UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Transkript

1 UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet Eksempeleksamen: KJM0100V Grunnleggende kjemi i naturfag Eksamensdag: Onsdag Tid for eksamen: Oppgavesettet er på 3 sider, pluss 3 vedlegg. Vedlegg 1: Oppgave 1 - flervalgsoppgaver Vedlegg 2: Formelark Vedlegg 3: Periodesystemet Tillatte hjelpemidler: Godkjent kalkulator Kontroller at oppgavesettet er komplett før du begynner å besvare spørsmålene. Oppgave 1 teller 40 % av oppgavesettet Oppgave 1 30 flervalgsoppgaver Se vedlegg 1, avkrysses og legges ved besvarelsen. Oppgave 2 Du skal ha et forsøk med syrer og har laget ferdig forskjellige løsinger. Etter forsøket blander du sammen restene av syrene. Du blander 100 ml 0,10 mol/ L saltsyre og 900 ml 0,010 mol/l saltsyre. Hva er ph i løsningen du nå har laget? Vis hvordan du kommer frem til svaret.

2 Oppgave 3 Hvordan vil du gå frem for å lage 100 ml av en 0,5 mol/l natriumsulfatløsning ved innveiing av fast natriumsulfat-dekahydrat (natriumsulfat med ti krystallvann)? Vis alle utregninger, og forklar fremgangsmåten i laboratoriet. Oppgave 4 Et kompetansemål etter 10. trinn er: Eleven skal kunne undersøke og klassifisere rene stoffer og stoffblandinger etter løselighet i vann, brennbarhet og sure og basiske egenskaper I. Skisser et elevforsøk, som inneholder ett eller flere hvite stoffer, du kan bruke til å jobbe med hele eller deler av dette kompetansemålet. Gi en detaljert beskrivelse av de forventede resultatene i forsøket (hva skjer i forsøket), og knytt dette til læreplanmålet. Elevforsøket kan være ditt eget opplegg, eller du kan ta utgangspunkt i et elevforsøk du kjenner til. II. Beskriv kort sikkerhetstiltak du vil iverksette under gjennomføringen av elevforsøket i I. Begrunn hvorfor du vil iverksette disse tiltakene. Oppgave 5 Her ser du en kulepinnemodell av et eddiksyremolekyl I. Hva viser modellen riktig (positive sider ved modellen)? II. Hva viser modellen ikke/hva viser den feil (negative sider ved modellen)? III. Eddiksyre har på samme måte som vann, et relativt høyt kokepunkt (118 C ved 1 atm) i forhold til molekylmassen? Gi en kort beskrivelse av bindingstypen som er årsaken til dette. Figur 1 Kule-pinnemodell av et eddiksyremolekyl

3 Oppgave 6 I. Gi eksempler på noen halogener. Hvordan kan halogenatomenes oppbygning forklare hvordan disse stoffene reagerer kjemisk? II. Gjør ferdig tabellen ved å fylle ut navn og formler på de tomme plassene. Navn Formel CO svovelsyre CuSO 4 5H 2 O N 2 O ammoniakk kalsiumnitrat Oppgave 7 I forsøket Spontane redoksreaksjoner lager vi en galvanisk celle som får en LED-pære til å lyse (se bildet til høyre). Til LED-pærens korte ben festes en bit magnesiumbånd, og filtbiten rundt benet og magnesiumbiten fuktes med natriumsulfatløsning. Filtbiten rundt det andre benet på LED-pæren fuktes med kobber(ii)sulfatløsning. Filtbiten(saltbroen) mellom de to halvcellene fuktes med natriumsulfatløsning, slik at det er ionekontakt mellom de to halvcellene. Figur 2 Utstyr til forsøket «Spontane redoksreaksjoner» I. Skriv likninger for halvreaksjonene som skjer i de to halvcellene, og likningen for totalreaksjonen. II. Hva er positiv og negativ pol i den galvaniske cellen? Begrunn svaret. III. Hva er fordelen med å bruke magnesium, og ikke for eksempel jern, på det korte benet til LED-pæren?

4 Vedlegg 1 Oppgave 1 flervalgsoppgaver Hvert spørsmål har ett riktig svar. Krysses det av på mer enn ett alternativ i et spørsmål, gis det automatisk 0 poeng for spørsmålet. Vedlegg 1 leveres inn sammen med besvarelsen. Spørsmål 1 En blanding av stoffer inneholder en bestemt prosent av hvert stoff kalles en kjemisk forbindelse består av to eller flere kjemiske stoffer er alltid i væskeform Spørsmål 2 Hvilken påstand om gassbrenneren stemmer IKKE? flammen på gassbrenneren skal være blå gassbrenneren inneholder en blanding av propan og butan gul flamme er et tegn på fullstendig forbrenning temperaturen i gul flamme er lavere enn i blå flamme Spørsmål 3 Hvilket stoff farger rødkålsaft grønn? vanlig salt eddik ammoniakk sukker

5 Spørsmål 4 Det finnes to isotoper av grunnstoffet bor. Det er 19,6 % av 10 B og 80,4 % av 11 B. Hva omtrent er atommassen til bor? 10,2 u 10,4 u 10,6 u 10,8 u Spørsmål 5 Magnesium står i gruppe 2 og i periode 3 i periodesystemet. Hva er riktig? magnesiumatomet har elektronfordelingen 2, 8, 2 magnesium danner ioner med 1 positiv ladning magnesium er et alkalimetall magnesiumatomet har 3 ytterelektroner Spørsmål 6 Hvilke to atomer av 1-4 er isotoper? Atom Nukleontall Antall nøytroner og 3 2 og 4 1 og 4 2 og 3

6 Spørsmål 7 Jern danner ioner med ladningen 2+ eller 3+. Hva er riktig? jern står i gruppe 2 i periodesystemet jern er et innskuddsmetall det er flere protoner enn nøytroner i ionene jern står i periode 3 i periodesystemet Spørsmål 8 Hva er IKKE et riktig utsagn om 16 S, 17 Cl, 18 Ar, 19 K? det er like mange elektroner i ioner av S, Cl og K det er like mange elektronskall i de fire atomene Ar er en edelgass med elektronfordelingen 2, 8, 8 Cl hører til halogenene Spørsmål 9 Hvor mange oksygenatomer er det i en formelenhet av Fe(NO 3 ) 3 9H 2 O? Spørsmål 10 Hvilken egenskap er typisk for et nettverksstoff? er sprøtt leder elektrisk strøm når det er smeltet har høyt smeltepunkt kan smis

7 Spørsmål 11 I hvilket av de fire stoffene 1-4 er det IKKE hydrogenbindinger mellom molekylene? 1) H 2 O 2) H 2 S 3) C 2 H 5 OH 4) NH 3 1) 2) 3) 4) Spørsmål 12 Hva er riktig om Mg(s)? i metallet ligger Mg 2+ ioner tett sammen omgitt av felles ytterelektroner det er ionebinding mellom positive magnesiumioner og ytterelektronene metallatomene holdes sammen av sterke kovalente bindinger metallet leder strøm fordi Mg 2+ ionene kan bevege seg i samme retning. Spørsmål 13 Hva er IKKE et mulig trivialnavn på CaCO 3? marmor veisalt kalkstein kritt

8 Spørsmål 14 Hva er riktige navn på forbindelsene 1) Ca(ClO 3 ) 2 2) FeCl 2 3) Mn(OH) 2 4) K 2 SO 3 1) kalsiumklorat 2) jerndiklorid 3) mangan(ii)hydroksid 4) kaliumsulfat 1) kaliumklorat 2) jern(ii)klorid 3) manganokshydrid 4) kaliumsulfitt 1) kalsiumklorat 2) jern(ii)klorid 3) mangan(ii)hydroksid 4) kaliumsulfitt 1) kalsiumklorid 2) jern(ii)klorid 3) manganhydroksid 4) kaliumsulfat Spørsmål 15 Hva er det systematiske navnet på forbindelsen Al 2 (HPO 4) 3? aluminiumfosfat aluminiumhydrogenfosfat dialuminiumfosfat aluminiumdihydrogenfosfat Spørsmål 16 Atommassen til C er 12 u og til O 16 u. Hva er riktig om massene i reaksjonen C + O 2 CO 2? 4 kg karbon trenger 16 kg oksygen for fullstendig forbrenning 12 g karbon brenner i luft og gir 32 g karbondioksid 12 g karbon reagerer fullstendig med 32 g oksygen til karbondioksid 2 g karbon kan maksimalt gi 10 g karbondioksid Spørsmål 17 Reaksjonsfarten avtar når man knuser reaktantene til små biter øker konsentrasjonen av reaktantene avkjøler blandingen av reagerende stoffer bruker en katalysator

9 Spørsmål 18 Se på nitrogenforbindelsene 1-5: 1) NO 2) N 2 O 3) NO 2 4) N 2 O 5 5) NH 3 I hvilken rekke av tall nedenfor er forbindelsene ordnet etter økende oksidasjonstall for nitrogen? 5, 2, 1, 3, 4 2, 1, 5, 3, 4 1, 2, 5, 4, 3 1, 2, 3, 4, 5 Spørsmål 19 Du skal lage en nikkel(ii)nitrat-løsning med konsentrasjon 0,100 mol/l. Hvor mange gram Ni(NO 3) 2 6H 2O med molar masse 290 g/mol vil du løse i 200 ml vann? 2,0 g 2,9 g 5,8 g 11,6 g Spørsmål 20 25,0 ml CH 3COOH(aq) titreres med 0,100 mol/l Ba(OH) 2 (aq). Det går med 20,0 ml bariumhydroksidløsning til nøytraliseringen. Konsentrasjonen av eddiksyren er... 0,08 mol/l 0,16 mol/l 0,20 mol/l 0,25 mol/l

10 Spørsmål 21 Hvor mange liter CO 2 dannes ved standard trykk og temperatur ved forbrenning av 29 g butan etter denne balanserte likningen: 2C 4H O 2 8CO H 2O (atommasser: C = 12 u, O = 16 u, H = 1 u) 24,5 L 49,0 L 116 L 196 L Spørsmål 22 Hvilken løsning har størst konsentrasjon av OH - -ioner? (molare masser: NaOH = 40 g/mol, Ca(OH) 2 = 74 g/mol) 1 % NaOH 0,1 mol/l NaOH 1 g/l Ca(OH) 2 0,02 mol/l Ca(OH) 2 Spørsmål 23 Det lages like konsentrerte løsninger av disse stoffene 1) NH 3 2) CH 3 COOH 3) NaHCO 3 4) H 2 SO 4 5) NH 4 Cl 6) NaOH Hvilken tallrekke viser økende ph i løsningene? 1, 2, 3, 4, 5, 6 4, 2, 5, 3, 1, 6 6, 1, 5, 3, 2, 4 4, 2, 1, 5, 3, 6

11 Spørsmål 24 Hva er IKKE riktig om oksider av grunnstoffer? oksider av ikke-metaller i vann gir basisk løsning nitrogendioksid fra bileksos gir sur nedbør kalsiumoksid kan brukes til å øke ph i innsjøer karbondioksid I vann kalles kullsyre, og i løsningen er sur Spørsmål 25 Hva er riktig om en løsning der [OH - ] = 4, mol/l? løsningen farger BTB gul løsningen er av en sterk base ph i løsningen er mellom 9 og 10 det er ikke oksoniumioner i løsningen Spørsmål 26 Vi har fire sure løsninger av 1. CH 3 COOH 2. H 2 SO 4 3. HSO 4-4. HPO 4 2- Syrekonstantene for syrene er: a) 1, b) 1, c) 4, d) uendelig stor Hvilken syre har hvilken syrekonstant? 1-a, 2-b, 3-d, 4-c 1-a, 2-d, 3-c, 4-b 1-a, 2-d, 3-b, 4-c 1-b, 2-d, 3-a, 4-c

12 Spørsmål 27 Hva er riktig om en løsning som inneholder rikelig med HCO 3- -ioner (hydrogenkarbonationer)? den er en buffer fordi hydrogenkarbonationene kan avgi protoner den er en buffer fordi hydrogenkarbonationene kan ta opp protoner den er en buffer fordi hydrogenkarbonationene både kan ta opp og avgi protoner den endrer ph ved mindre tilsetning av sterk syre eller base Spørsmål 28 Hvilken av følgende prosesser innebærer en reduksjon? a) SO 3 2- SO 4 2- b) S 2- S c) S 2 O 3 2- S d) S 2 O 3 2- SO 4 2- a) b) c) d) Spørsmål 29 I blybatteriet er den ene elektroden av PbO 2 og den andre av Pb. Svovelsyre er elektrolytt. Hvilken riktig påstand er riktig? blyelektroden er den positive polen når batteriet brukes, skjer det en reduksjon av Pb(IV) til Pb oksidasjonen skjer ved katoden på begge elektrodene dannes det bly(ii)sulfat under utlading

13 Spørsmål 30 Standard reduksjonspotensial for tre metaller er: Ag + + e - Ag Cu e - Cu Zn e - Zn E o = +0,80 V E o = +0,34 V E o = -0,76 V Hvilket utsagn er riktig? kobber kan redusere sinkioner kobber(ii)ioner kan redusere sølv reduksjonspotensialene er bestemt ut fra E o = 0,00 V for en hydrogenelektrode en galvanisk celle med kobberelektrode i 1 mol/l kobber(ii)sulfatløsning og sinkelektrode i 1 mol/l sinksulfatløsning har en cellespenning på 0,42 V

14 Vedlegg 2 - Formelark m = n M m ph = -log [H + ] [H + ] = 10 -ph Kw = [H + ] [OH - ] = ph + poh = 14 c = n/v c 1 V 1 = c 2 V 2

15 Vedlegg 3 - Periodesystemet 18 1s H hydrogen He helium 2s 3 Li litium 4 Be beryllium 2p 5 B bor 6 C karbon 7 N nitrogen 8 O oksygen 9 F fluor 10 Ne neon 3s 11 Na natrium 12 Mg magnesium p 13 Al aluminium 14 Si silisium 15 P fosfor 16 S svovel 17 Cl klor 18 Ar argon 4s 19 K kalium 20 Ca kalsium 3d 21 Sc scandium 22 Ti titan 23 V vanadium 24 Cr krom 25 Mn mangan 26 Fe jern 27 Co kobolt 28 Ni nikkel 29 Cu kobber 30 Zn sink 4p 31 Ga gallium 32 Ge germanium 33 As arsen 34 Se selen 35 Br brom 36 Kr krypton 5s 37 Rb rubidium 38 Sr strontium 4d 39 Y yttrium 40 Zr zirkonium 41 Nb niob 42 Mo molybden 43 Tc (98) technetium 44 Ru ruthenium 45 Rh rhodium 46 Pd palladium 47 Ag sølv 48 Cd kadmium 5p 49 In indium 50 Sn tinn 51 Sb antimon 52 Te tellur 53 I jod 54 Xe xenon 6s 55 Cs cesium 56 Ba barium 5d Lantanoidene 72 Hf hafnium 73 Ta tantal 74 W wolfram 75 Re rhenium 76 Os osmium 77 Ir iridium 78 Pt platina 79 Au gull 80 Hg kvikksølv 6p 81 Tl thallium 82 Pb bly 83 Bi vismut 84 Po (209) polonium 85 At (210) astat 86 Rn (222) radon 7s 87 Fr (223) francium 88 Ra (226) radium 6d Aktinoiden e 104 Rf (261) rutherfordium 105 Db (262) dubnium 106 Sg (266) seaborgium 107 Bh (264) bohrium 108 Hs (277) hassium 109 Mt (268) meitnerium 110 Ds (281) darmstadtium 111 Rg (272) røntgenium 112 Uub (285) ununbium 7p 114 Uuq (289) ununkvadium 116 Uuh (292) ununheksium 4f 57 La lantan 58 Ce cerium 59 Pr praseodym 60 Nd neodym 61 Pm (145) promethium 62 Sm samarium 63 Eu europium 64 Gd gadolinium 65 Tb terbium 66 Dy dysprosium 67 Ho holmium 68 Er erbium 69 Tm thulium 70 Yb ytterbium 71 Lu lutetium 5f 89 Ac (227) actinium 90 Th thorium 91 Pa protactinium 92 U uran 93 Np (237) neptunium 94 Pu (244) plutonium 95 Am (243) americium 96 Cm (247) curium 97 Bk (247) berkelium 98 Cf (251) californium 99 Es (252) einsteinium 100 Fm (257) fermium 101 Md (258) mendelevium 102 No (259) nobelium 103 Lr (260) lawrencium