UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet Eksempeleksamen: KJM0100V Grunnleggende kjemi i naturfag Eksamensdag: Tid for eksamen: 2015, 4 timer Oppgavesettet er på 3 sider pluss 2 vedlegg. Vedlegg 1: Flervalgsoppgaver, 8 s. Vedlegg 2: Periodesystemet, 1 s. Tillatte hjelpemidler: Godkjent kalkulator Grunnstoffenes periodesystem, vedlegg 2 Kontroller at oppgavesettet er komplett før du begynner å besvare spørsmålene. Oppgave 1 30 flervalgsoppgaver Se vedlegg 1, avkrysses og legges ved besvarelsen Oppgave 2 Du løser 2,54 g bariumhydroksid i vann og fyller opp med vann til det totale volumet av løsningen er 1,00 L. Hva er ph i løsningen? Vis alle utregninger. Oppgave 3 Hvordan vil du gå frem for å lage 100 ml av en 0,1 mol/l BaCl 2 løsning ved innveiing av BaCl 2 2H 2 O? Vis alle utregninger, og forklar fremgangsmåten i laboratoriet.
Oppgave 4 Elevers feilaktige forestillinger om elektrolyse En vanlig misoppfatning blant elever er at under elektrolyse av en saltløsning spaltes saltet i sine enkelte bestanddeler/grunnstoffer. Elevene generaliserer fra det ene elektrolyseforsøket de antagelig har utført der elektrolyse av en kobber(ii)kloridløsning gir Cu(s) og Cl 2 (g). I. Skriv likninger for de to halvreaksjonene som skjer ved elektrolyse av en kobber(ii)kloridløsning. Hvilken halvreaksjon er en reduksjon, og hvilken er en oksidasjon? II. Skisser et elevforsøk du kan gjennomføre med elevene for å vise at under elektrolyse av en saltløsning spaltes ikke alltid saltet i sine enkelte bestanddeler/grunnstoffer. Oppgave 5 Modellen til høyre viser partiklene i en væske. Du bruker modellen i en undervisningsøkt om partikkelmodellen. Etterpå hører du en elev si til en annen at de hvite områdene rundt de blå partiklene er luft. I. Hva vil du forklare denne eleven? II. Hva illustrerer modellen godt, og hva viser den ikke? Er det noe den viser feil? III. Foreslå en forbedret figur. Oppgave 6 Sink reagerer med saltsyre, og det dannes blant annet hydrogengass. I. Skriv balansert reaksjonslikning med tilstandssymboler for denne reaksjonen. II. Er dette en syrebasereaksjon, redoksreaksjon eller fellingsreaksjon? Begrunn svaret.
Oppgave 7 I. Beskriv typiske egenskaper for alkalimetallene. Hvordan kan atomenes oppbygning forklare hvordan disse metallene reagerer kjemisk? II. Gjør ferdig tabellen ved å fylle ut navn og formler på de tomme plassene. Navn Formel H 2 S salpetersyre FeSO 4 7H 2 O SO 3 ammoniakk natriumhydrogensulfat
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 Hvilken rekke av stoffer består bare av grunnstoffer? bly, nitrogen, helium luft, messing, sjøvann sukker, kobber, eddik sink, jern, stål Spørsmål 2 Grunnstoffet kobber kan identifiseres ved å registrere at det er hardt og ikke reagerer med vann har tettheten 8,9 g/ml og smeltepunktet 1085 o C er rødbrunt og ikke lukter leder elektrisk strøm Spørsmål 3 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 4 Hva er riktig om natron? det er en kjemisk forbindelse med navn natriumkarbonat det er et hvitt pulver som er uløselig i vann det er et annet navn på bakepulver det reagerer med eddik og danner karbondioksid
Spørsmål 5 Nikkelatomet (Ni) har elektronfordelingen 2, 8, 16, 2. Hva er IKKE riktig? Ni har nukleontall 28 Ni er et innskuddsmetall Ni danner ioner med ladning 2+ Ni står i gruppe 2 i periodesystemet Spørsmål 6 Hva er riktig om aluminiumatomet 13 27 Al? massen til atomet er 13 u det har 13 nøytroner i kjernen det har 13 protoner i kjernen det har 27 elektroner rundt kjernen Spørsmål 7 I et kalsiumatom er det 20 protoner. Antall elektroner i Ca 2+ er... 2 18 20 22 Spørsmål 8 Hva er riktig om CO 2? det er to enkeltbindinger i molekylet molekylet er vinklet det er polare kovalente bindinger i molekylet det er dipolbindinger mellom molekylene I gassen
Spørsmål 9 Se på reaksjonen: Fe 2O 3 + C Fe + CO 2 Hva er riktig om bindingene i stoffene? ionebindinger i jern(iii)oksid brytes polare kovalente bindinger i karbon (grafitt) brytes kovalente bindnger i karbondioksid brytes metallbindinger i jern(iii)oksid brytes Spørsmål 10 Hva er IKKE riktig om de fire stoffene 1) H 2 O(s) 2) NaCl(s) 3) Fe(s) 4) C(s)-grafitt? stoffene 2), 3) og 4) leder strøm det er hydrogenbindinger i 1) det er kovalente bindinger i 1) og 4) 1) - 4) er eksempler på hver sin stoffgruppe (bindingstyper) Spørsmål 11 Hva er IKKE riktig om Na 2 CO 3 10H 2 O(s)? Stoffet er et nettverksstoff trivialnavnet er krystallsoda det systematiske navnet er natriumkarbonat-dekahydrat det er 36 atomer i en formelenhet av stoffet Spørsmål 12 Hva er riktig systematisk navn på de fire forbindelsene? 1) Fe 2 (SO 4 ) 3 2) KH 2 PO 4 3) Na 2 SO 3 4) Cu 2 O 1) jern(ii)sulfat 2) kaliumhydrogenfosfat 3) natriumsulfitt 4) kobber(ii)oksid 1) jernsulfat 2) kalsiumhydrogenfosfat 3) natriumsulfat 4) kobberoksid 1) jern(iii)sulfat 2) kaliumdihydrogenfosfat 3) natriumsulfid 4) kobber(ii)oksid 1) jern(iii)sulfat 2) kaliumdihydrogenfosfat 3) natriumsulfitt 4) kobber(i)oksid
Spørsmål 13 Reaksjonen 2SO 2(g) + O 2(g) 2SO 3(g) er i likevekt. Likevekten blir forskjøvet mot høyre hvis konsentrasjonen av svoveldioksidgass øker man bruker en katalysator konsentrasjonen av svoveltrioksidgass øker konsentrasjonen av oksygengass avtar Spørsmål 14 Den ubalanserte reaksjonslikningen for aluminium som brenner i luft er: Al(s) + O 2(g) Al 2O 3(s) Koeffisientene i den balanserte likningen er fra venstre mot høyre: 2, 3, 1 4, 3, 2 2, 1, 1 4, 2, 2 Spørsmål 15 To gasser reagerer og gir to andre gasser. Den balanserte reaksjonslikningen er: 4NH 3 + 5O 2 4NO + 6H 2 O Hvilket utsagn er IKKE riktig om reaksjonen? Hvis reaksjonen skjer i en lukket beholder, synker trykket 4 liter ammoniakk trenger 5 liter oksygen til fullstendig reaksjon 800 molekyler ammoniakk trenger 1000 molekyler oksygen til fullstendig reaksjon 10 molekyler ammoniakk gir, med tilstrekkelig oksygen, 10 molekyler nitrogenmonoksid Spørsmål 16 Hvilket sett av koeffisienter viser en balansert likning for reaksjonen: C 2 H 6 + O 2 CO 2 + H 2 O 2, 5, 4, 7 1, 3, 2, 3 2, 7, 4, 6
1, 7, 2, 3 Spørsmål 17 Hvilken påstand om en katalysator er riktig? katalysatoren senker reaksjonsfarten katalysatoren forskyver likevekten katalysatoren senker aktiveringsenergien i reaksjonen katalysatoren brukes opp Spørsmål 18 Svovelforbindelsene under er nummerert fra 1-5: 1) SO 2 2) SO 3 3) Na 2 S 2 O 3 4) H 2 S I hvilken rekke er de nummererte forbindelsene ordnet etter økende oksidasjonstall for svovel? 1, 2, 3, 4 2, 1, 4,3 4, 1, 2, 3 4, 3, 1, 2 Spørsmål 19 Alle syrer... er lett løselige i vann inneholder oksygen inneholder hydrogen er væsker eller faste stoffer ved romtemperatur Spørsmål 20 Hvilken påstand er riktig om reaksjonen: 2Al(s) + 6HCl(aq) 2AlCl 3(aq) + 3H 2(g) Al blir oksidert oksidasjonstallet til Cl endres fra -I til -III H blir oksidert Cl blir oksidert
Spørsmål 21 På laboratoriet står en flaske "Konsentrert ammoniakk". Den er merket 25 %. Hvilken påstand er riktig? løsningen inneholder 25 mol/l ammoniakk ammoniakk er en væske det er mest vann på flasken det kan løses mer ammoniakk hvis temperaturen øker Spørsmål 22 Hvor mange gram CO 2 dannes ved forbrenning av 58 g butan etter denne balanserte likningen: 2C 4H 10 + 13O 2 8CO 2 + 10H 2O (molare masser: C 4H 10 = 58 g/mol, CO 2 = 44 g/mol) 44 g 116 g 176 g 352 g Spørsmål 23 Hvilken natriumsulfatløsning inneholder mest av saltet? 50 ml av 3,0 mol/l løsning 100 ml av 1,0 mol/l løsning 150 ml av 2,0 mol/l løsning 200 ml av 1 mol/l løsning Spørsmål 24 Hvor mange liter hydrogengass blir utviklet når man slipper 24,3 g magnesium I et fat med eddiksyreløsning? Reaksjonen skjer ved STP. Mg(s) + 2CH 3COOH(aq) (CH 3COO) 2Mg(aq) + H 2(g) 24,5 liter 24,3 liter 1,0 liter 2,0 liter
Spørsmål 25 Du skal bruke 2,0 mol/l salpetersyre til å lage 500 ml fortynnet løsning med konsentrasjonen 0,1 mol/l. Hvor mange ml salpetersyre trenger du til fortynningen? 20 ml 25 ml 50 ml 100 ml Spørsmål 26 20,0 ml svovelsyre, H 2SO 4(aq), titreres med 0,100 mol/l natronlut. Det går med 30,0 ml NaOH(aq) til nøytraliseringen. Hvor konsentrert var syren? 0,075 mol/l 0,10 mol/l 0,15 mol/l 0,30 mol/l Spørsmål 27 I sur løsning er... BTB blå fenolftalein rød lakmus rød rødkålsaft grønn Spørsmål 28 Her er et utdrag av spenningsrekken: Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Pb, H 2, Cu, Ag, Au Hvilket utsagn er riktig? jo lenger til venstre i spenningsrekken et metall står, jo høyere er reduksjonspotensialet et metall kan redusere (ioner av) metallet til høyre for seg et metall til høyre for hydrogen kan reagere med saltsyre de edle metallene står til venstre for hydrogen
Spørsmål 29 Her er et utdrag av spenningsrekken: K, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H 2, Cu, Ag, Au I hvilket tilfelle skjer det en reaksjon? kobber i eddiksyreløsning kobber i natriumkloridløsnig aluminium i kobber(ii)sulfatløsning nikkel i jern(ii)nitratløsning Spørsmål 30 I et alkalisk batteri skjer denne reaksjonen: Zn + MnO 2 ZnO + Mn 3O 4 Hvilket utsagn er riktig? elektrolytten er sur oksidasjontallet til Zn øker fra 0 til +II Mn blir oksidert oksidasjonstallet til Mn minker fra +IV til +III
Vedlegg 2 - Periodesystemet 18 1s 1 2 1 H 1.008 hydrogen 13 14 15 16 17 2 He 4.003 helium 2s 3 Li 6.941 litium 4 Be 9.012 beryllium 2p 5 B 10.81 bor 6 C 12.01 karbon 7 N 14.01 nitrogen 8 O 16.00 oksygen 9 F 19.00 fluor 10 Ne 20.18 neon 3s 11 Na 22.99 natrium 12 Mg 24.31 magnesium 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3p 13 Al 26.98 aluminium 14 Si 28.09 silisium 15 P 30.97 fosfor 16 S 32.07 svovel 17 Cl 35.45 klor 18 Ar 39.95 argon 4s 19 K 39.10 kalium 20 Ca 40.08 kalsium 3d 21 Sc 44.96 scandium 22 Ti 47.87 titan 23 V 50.94 vanadium 24 Cr 52.00 krom 25 Mn 54.94 mangan 26 Fe 55.85 jern 27 Co 58.93 kobolt 28 Ni 58.69 nikkel 29 Cu 63.55 kobber 30 Zn 65.41 sink 4p 31 Ga 69.72 gallium 32 Ge 72.64 germanium 33 As 74.92 arsen 34 Se 78.96 selen 35 Br 79.90 brom 36 Kr 83.80 krypton 5s 37 Rb 85.47 rubidium 38 Sr 87.62 strontium 4d 39 Y 88.91 yttrium 40 Zr 91.22 zirkonium 41 Nb 92.91 niob 42 Mo 95.94 molybden 43 Tc (98) technetium 44 Ru 101.1 ruthenium 45 Rh 102.9 rhodium 46 Pd 106.4 palladium 47 Ag 107.9 sølv 48 Cd 112.4 kadmium 5p 49 In 114.8 indium 50 Sn 118.7 tinn 51 Sb 121.8 antimon 52 Te 127.6 tellur 53 I 126.9 jod 54 Xe 131.3 xenon 6s 55 Cs 132.9 cesium 56 Ba 137.3 barium 5d 57-71 Lantanoidene 72 Hf 178.5 hafnium 73 Ta 180.9 tantal 74 W 183.8 wolfram 75 Re 186.2 rhenium 76 Os 190.2 osmium 77 Ir 192.2 iridium 78 Pt 195.1 platina 79 Au 197.0 gull 80 Hg 200.6 kvikksølv 6p 81 Tl 204.4 thallium 82 Pb 207.2 bly 83 Bi 209.0 vismut 84 Po (209) polonium 85 At (210) astat 86 Rn (222) radon 7s 87 Fr (223) francium 88 Ra (226) radium 6d 89-103 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 138.9 lantan 58 Ce 140.1 cerium 59 Pr 140.9 praseodym 60 Nd 144.2 neodym 61 Pm (145) promethium 62 Sm 150.4 samarium 63 Eu 152.0 europium 64 Gd 157.3 gadolinium 65 Tb 158.9 terbium 66 Dy 162.5 dysprosium 67 Ho 164.9 holmium 68 Er 167.3 erbium 69 Tm 168.9 thulium 70 Yb 173.0 ytterbium 71 Lu 175.0 lutetium 5f 89 Ac (227) actinium 90 Th 232.0 thorium 91 Pa 231.0 protactinium 92 U 238.0 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