Magnus Ehingers undervisning

— Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete med mera.

Artikelindex

Tid: 75 minuter

Tillåtna hjälpmedel är penna, suddgummi och linjal, formelsamling, samt miniräknare. Alla reaktionsformler skall vara balanserade.

Del I. Frågor som bara kräver svar. Glöm inte enhet!

  1. Vilket av följande påståenden är korrekt? Ringa in det rätta svaret! (1p)

    1,00 mol kol-14 (14C) har massan

    1. 14 g
    2. 14·1,66·10-27 kg
    3. 6,022·1023 g
    4. 1 u
    5. 14 u
  2. Vilken är formelmassan för kaliumaluminiumsulfat, KAl(SO4)2·12H2O? (1p)
  3. Du har 25 g kopparklorid, CuCl2.
    1. Hur stor substansmängd motsvarar detta? (1p)
    2. Hur många formelenheter innehåller denna mängd? (1p)
    3. Beräkna det totala antalet atomer i denna mängd! (1p)
  4. Hur stor substansmängd butansyra finns i 200 ml 0,250 M butansyralösning? (1p)
  5. Beräkna hur stor massa natriumklorid, NaCl, som behövs för att göra 5,00 l 0,0250 M natriumkloridlösning! (1p)
  6. Du har en saltsyralösning som har koncentrationen 11,6 M. Denna vill du späda på så vis att du får 250 ml 4,00 M saltsyra. Hur stor volym måste du ta av ursprungslösningen? (1p)

Del II. Frågor som kräver fullständig lösning och (i förekommande fall) balanserade formler. Glöm inte enhet!

  1. Beräkna den empiriska formeln för ett ämne som består av 4,80 g kol, 3,20 g syre och 0,80 g väte! (3p)
  2. Hur stor massa vattenfritt kopparsulfat kan man få genom att upphetta 1,00 kg kristalliserat kopparsulfat, CuSO4·5H2O? Reaktionsformel för upphettningen krävs. (3p)
  3. Svaveldioxid, SO2, i luften är ett allvarligt miljöproblem. Vid ett tillfälle bestämde man SO2-halten i rökgas. Det skedde på följande sätt: 0,25 m3 rökgas fick bubbla genom en lösning av kaliumpermanganat, KMnO4. Då skedde en reaktion enligt följande formel:

    5SO2 + 2\({\sf \text{MnO}_4^-}\) + 2H2O + H+ → 5\({\sf \text{HSO}_4^-}\) + 2Mn2+

    Efter försöket fann man att 6,00·10-5 mol \({\sf \text{MnO}_4^-}\) hade omvandlats till Mn2+. Vilken massa SO2 fanns i 1,00 m3 rökgas? (4p)

  4. På ditt laboratorium har du en kopparsulfatlösning som är 0,20 mol/dm3 (lösning 1). Du har också en kopparsulfatlösning som är 0,50 mol/dm3 (lösning 2). Hur mycket av lösning 1 och 2 skall du blanda samman för att få 100 ml kopparsulfatlösning med koncentrationen 0,40 mol/dm3? (3p)

Facit

Betygsgränser

Max: 21,0
Medel: 12,5
G: 6,5
VG: 13,5
MVG: 17,0

Del I. Frågor som bara kräver svar. Glöm inte enhet!

Ingen/felaktig enhet i svaret ... -1p

Räknat med avrundade siffror ... -0,5p

  1. a
  2. 474,3904 u ≈ 474 u
    1. 0,19 mol

      Skrivit 0,18 mol ... -0,5p

    2. 1,1·1023

      Gett svaret i mol ... -0,5p

    3. 3,4·1023

      Gett svaret i mol ... -0,5p

  4. 0,0500 mol
  5. 7,31 g
  6. 86,2 ml

Del III. Frågor som kräver fullständig lösning och (i förekommande fall) balanserade formler. Glöm inte enhet!

  1. mC= 4,80 g mO = 3,20 g mH= 0,80 g

    Vi beräknar substansmängderna:

    \(n_{\text{C}} = \frac {m_{\text{C}}} {M_{\text{C}}} = \frac {4,80\text{g}} {12,0\text{g/mol}} = 0,40\text{mol}\)

    \(n_{\text{O}} = \frac {m_{\text{O}}} {M_{\text{O}}} = \frac {3,20\text{g}} {16,0\text{g/mol}} = 0,20\text{mol}\)

    \(n_{\text{H}} = \frac {m_{\text{H}}} {M_{\text{H}}} = \frac {0,80\text{g}} {1,0\text{g/mol}} = 0,80\text{mol}\)

    Ur detta ser vi att substansmängden C är dubbelt så stor som substansmängden O, och substansmängden H är fyra gånger så stor som substansmängden O. Om den empiriska formeln innehåller 1 syreatom, har vi då 2 kolatomer och 4 väteatomer. Den empiriska formeln blir då C2H4O.

    1 poäng för korrekta antal mol i ämnet, 1 poäng för korrekta antalsförhållanden mellan väte, kol och syre, och 1 poäng för korrekt formel.

    Gett svaret C4H8O4 ... -1p

  2. CuSO4·5H2O(s) → CuSO4(s) + 5H2O(g)

    Ur reaktionsformeln ser vi att en viss mängd CuSO4·5H2O ger en lika stor mängd CuSO4.

    \(n_{\text{CuSO}_4} = n_{\text{CuSO}_4 \cdot 5\text{H}_2\text{O}} = \frac {m_{\text{CuSO}_4 \cdot 5\text{H}_2\text{O}}} {M_{\text{CuSO}_4 \cdot 5\text{H}_2\text{O}}} =\)

    \(= \frac {1000\text{g}} {(63,5+32,1+16\cdot4+5\cdot(1,008\cdot2+16))\text{g/mol}} =\)

    \(= 4,005126562\text{mol}\)

    \(m_{\text{CuSO}_4} = n_{\text{CuSO}_4} \cdot M_{\text{CuSO}_4} =\)

    \(= 4,005126562\text{mol} \cdot (63,5 + 32,1 + 16,0 \cdot 4)\text{g/mol} =\)

    \(= 639,218199\text{g} \approx 639\text{g}\)

    1 poäng för rätt reaktionsformel, 1 poäng för rätt substansmängd och 1 poäng för rätt massa.

    Räknat på m(H2O) -1p

  3. Ur reaktionsformeln får vi att

    \(\frac {n_{\text{SO}_2}} {n_{\text{MnO}_4^-}} = \frac{5}{2} \Leftrightarrow n_{\text{SO}_2} = \frac{5}{2} n_{\text{MnO}_4^-} = \frac{5}{2} \cdot 6,00\cdot10^{-5}\text{mol} =\)

    \(= 1,50 \cdot 10^{-4}\text{mol}\)

    Massan SO2 i 0,25 m3 rökgas blir då

    \(m_{\text{SO}_2} = n_{\text{SO}_2} \cdot M_{\text{SO}_2} =\)

    \(= 1,50 \cdot 10^{-4}\text{mol} \cdot (32,1+16,0 \cdot 2)\text{g/mol} =\)

    \(= 9,615 \cdot 10^{-3}\text{g}\)

    och i 1,00 m3 rökgas

    \(m = 4 \cdot 9,615 \cdot 10^{-3}\text{g} = 0,03846\text{g} \approx 38\text{mg}\)

    1 poäng för rätt molförhållanden, 1 poäng för rätt substansmängd SO2 i 0,25 m3 rökgas, 1 poäng för rätt massa i 0,25 m3 rökgas och 1 poäng för rätt massa i 1,00 m3 rökgas.

  4. \(c_{\text{tot}} = \frac {n_{\text{tot}}} {V_{\text{tot}}} = \frac {n_1 + n_2} {V_{\text{tot}}}\)

    Vi har också att

    \(n_1 = c_1V_1\)

    och att

    \(n_2 = c_2V_2 = c_2(0,100\text{dm}^3-V_1)\)

    Vi får då att

    \(c_{\text{tot}} = \frac {c_1V_1 + c_2(0,100\text{dm}^3-V_1)} {V_{\text{tot}}} \Leftrightarrow\)

    \(V_{\text{tot}}c_{\text{tot}} = c_1V_1 + c_2(0,100\text{dm}^3-V_1) \Leftrightarrow\)

    \(V_{\text{tot}}c_{\text{tot}} = c_1V_1+ c_2 \cdot 0,100\text{dm}^3 - c_2V_1 \Leftrightarrow\)

    \(V_{\text{tot}}c_{\text{tot}} - c_2 \cdot 0,100\text{dm}^3 = c_1V_1 - c_2V_1 \Leftrightarrow\)

    \(V_{\text{tot}}c_{\text{tot}} - c_2 \cdot 0,100\text{dm}^3 = (c_1-c_2)V_1 \Leftrightarrow\)

    \(\frac {V_{\text{tot}}c_{\text{tot}} - c_2 \cdot 0,100\text{dm}^3} {c_1-c_2} = V_1\)

    och sålunda att

    \(V_1 = \frac {0,100\text{dm}^3 \cdot 0,40\text{mol/dm}^3 - 0,50\text{mol/dm}^3 \cdot 0,100\text{dm}^3} {(0,20-0,50)\text{mol/dm}^3} =\)

    \(= 0,0333333\text{dm}^3 \approx 33\text{ml}\)

    och att

    \(V_2 = 100\text{ml} - V_1 = 66,66667\text{ml} \approx 67\text{ml}\)

    Svar: Jag skall ta 33 ml av lösning 1 och 67 ml av lösning 2 för att få 100 ml lösning med koncentrationen 0,40 mol/dm3.