLE   4 I PHYSIQUE-CHIMIE




                              Évaluation de l’élève
                                MAÎTRISE
                                                        MAÎTRISE FRAGILE MAÎTRISE SATISFAISANTE                      TRÈS BONNE MAÎTRISE
                                INSUFFISANTE
                                L’élève n’a pas         L’élève reste bloqué     L’élève a réalisé l’ensemble        L’élève a réalisé l’ensemble
                                été en mesure de        dans l’avancement        du travail demandé de               du travail demandé de
                                réaliser les tâches     des tâches               manière satisfaisante selon         manière satisfaisante selon
                                demandées malgré        demandées, malgré        les indicateurs précisés ci-        les indicateurs précisés
                                les éléments de         les questions posées     dessus mais avec quelques           ci-dessus ou avec une
                                réponses apportés       par le professeur. Des   interventions du professeur         ou deux interventions du
                                par le professeur.      éléments de solutions    concernant des difficultés ou       professeur concernant des
                                Cette situation         lui sont régulièrement   erreurs non identifiées par         difficultés identifiées et
                                conduit le professeur   apportés, ce qui lui     l’élève mais résolues par celui-    explicitées par l’élève et
                                à fournir une           permet de poursuivre     ci une fois soulignées par le       auxquelles il apporte une
                                solution complète de    les tâches.              professeur :                        réponse quasiment de lui-
                                la tâche.                                        • après avoir réfléchi suite à un   même.
                                                                                 questionnement ouvert mené
                                                                                 par le professeur ;
                                                                                 • ou par l’apport d’une solution
                                                                                 partielle.


                              Matériel disponible
                              • Éprouvette graduée
                              • Béchers
                              • Pipettes
                              • Tubes à essai
                              • Coupelle
                              • Erlenmeyer
                              • Bouchons de différentes tailles
                              • Entonnoir
                              • Spatule
                              • Gants
                              • Lunettes de protection
                              • Blouse (si non demandée aux élèves)
                              • Solution étiquetée « produit de la réaction »
                              • Solutions d’hydroxyde de sodium et de nitrate d’argent




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Novembre 2016        4
  ÉVALUATION       CYCLE   4 I PHYSIQUE-CHIMIE




                              Une expertise (document élève)
                              D’après Wikipédia, l’expertise est un dispositif d’aide à la décision, par la recherche des faits
                              techniques ou scientifiques.

                              Document 1 : extrait d’un journal local




                              Document 2 : inventaire réalisé avant la fermeture de l’usine
                                                                  Acides                    Formules chimiques
                                                            Acide sulfurique                      2 H++ SO42-
                                                          Acide chlorhydrique                       H++ Cl-

                                                              Poudres métalliques                  Formules chimiques
                                                                       Cuivre                                 Cu
                                                                         Fer                                  Fe
                                                                         Zinc                                 Zn




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Novembre 2016   5
  ÉVALUATION       CYCLE   4 I PHYSIQUE-CHIMIE




                              Document 3 : banque de test des ions
                                                                                             ION
                                                      ION CHLO-           ION ZINC(II)                          ION FER(II)        ION FER(III)
                                NOM DE L’ION                                                 CUIVRE(II)
                                                      RURE Cl-            Zn2+                                  Fe2+               Fe3+
                                                                                             Cu2+
                                Réactif caractéris-   Nitrate d’argent    Soude              Soude              Soude              Soude
                                tique


                                Couleur du préci-     Blanc qui noircit   Blanc              Bleu               Vert (foncé)       Rouge (rouille)
                                pité                  à la lumière



                              Document 4 : schéma légendé d’une expérience réalisée par le technicien de
                              la police scientifique chargé de l’analyse des prélèvements




                              Situation problème
                              Des aides sont disponibles à votre demande tout au long de l’étude.


                                    À l’aide des différents documents, identifier, en proposant et réalisant un protocole expérimental,
                                    le métal et l’acide recueillis sur les lieux de l’accident. On cherchera également une possible
                                    explication à l’origine de la détonation et de l’incendie.


                              Élaboration et réalisation d’un protocole expérimental

                              Solutions disponibles
                              Sont à votre disposition :
                              • la solution issue de la réaction entre l’acide et la poudre métallique utilisés par le technicien
                                 de la police scientifique ;
                              • les solutions permettant de faire les tests des ions présentés dans le document 3.




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Novembre 2016    6
  ÉVALUATION       CYCLE   4 I PHYSIQUE-CHIMIE




                              Matériel (cocher le matériel utile)
                                  Éprouvette graduée                                          Blouse
                                  Béchers                                                     Bouchons de différentes tailles
                                  Pipettes                                                    Entonnoir
                                  Tubes à essai                                               Spatule
                                  Coupelle                                                    Gants
                                  Erlenmeyer                                                  Lunettes de protection


                                    Appel professeur : présenter au professeur les expériences que vous souhaitez mettre en œuvre.


                              Expériences et observations
                              Indiquer les expériences réalisées et vos observations ; le choix de la représentation est libre
                              (schéma, texte, etc.).




                              Exploitation
                              Écrire, en toutes lettres, le bilan de la transformation chimique ayant eu lieu dans l’entrepôt et
                              reproduite par le technicien.




                              Quelle équation traduit la transformation chimique ayant eu lieu dans l’entrepôt ? (cocher la
                              case)

                                  Fe(s) + 2Cl-(aq) + H2(g) → Fe2+(aq) + 2Cl-(aq) + 2H+(aq)

                                  Zn(s) + 2Cl-(aq) + 2H+(aq) → Zn2+(aq) + H2(g) + 2Cl-(aq)

                                  Fe(s) + 4H+(aq) + SO42-(aq) → Fe2+ + O2(g) + 2H2O

                                  Fe(s) + 2H+(aq) + 2Cl-(aq) → Fe2+(aq) + 2Cl-(aq) + H2(g)

                                  Cu(s) + 2H+(aq) → Cu2+(aq) + H2(g)



Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Novembre 2016   7
  ÉVALUATION       CYCLE   4 I PHYSIQUE-CHIMIE




                              Conclusion




                                                                   niveau 1       niveau 2
                                J’ai eu besoin de l’aide n° 1
                                J’ai eu besoin de l’aide n° 2
                                J’ai eu besoin de l’aide n° 3




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Novembre 2016   8
