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Informer et accompagner
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les professionnels de l’éducation
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ÉVALUATION CYCLES 2 3 4
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PHYSIQUE-CHIMIE
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Une expertise
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COMPOSANTE(S) DU SOCLE COMMUN
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D4 | Les systèmes naturels et les systèmes techniques
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ÉLÉMENTS SIGNIFIANTS
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Mener une démarche scientifique, résoudre un problème (D4)
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• Extraire, organiser les informations utiles et les transcrire dans un langage adapté
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• Mettre en œuvre un raisonnement logique simple
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• Mettre en œuvre un protocole expérimental
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• Communiquer sur ses démarches, ses résultats et ses choix, en argumentant
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Situation d’évaluation
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Thème : organisation et transformations de la matière
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Attendus de fin de cycle
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Décrire et expliquer des transformations chimiques.
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Connaissances et compétences associées
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Mettre en œuvre des tests caractéristiques à partir d’une banque fournie.
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Interpréter une transformation chimique comme une redistribution des atomes.
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Utiliser une équation de réaction chimique fournie pour décrire une transformation chimique
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observée.
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Associer leurs symboles aux éléments à l’aide de la classification périodique.
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Novembre 2016 1
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ÉVALUATION CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE
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Nature de la situation d’évaluation
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Tâche complexe avec activité expérimentale.
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Durée : 55 min
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Synopsis
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Dans un entrepôt désaffecté, des bidons abandonnés se sont renversés. Malheureusement de
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l’acide et une poudre métallique sont entrés en contact. Une détonation s’est produite pendant
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la nuit, suivie d’un incendie.
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L’élève dispose d’un article de presse, d’un inventaire des produits stockés dans l’entrepôt,
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d’une banque de tests des ions, d’un schéma légendé d’une expérience menée par un
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technicien de la police scientifique. L’élève devra reformuler le problème posé, proposer et
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réaliser des expériences menant à découvrir la nature de l’acide et de la poudre métallique. Il
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devra également écrire le bilan de la réaction chimique ayant conduit à la détonation et choisir
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l’équation de la réaction correspondante. Enfin il devra donner l’origine de la détonation et de
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l’incendie.
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Acquis nécessaires pour mener la tâche à bien
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Identifier expérimentalement une transformation chimique
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Avoir réalisé au moins une expérience de réaction entre un acide et un métal
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Avoir déjà réalisé des tests d’ions et le test du dihydrogène
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Avoir vu que le dihydrogène est un gaz explosif
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Utiliser une équation de réaction chimique fournie pour décrire une transformation chimique
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observée
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Scénario
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Le document élève est distribué et lu en classe entière.
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L’élève travaille en autonomie.
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L’élève dispose du produit de réaction entre la solution d’acide et la poudre métallique
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« prélevés » sur les lieux de l’accident.
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L’élève devra réaliser deux tests d’ions sur le produit de réaction issu des espèces
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« prélevées » :
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• nature de l’acide : test de présence des ions chlorure avec le nitrate d’argent ;
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• nature de la poudre métallique : test de présence des ions fer(II) avec l’hydroxyde de sodium.
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L’élève devra en déduire la nature de l’acide et de la poudre métallique.
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Il écrira littéralement le bilan de la réaction avant de choisir l’équation de la réaction ayant
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conduit à l’accident parmi plusieurs proposées.
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L’élève devra identifier le dihydrogène comme le gaz responsable de la détonnation grâce aux
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documents, ainsi qu’identifier l’étincelle comme élément déclencheur de l’incendie.
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Le professeur circule et reste à la disposition des élèves pour distribuer les aides et veiller à la
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sécurité des élèves.
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Novembre 2016 2
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ÉVALUATION CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE
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Indicateurs permettant de suivre la progression de l’élève au cours de l’éva-
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luation
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Mener une démarche scientifique, résoudre un problème (D4)
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Observables, indicateurs :
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I1 : L’élève reformule le problème et montre qu’il comprend les implications.
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I2 : L’élève réalise les tests de mise en évidence avec le matériel et les solutions qu’il a choisis
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en utilisant la banque de données.
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I3 : L’élève écrit le bilan de la réaction de façon littérale et choisit l’équation bilan de la réaction.
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I4 : L’élève en déduit que l’acide était de l’acide chlorhydrique et que la poudre métallique était
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du fer.
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I5 : L’élève identifie le dihydrogène comme un produit de la réaction et en déduit que c’est
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ce gaz qui a provoqué la détonation. L’élève déduit de l’article de presse que l’élément
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déclencheur de l’incendie est l’étincelle.
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Aides
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Elles peuvent être apportées oralement (I1, I2, I3) ou sous forme de coupon (I2, I3). Le professeur
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s’assure que le contenu est bien compris, et coche la case correspondante dans la fiche de
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l’élève.
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INDICATEUR NIVEAU 1 NIVEAU 2
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I1 (Aide n° 1) Que s’est-il passé avant la détonation et l’incen- Donner une formulation explicite de la
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die ? problématique à l’oral
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I2 (Aide n° 2) Indiquer à l’élève de relire les documents 2 et 3 Donner le protocole pour les deux ions à
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tester
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I3 (Aide n° 3) Rappeler « réactifs → produits » ; à adapter aux Identifier les réactifs et les produits de la
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pratiques de la classe réaction
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Une classification périodique est accessible.
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Novembre 2016 3
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ÉVALUATION CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE
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Évaluation de l’élève
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MAÎTRISE
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MAÎTRISE FRAGILE MAÎTRISE SATISFAISANTE TRÈS BONNE MAÎTRISE
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INSUFFISANTE
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L’élève n’a pas L’élève reste bloqué L’élève a réalisé l’ensemble L’élève a réalisé l’ensemble
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été en mesure de dans l’avancement du travail demandé de du travail demandé de
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réaliser les tâches des tâches manière satisfaisante selon manière satisfaisante selon
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demandées malgré demandées, malgré les indicateurs précisés ci- les indicateurs précisés
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les éléments de les questions posées dessus mais avec quelques ci-dessus ou avec une
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réponses apportés par le professeur. Des interventions du professeur ou deux interventions du
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par le professeur. éléments de solutions concernant des difficultés ou professeur concernant des
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Cette situation lui sont régulièrement erreurs non identifiées par difficultés identifiées et
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conduit le professeur apportés, ce qui lui l’élève mais résolues par celui- explicitées par l’élève et
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à fournir une permet de poursuivre ci une fois soulignées par le auxquelles il apporte une
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solution complète de les tâches. professeur : réponse quasiment de lui-
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la tâche. • après avoir réfléchi suite à un même.
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questionnement ouvert mené
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par le professeur ;
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• ou par l’apport d’une solution
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partielle.
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Matériel disponible
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• Éprouvette graduée
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• Béchers
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• Pipettes
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• Tubes à essai
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• Coupelle
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• Erlenmeyer
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• Bouchons de différentes tailles
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• Entonnoir
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• Spatule
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• Gants
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• Lunettes de protection
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• Blouse (si non demandée aux élèves)
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• Solution étiquetée « produit de la réaction »
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• Solutions d’hydroxyde de sodium et de nitrate d’argent
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Novembre 2016 4
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ÉVALUATION CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE
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Une expertise (document élève)
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D’après Wikipédia, l’expertise est un dispositif d’aide à la décision, par la recherche des faits
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techniques ou scientifiques.
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Document 1 : extrait d’un journal local
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Document 2 : inventaire réalisé avant la fermeture de l’usine
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Acides Formules chimiques
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Acide sulfurique 2 H++ SO42-
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Acide chlorhydrique H++ Cl-
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Poudres métalliques Formules chimiques
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Cuivre Cu
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Fer Fe
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Zinc Zn
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Novembre 2016 5
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ÉVALUATION CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE
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Document 3 : banque de test des ions
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ION
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ION CHLO- ION ZINC(II) ION FER(II) ION FER(III)
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NOM DE L’ION CUIVRE(II)
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RURE Cl- Zn2+ Fe2+ Fe3+
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Cu2+
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Réactif caractéris- Nitrate d’argent Soude Soude Soude Soude
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tique
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Couleur du préci- Blanc qui noircit Blanc Bleu Vert (foncé) Rouge (rouille)
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pité à la lumière
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Document 4 : schéma légendé d’une expérience réalisée par le technicien de
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la police scientifique chargé de l’analyse des prélèvements
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Situation problème
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Des aides sont disponibles à votre demande tout au long de l’étude.
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À l’aide des différents documents, identifier, en proposant et réalisant un protocole expérimental,
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le métal et l’acide recueillis sur les lieux de l’accident. On cherchera également une possible
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explication à l’origine de la détonation et de l’incendie.
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Élaboration et réalisation d’un protocole expérimental
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Solutions disponibles
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Sont à votre disposition :
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• la solution issue de la réaction entre l’acide et la poudre métallique utilisés par le technicien
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de la police scientifique ;
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• les solutions permettant de faire les tests des ions présentés dans le document 3.
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ÉVALUATION CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE
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Matériel (cocher le matériel utile)
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Éprouvette graduée Blouse
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Béchers Bouchons de différentes tailles
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Pipettes Entonnoir
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Tubes à essai Spatule
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Coupelle Gants
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Erlenmeyer Lunettes de protection
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Appel professeur : présenter au professeur les expériences que vous souhaitez mettre en œuvre.
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Expériences et observations
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Indiquer les expériences réalisées et vos observations ; le choix de la représentation est libre
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(schéma, texte, etc.).
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Exploitation
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Écrire, en toutes lettres, le bilan de la transformation chimique ayant eu lieu dans l’entrepôt et
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reproduite par le technicien.
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Quelle équation traduit la transformation chimique ayant eu lieu dans l’entrepôt ? (cocher la
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case)
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Fe(s) + 2Cl-(aq) + H2(g) → Fe2+(aq) + 2Cl-(aq) + 2H+(aq)
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Zn(s) + 2Cl-(aq) + 2H+(aq) → Zn2+(aq) + H2(g) + 2Cl-(aq)
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Fe(s) + 4H+(aq) + SO42-(aq) → Fe2+ + O2(g) + 2H2O
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Fe(s) + 2H+(aq) + 2Cl-(aq) → Fe2+(aq) + 2Cl-(aq) + H2(g)
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Cu(s) + 2H+(aq) → Cu2+(aq) + H2(g)
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Novembre 2016 7
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ÉVALUATION CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE
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Conclusion
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niveau 1 niveau 2
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J’ai eu besoin de l’aide n° 1
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J’ai eu besoin de l’aide n° 2
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J’ai eu besoin de l’aide n° 3
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