ORDINÆR / UTSATT EKSAMEN Sensur faller innen

Transkript

1 Individuell skriftlig eksamen i Naturfag 1, NA130E 15 studiepoeng ORDINÆR / UTSATT EKSAMEN Sensur faller innen BOKMÅL Resultatet blir tilgjengelig på studentweb samtidig med registrering av sensur i studentdatabasen, senest første virkedag etter sensurfrist, dvs (se Vi gjør oppmerksom på at frist for eventuelt å be om begrunnelse er 1 uke fra karakteren er bekjentgjort iht. lov om universiteter og høgskoler. Timer: 6 Hjelpemidler: Kunnskapsløftet (LK06), tabeller i fysikk og kjemi, kalkulator Informasjon: Oppgavesettet er totalt på syv 7 sider og har i alt fire 4 vedlegg, tre i kjemi og ett i fysikk. Oppgavene i fysikk og kjemi må starte på nye sider, og heftes sammen i separate bunker. Alle oppgaver skal besvares, og kandidaten må ha minst 35 % riktige svar i begge fagene for at eksamen skal være bestått. Oppgave 1 (Kjemi på barnetrinnet 25 %) I Kunnskapsløftet (LK06) står det i læreplanen i naturfag under kompetansemål for 7. årstrinn: Mål for opplæringen er at elevene skal kunne Beskrive sentrale egenskaper ved gasser, væske og faste stoffer og faseoverganger ved hjelp av partikkelmodellen Forklare hvordan stoffer er bygd opp og hvordan stoffer kan omdannes ved å bruke begrepene atomer og molekyler Gjennomføre forsøk med kjemiske reaksjoner og forklare hva som kjennetegner disse reaksjonene a) Du er ny som lærer ved en 1 10 skole, og har undervisning på mellomtrinnet. Dermed er du blitt med i en gruppe som skal retolke læreplanen for dette trinnet. En av kollegene dine snakker om at her må vi tenke på både på makro og mikronivå, spesielt i hovedområdet Fenomener og stoffer. Hva ligger i begrepene makro og mikronivå? Hvor vil du plassere inn kompetansemålene over, og på hvilket klassetrinn vil du legge undervisningen i disse kompetansemålene? Begrunn svarene.

2 b) Hvordan vil du forklare hva som ligger i begrepene atom og molekyl for elevene på det trinnet du mener dette stoffet hører hjemme? c) Du stusser på at begrepet ion ikke står i kompetansemålet, og bestemmer deg for å inkludere begrepet i den lokale læreplanen og i undervisningen. Hva ligger i dette begrepet og hvordan vil du introdusere det for elevene? d) Til å forklare hvordan stoffer er bygd opp, har du bestemt deg for å bruke vanlig bordsalt (NaCl) og vann. Forklar forskjellen mellom og oppbygningen av disse stoffene for deg selv og på elevnivå. e) Du har bestemt deg for å bruke reaksjonen mellom natron (natriumhydrogenkarbonat, NaHCO 3 ) og edikksyre (CH 3 COOH) som ett eksempel på en kjemisk reaksjon, og vil også at elevene skal prøve å finne ut hva som skjer. Først lager du en vellykket kindereggbombe som viser elevene at det må dannes noe i denne reaksjonen som øker volumet (av gasser, CO 2 og vanndamp) inne i egget. Deretter lar du elevene gjøre forsøket i et lite glass. En av elevene sier at det koker i glasset når gassutviklingen skjer. Dette er et eksempel på en hverdagsforestilling. Hvordan skal du få eleven til å forstå hva som egentlig skjer i reaksjonen og hva som karakteriserer den? Få også med begrepene i kompetansemålet som handler om omdanning av stoffer. f) Hvordan vil du forklare for deg selv hva som skjer i denne reaksjonen? Skriv reaksjonslikning. g) Gi minst ett eksempel på andre reaksjoner/reaksjonstyper som kan brukes i undervisningen (gjerne med forsøk) av kompetansemålet om reaksjoner og karakteristika for kjemiske reaksjoner. Forklar hva som skjer i reaksjonene, gjerne med reaksjonslikning. Oppgave 2 (Kjemi på ungdomstrinnet og for lærere 25%) I Kunnskapsløftet (LK06) står det i læreplanen i naturfag under kompetansemål for 10. årstrinn: Mål for opplæringen er at elevene skal kunne Gjennomføre forsøk for å klassifisere sure og basiske stoffer Planlegge og gjennomføre forsøk med påvisningsreaksjoner, separasjon av stoffer i en blanding og analyse av ukjent stoff Gjøre forsøk med og beskrive hydrokarboner, alkoholer og karboksylsyrer og noen vanlige karbohydrater I tillegg til å undervise på mellomtrinnet, får du naturfag i 10. klasse. Skolen har bestemt at målene over skal undervises på dette trinnet. Du vil velge først velge forsøk som kombinere de to første målene, og tar utgangspunkt i et forsøk du finner i en kjemibok for videregående skole. I dette forsøket inngår løsninger av saltsyre, svovelsyre, eddiksyre (CH 3 COOH), natriumhydroksid (populærnavn: natronlut), kobber(ii)sulfat, natriumklorid, natriumsulfat og ammoniakk samt løsning av bariumnitrat og BTB eller rødkålsaft og ph papir. I tillegg finner du frem en løsning av sølvnitrat. a) Skriv formel for minst fire av forbindelsene over.

3 b) Du bestemmer deg for at du vil starte med et forsøk for å klassifisere de sure og basiske stoffene i forsøket fra videregående skole. Lag en skisse til et slikt forsøk for dine elever. c) Du ser også at forsøket over kan brukes til å påvise sure og basiske løsninger, men ikke hvilken syre eller bare du har. Du bestemmer deg for at du i tillegg vil bruke fellingsreaksjoner for påvisning av kloridioner og sulfationer. I tillegg til de løsningene du har funnet frem, finner du frem en løselighetstabell. i) Først tenker du over hvordan du vil forklare for dine elever hva en fellingsreaksjon er (gjerne ved hjelp av en demonstrasjon med andre stoffer enn de i forsøket fra videregående skole). ii) Deretter lager du et lite forsøk for elevene hvor de lærer å påvise klorider og sulfater. Hvordan vil du legge opp dette forsøket? d) Tilslutt lager du en detektivoppgave for dine elever der du bruker stoffene i forsøket fra videregående skole, men bestemmer deg for å ta bort ammoniakk og kobber(ii)sulfat. Forsøket skal elevene planlegge selv ut fra de kunnskapene de har tilegnet seg fra de to forsøkene de alt har gjort. Du er ikke helt trygg på alle at elevgruppene dine klare det, og lager et forslag til gjennomføring for din egen del (plan B). Hvordan ser denne planen ut? e) Senere på året skal elevene ha undervisning i organisk kjemi. Både du og læreboka starter med de enkleste forbindelsene hydrokarbonene. Elevene har hatt om bindinger i 9. klasse, så du vil starte med et forsøk som viser elevene hva som er karakteristisk for og skiller de tre gruppene hydrokarboner med åpen kjede (alifatiske) alkaner, alkener og alkyner. Lag en skisse til et slikt forsøk du velger selv hvilken modell/hvilke modeller du vil bruke. Oppgave 5 (Lydlære 10 %) I ett av kompetansemålene i naturfag etter 7.trinn i Kunnskapsløftet står det under hovedområdet Fenomener og stoffer: mål for opplæringen er at eleven skal kunne gjennomføre forsøk med lyd, hørsel og støy, beskrive og forklare resultatene og hvordan vi kan skjerme oss mot uønsket lyd a) Skriv kort om et forsøk innen tema lyd som kan brukes for å nå dette kompetansemålet. Ustyr, mål og metode må være i beskrivelsen. I lydlære ser vi på egenskaper ved lydbølger. Vi definerer bølgefarten som produktet mellom bølgelengde og frekvens. b) En lydbølge har en frekvens på 240 Hz og lydfarten i lufta er 340 m/s. Hvor stor bølgelengde har lydbølgen? Hører vi denne frekvensen? Oppgave 6 (Partikkelmodellen 15 %) I Kunnskapsløftet 06 nevnes bruk av partikkelmodellen for å forklare sentrale egenskaper ved gasser, væsker og faste stoffer. Velg relevante aktiviteter hvor du bruker partikkelmodellen for å belyse, temperatur, volum og trykk ved valgt aggregattilstand. a) Skriv en kort fagdidaktisk begrunnelse for aktivitetene. Finn kompetansemål i Kunnskapsløftet.

4 b) Ha med en enkel regneoppgave der begrepet trykk, P er med. Bruk relasjonen hvor trykk, P er definert som kraft, F, delt med areal, A. c) Gi en kort forklaring på forskjellen mellom begrepene varme og temperatur. Oppgave 7 (Fysikk Temperatur 10 %) Termometre brukes for å måle temperatur. Absolutt temperatur måles i grader Kelvin. a) Hva betyr 0 o Kelvin? b) Regn om følgende temperaturer i Kelvingrader: i) 25 oc, ii) 27 o C og iii) 130 oc c) Regn om følgende temperaturer i Celsiusgrader: i) 300 o K, ii) 530 o K og iii) 263 o K Oppgave 8 (Energilovene Termofysikk 15 %) En gass med trykket 1, Pa blir tilført varme og utvider seg mot et friksjonsfritt stempel ved konstant trykk. a) Hvor stort arbeid gjør gassen mot omgivelsene når volumet øker med 0,01 m 3? b) Hva sier energibevaringsloven? Denne loven er også kjent som termodynamikkens første hovedsetning. c) Hva sier termodynamikkens andre lov? Denne loven er også kjent som entropiloven.

5 Vedlegg i kjemi Vedlegg 1 Periodesystemet Hentet fra "Tabeller og formler i kjemi, 2KJ og 3 KJ", Gyldendal undervisning, Vedlegg 2 Navn på polyatomære ioner Formel HS S CN NO 3 NO 2 HCO 3 CO 3 HSO 4 SO 4 HSO 3 SO 3 H 2 PO 4 HPO 4 3 PO 4 OH ClO 3 CrO 4 MnO 4 OH H 3 O + NH 4 + Navn Hydrogensulfid Sulfid Cyanid Nitrat Nitritt Hydrogenkarbonat Karbonat Hydrogensulfat Sulfat Hydrogensulfitt Sulfitt Dihydrogenfosfat Hydrogenfosfat Fosfat Hydroksid Klorat Kromat Permanganat Hydroksid Oksonium (Hydronium) Ammonium

6 Vedlegg 3 Løselighetstabell Tabellen under gir en oversikt over en del lettløselige, tungt løselige og uløselige salter. Den kan brukes til å finne egnede salter, og hvilke kationer og anioner som gir felling (i en metatesereaksjon). NO 3 Cl Br I CO 3 CrO 4 O OH S SO 4 Na + L L L L L L L L L L K + L L L L L L L L L L NH 4 + L L L L L L L L L L Ag + L U U U U U U U T Al 3+ L R R R R U U R R Ba 2+ L L L L U U R L T U Ca 2+ L L L L U T T U T T Cu 2+ L L L U U U U U L Fe 2+ L L L L U U U U U L Fe 3+ L R R U U U U L Mg 2+ L L L L U? U U R L Ni 2+ L L L L U U U U U L Pb 2+ L T T U U U U U U U Zn 2+ L L L L U? U U U L L = lettløselige, dvs. >1 g pr. 100 g vann T = tungt løselig, i.e. 1 g < pr. 100 g vann > 0.01 g U = uløselig, dvs. < 0.01 g pr. 100 g vann R = stoffet reagerer med vann = stoffet eksisterer ikke? = har ikke funnet noe om stoffet Vedlegg 4 Formelark i fysikk v = λ. f. p1v T 1 1 p2v2 = T 2 K = o C U = Q + W W = p V F = p A 1 N/m 2 = 1 Pa

7 Skriftleg semesterprøve i Naturfag 1, NA130 E 15 studiepoeng ORDINÆR / UTSETT EKSAMEN Sensur fell innan NYNORSK Resultatet vert tilgjengeleg på studentweb første kvardag etter sensurfrist, dvs (sjå Vi gjer merksam på at frist for eventuelt å be om grunngjeving er 1 uke frå karakteren er gjort kjent iht. lov om universitet og høgskuler. Timar: 6 Hjelpemiddel: Kunnskapsløftet (LK06), tabellar i fysikk og kjemi, kalkulator Informasjon: Oppgåvesettet er totalt på åtte 8 sider og har i alt fire 4 vedlegg, eit i fysikk og tre i kjemi. Oppgåvane i fysikk og kjemi må starte på nye sider, og heftes saman i separate bunker. Du skal svare på alle oppgåver, og må ha minst 35 % riktige svar i det begge faga for at eksamen skal være bestått. Oppgåve 1 (Kjemi på barnetrinnet 25 %) I Kunnskapsløftet (LK06) står det i læreplanen i naturfag under kompetansemål for 7. årstrinn: Mål for opplæringen er at elevene skal kunne Beskrive sentrale egenskaper ved gasser, væske og faste stoffer og faseoverganger ved hjelp av partikkelmodellen Forklare hvordan stoffer er bygd opp og hvordan stoffer kan omdannes ved å bruke begrepene atomer og molekyler Gjennomføre forsøk med kjemiske reaksjoner og forklare hva som kjennetegner disse reaksjonene h) Du er ny som lærer ved ein 1 10 skole, og har undervisning på mellomtrinnet. Dermed er du blitt med i ei gruppe som skal retolke læreplanen for dette trinnet. En av kollegene dine snakkar om at her må vi tenke på både på makro og mikronivå, spesielt i hovudområdet Fenomener og stoffer. Kva ligger i omgrepa makro og mikronivå? Kor vil du plassere inn kompetansemåla over, og på kva for klassetrinn vil du legge undervisninga i disse kompetansemåla? Grunngje svara. i) Korleis vil du forklare kva som ligger i omgrepa atom og molekyl for elevane på det trinnet du meiner dette stoffet hører heime? j) Du stussar på at omgrepet ion ikkje står i kompetansemålet, og bestemmer deg for å inkludere det i den lokale læreplanen og i undervisninga. Kva ligger i dette omgrepet og korleis vil du introdusere det for elevane?

8 k) Til å forklare korleis stoff er bygd opp, har du bestemt deg for å bruke vanlig bordsalt (NaCl) og vann. Forklar forskjellen mellom, og oppbygginga til desse stoffene for deg sjølv og på elevnivå. l) Du har bestemt deg for å bruke reaksjonen mellom natron (natriumhydrogenkarbonat, NaHCO 3 ) og edikksyre (CH 3 COOH) som et eksempel på ein kjemisk reaksjon, og vil også at elevane skal prøve å finne ut kva som skjer. Først lager du ei vellykka kindereggbombe som viser elevane at det må dannes noe i denne reaksjonen som øyker volumet (av gassar, CO 2 og vassdamp) inne i egget. Deretter lar du elevane gjøre forsøket i et lite glas. En av elevane seier at det koker i glaset når gassutviklinga skjer. Dette er et eksempel på en hverdagsforestilling. Korleis skal du få eleven til å forstå kva som eigentlig skjer i reaksjonen, og kva som karakteriserer den? Få også med omgrepa i kompetansemålet som handlar om omdanning av stoff. m) Korleis vil du forklare for deg sjølv kva som skjer i denne reaksjonen? Skriv reaksjonslikning. n) Gi minst eit døme på andre reaksjonar/reaksjonstypar som kan brukast i undervisninga (gjerne med forsøk) av kompetansemålet om reaksjonar og karakteristika for kjemiske reaksjonar. Forklar kva som skjer i reaksjonane, gjerne med reaksjonslikning. Oppgåve 2 (Kjemi på ungdomstrinnet og for lærarar) Mål for opplæringen er at elevene skal kunne I Kunnskapsløftet (LK06) står det i læreplanen i naturfag under kompetansemål for 10. årstrinn: Gjennomføre forsøk for å klassifisere sure og basiske stoffer Planlegge og gjennomføre forsøk med påvisningsreaksjoner, separasjon av stoffer i en blanding og analyse av ukjent stoff Gjøre forsøk med og beskrive hydrokarboner, alkoholer og karboksylsyrer og noen vanlige karbohydrater I tillegg til å undervise på mellomtrinnet, får du naturfag i 10. klasse. Skolen har bestemt at måla over skal undervises på dette trinnet. Du vil først vele forsøk som kombinere dei to første måla, og tar utgangspunkt i et forsøk du finner i ei kjemibok for vidaregåande skole. I dette forsøket inngår løysingar av saltsyre svovelsyre, eddiksyre (CH 3 COOH), natriumhydroksid (populærnamn: natronlut), kobbar(ii)sulfat, natriumklorid, natriumsulfat og ammoniakk samt løysning av bariumnitrat og BTB eller rødkålsaft og ph papir. I tillegg finner du frem en løysning av sølvnitrat. a) Skriv formel for minst fire av forbindelsane over. b) Du bestemmer deg for at du vil starte med et forsøk for å klassifisere dei sure og basiske stoffene i forsøket frå vidaregåande skole. Lag en skisse til et slikt forsøk for dine elever. c) Du ser også at forsøket over kan brukast til å påvise sure og basiske løysningar, men ikkje kva for syre eller bare du har. Du bestemmer deg for at du i tillegg vil bruke fellingsreaksjonar for påvisning av kloridioner og sulfationer. I tillegg til de løysningane du har funnet frem, finner du frem en løselighetstabell.

9 di) i) Først tenker du over korleis du vil forklare for dine elever kva en fellingsreaksjon er (gjerne ved hjelp av en demonstrasjon med andre stoff enn dei i forsøket frå vidaregåande skole) ii) Deretter lager du et lite forsøk for elevane kor de lærer å påvise klorid og sulfat. Korleis vil du legge opp dette forsøket? Tilslutt lager du en detektivoppgåve for dine elever der bu bruker stoffene i forsøket frå vidaregåande skole, men bestemmer deg for å ta bort ammoniakk og kobbar(ii)sulfat. Forsøket skal elevane planlegge sjølve ut frå dei kunnskapane dei har tilegna seg frå dei to forsøka dei alt har gjort. Du er ikkje heilt trygg på alle at elevgruppene dine klare det, og lager et forslag til gjennomføring for din egen del (plan B). Korleis ser planen din ut? f) Seinare på året skal elevane ha undervisning i organisk kjemi. Både du og læreboka startar med dei enklaste forbindelsane hydrokarbona. Elevane har hatt om bindingar i 9. klasse, så du vil starte med et forsøk som viser elevane kva som er karakteristisk for og skil dei tre gruppene hydrokarbon med open kjede (alifatiske) alkanar, alken og alkyn. Lag ei skisse til et slikt forsøk du vel sjølv kva for modell/kva for modeller du vil bruke. Oppgåve 5 (Lydlære 10 %) I eit av kompetansemåla i naturfag etter 7.trinn i Kunnskapsløftet står det under hovudområdet Fenomener og stoffer: mål for opplæringen er at eleven skal kunne gjennomføre forsøk med lyd, hørsel og støy, beskrive og forklare resultatene og hvordan vi kan skjerme oss mot uønsket lyd a) Skriv kort om et forsøk innafor tema lyd som kan brukast for å nå dette kompetansemålet. Ustyr, mål og metode må være i beskrivinga. I lydlære ser ein på eigenskapar ved lydbølgjer. Vi definerer bølgjefarten som produktet mellom bølgjelengde og frekvens. b) En lydbølgje har en frekvens på 240 Hz og lydfarten i lufta er 340 m/s. Kor stor bølgjelengde har lydbølgja? Hører vi denne frekvensen?

10 Oppgåve 6 (Partikkelmodellen 15 %) I Kunnskapsløftet 06 nemnes bruk av partikkelmodellen for å forklare sentrale eigenskapar ved gassar, væsker og faste stoff. Vel relevante aktivitetar kor du bruker partikkelmodellen for å belyse, temperatur, volum og trykk ved valt aggregattilstand. d) Skriv en kort fagdidaktisk grunngjeving for aktivitetane. Finn kompetansemål i Kunnskapsløftet. e) Ha med ei enkel rekneoppgåve der omgrepet trykk, P er med. Bruk relasjonen kor trykk, P er definert som kraft, F, delt med areal, A. f) Gi en kort forklaring på forskjellen mellom omgrepa varme og temperatur. Oppgåve 7 (Fysikk Temperatur 10 %) Termometer brukast for å måle temperatur. Absolutt temperatur målast i grader Kelvin. a) Kva tydar 0 o Kelvin? b) Rekn om følgjande temperaturar i Kelvingrader: i) 25 o C, ii) 27 o C og iii) 130 o C c) Rekn om følgjande temperaturar i Celsiusgrader: i) 300 ok, ii) 530 ok og iii) 263 ok Oppgåve 8 (Energilovene Termofysikk 15 %) En gass med trykket 1, Pa blir tilført varme og utvidar seg mot et friksjonsfritt stempel ved konstant trykk. d) Kor stort arbeid gjør gassen mot omgjevingane når volumet aukar med 0,01 m 3? e) Kva seier energibevaringslova? Denne lova er og kjent som termodynamikkens første hovudsetning. f) Kva seier termodynamikkens andre lov? Denne lova er og kjent som entropilova.

11 Vedlegg 1 Periodesystemet Hentet fra "Tabeller og formler i kjemi, 2KJ og 3 KJ", Gyldendal undervisning, Vedlegg 2 Navn på polyatomære ioner Formel HS S CN NO 3 NO 2 HCO 3 CO 3 HSO 4 SO 4 HSO 3 SO 3 H 2 PO 4 HPO 4 3 PO 4 OH ClO 3 CrO 4 MnO 4 OH H 3 O + NH 4 + Navn Hydrogensulfid Sulfid Cyanid Nitrat Nitritt Hydrogenkarbonat Karbonat Hydrogensulfat Sulfat Hydrogensulfitt Sulfitt Dihydrogenfosfat Hydrogenfosfat Fosfat Hydroksid Klorat Kromat Permanganat Hydroksid Oksonium (Hydronium) Ammonium

12 Vedlegg 3 Løselighetstabell Tabellen under gir en oversikt over en del lettløselige, tungt løselige og uløselige salter. Den kan brukes til å finne egnede salter, og hvilke kationer og anioner som gir felling (i en metatesereaksjon). NO 3 Cl Br I CO 3 CrO 4 O OH S SO 4 Na + L L L L L L L L L L K + L L L L L L L L L L NH 4 + L L L L L L L L L L Ag + L U U U U U U U T Al 3+ L R R R R U U R R Ba 2+ L L L L U U R L T U Ca 2+ L L L L U T T U T T Cu 2+ L L L U U U U U L Fe 2+ L L L L U U U U U L Fe 3+ L R R U U U U L Mg 2+ L L L L U? U U R L Ni 2+ L L L L U U U U U L Pb 2+ L T T U U U U U U U Zn 2+ L L L L U? U U U L L = lettløselige, dvs. >1 g pr. 100 g vann T = tungt løselig, i.e. 1 g < pr. 100 g vann > 0.01 g U = uløselig, dvs. < 0.01 g pr. 100 g vann R = stoffet reagerer med vann = stoffet eksisterer ikke? = har ikke funnet noe om stoffet Vedlegg 4 Formelark i fysikk v = λ. f. p1v T 1 1 p2v2 = T 2 K = o C U = Q + W W = p V F = p A 1 N/m 2 = 1 Pa