Magnus Ehingers undervisning

Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete m.m.

Kemi 1

Administration

Prov 2008-12-17 i Mol & stökiometri

Artikelindex

Tid: 75 minuter

Tillåtna hjälpmedel är papper, penna, suddgummi och linjal, miniräknare och formelsamling. Alla reaktionsformler ska vara balanserade med minsta möjliga heltalskoefficienter. Glöm inte enhet. Lycka till!

Fullständig lösning krävs på alla frågor, om inte annat anges.

Samtliga svar ska skrivas på annat papper. Detta papper kan du behålla efter provet, om du vill.

  1. Vilken är molmassan för uran? Endast svar krävs. (1p)
  2. Hur mycket väger en enda magnesiumatom i genomsnitt
    1. uttryckt i enheten u? Endast svar krävs. (1p)
    2. uttryckt i enheten g? (Fullständig lösning krävs .) (1p)
  3. Hur stor substansmängd är 1,5 g aluminium? (1p)
  4. Hur stor massa är 0,0350 mol ättiksyra, CH3 COOH? (1p)
  5. Om man värmer på kaliumpermanganat sönderdelas det enligt följande formel:

    2KMnO4 (s) → K2 MnO4 (s) + MnO2 (s) + O2 (g)

    1. Hur stor substansmängd syrgas bildas om man upphettar 2,25 mol kaliumpermanganat? (1p)
    2. Hur stor massa brunsten, MnO2 (s), bildas om man upphettar 4,29 g kaliumpermanganat? (3p)
  6. I ett försök skulle man bestämma kristallvattenhalten i nickelsulfat, NiSO4 ·x H2 O. Man hettade upp 1,00g av saltet, och vägde hur mycket vattenfritt nickelsulfat som fanns kvar när allt vatten avdunstat. Det vattenfria nickelsulfatet vägde 0,590g. Vilket var nickelsulfatets formel? (4p)
  7. Litiumnitrat, LiNO3, sönderdelas vid upphettning. För att ta reda på vad som bildas, vägde man upp 3,45 g LiNO3 och upphettade i en degel. Efter upphettning fanns det kvar 0,750 g av den bildade produkten. Beräkna vilken av nedanstående reaktionsformler som är den riktiga. (3p)
    1. 4LiNO3 (s) → 2Li2 O + 4NO2 (g) + O2 (g)
    2. 2LiNO3 (s) → 2LiNO2 (s) + O2 (g)
    3. 6LiNO3 (s) → 2Li3 N(s) + 9O2 (g) + 2N2 (g)
    4. LiNO3 (s) → Li(s) + NO(g) + O2 (g)
    5. 2LiNO3 (s) → 2Li(s) + 2NO2 (g) + O2 (g)
  8. Man kan framställa dikopparsulfid, Cu2S, genom att upphetta en blandning av koppar och svavel. I ett försök blandade man 10 g svavel och 10 g koppar i en degel. Hur stor massa dikopparsulfid kunde maximalt bildas? (6p)

Facit

Betygsgränser

Max: 22
Medel: 13,40
G: 6,0
VG: 12,0
MVG: 17,0

Fullständig lösning krävs på alla frågor, om inte annat anges.

  1. 238 g/mol
    1. 24,3 u
    2. \(\frac {24,3\text{g/mol}}{6,022 \cdot 10^{23}\text{/mol}} = 4,03520425 \cdot 10^{-23}\text{g} \approx 4,04 \cdot 10^{-23}\text{g}\)
  2. \(n_{\text{Mg}} = \frac {m_{\text{Mg}}}{M_{\text{Mg}}} = \frac {1,5\text{g}}{24,3\text{g/mol}} = 0,061728395\text{mol} \approx 62\text{mmol}\)
  3. \(m_{\text{CH}_3\text{COOH}} = n_{\text{CH}_3\text{COOH}} \cdot M_{\text{CH}_3\text{COOH}} =\)
    \(0,0350\text{mol} \cdot (\underbrace {12,0 + 1,008 \cdot 3 + 12,0 + 16,0 \cdot 2 + 1,008}_{=60,032})\text{g/mol} =\)
    \(= 2,10112\text{g} \approx 2,10\text{g}\)
    1. Reaktionsformeln ger att:

      \(\frac {n_{\text{O}_2}}{n_{\text{KMnO}_4}} = \frac {1}{2} \Leftrightarrow n_{\text{O}_2} = \frac {1}{2} \cdot n_{\text{KMnO}_4} = \frac {1}{2} \cdot 2,25\text{mol} =\)
      \(= 1,125\text{mol} \approx 1,13\text{mol}\)

    2. \(n_{\text{KMnO}_4} = \frac {m_{\text{KMnO}_4}}{M_{\text{KMnO}_4}} = \frac {4,29\text{g}}{\underbrace{(39,1 + 54,9 + 16,0 \cdot 4)}_{=158}\text{g/mol}} =\)
      \(= 0,027151899\text{mol}\)

      \(n_{\text{MnO}_2} = \frac {1}{2}n_{\text{KMnO}_4} = \frac {1}{2} \cdot 0,027151899\text{mol} = 0,01357595\text{mol}\)

      \(m_{\text{MnO}_2} = n_{\text{MnO}_2} \cdot M_{\text{MnO}_2} =\)
      \(= 0,01357595\text{mol} \cdot (\underbrace{54,9 + 16 \cdot 2}_{=86,9})\text{g/mol} =\)
      \(= 1,179750055\text{g} \approx 1,18\text{g}\)

  4. \(n_{\text{NiSO}_4} = \frac {m_{\text{NiSO}_4}}{M_{\text{NiSO}_4}} =\)
    \(= \frac {0,590\text{g}}{\underbrace {(58,7 + 32,1 + 16,0 \cdot 4)}_{=154,8}\text{g/mol}} = 0,00381137\text{mol}\)

    \(n_{\text{H}_2\text{O}} = \frac {m_{\text{H}_2\text{O}}}{M_{\text{H}_2\text{O}}} = \frac {(1,00-0,590)\text{g}}{(1,008 \cdot 2 + 16,0)\text{g/mol}} =\)
    \(= 0,022757549\text{mol}\)

    \(\frac {n_{\text{H}_2\text{O}}}{n_{\text{NiSO}_4}} = \frac {0,022757549\text{mol}}{0,00381137\text{mol}} = 5,970963663 \approx 6\)

    Alltså måste den rätta formeln vara NiSO4 ·6H2 O.

  5. \(n_{\text{LiNO}_3} = \frac {m_{\text{LiNO}_3}}{M_{\text{LiNO}_3}} = \frac {3,45\text{g}}{(6,94 + 14,0 + 16,0 \cdot 3)\text{g/mol}} =\)
    \(= 0,05004352\text{mol}\)

    Vi testar de olika formlerna:

    a. Enligt reaktionsformeln ska

    \(n_{\text{Li}_2\text{O}} = \frac {1}{2} n_{\text{LiNO}_3} = \frac {1}{2} \cdot 0,05004352\text{mol} = 0,02502176\text{mol}\)

    Enligt uppgiften är \(n_{\text{Li}_2\text{O}} = \frac {m_{\text{Li}_2\text{O}}}{M_{\text{Li}_2\text{O}}} = \frac {0,750\text{g}}{(6,94 \cdot 2 + 16,0)\text{g/mol}} =\)
    \(= 0,0251004\text{mol} \approx \frac {1}{2} n_{\text{LiNO}_3}\)

    Alltså är a. den rätta formeln!

    Korrekt beräkning av \(n_{\text{LiNO}_3}\) – 1p; korrekt beräkning av förväntad \(n_{\text{LiNO}_2}\) – 1p; korrekt beräkning av faktisk \(n_{\text{LiNO}_2}\) – 1p.

  6. 2Cu + S → Cu2S

    \(n_{\text{Cu}} = \frac {m_{\text{Cu}}}{M_{\text{Cu}}} = \frac {10\text{g}}{63,5\text{g/mol}} = 0,157480315\text{mol}\)

    Reaktionsformeln säger att \(n_{\text{Cu}} = 2n_{\text{S}}\) för att reaktionen ska gå jämnt upp. Men \(n_{\text{Cu}} < 2n_{\text{S}}\) , alltså mindre än vad som krävs. Därför är Cu begränsande.

    \(n_{\text{Cu}_2\text{S}} = \frac {1}{2}n_{\text{Cu}} = \frac {1}{2} \cdot 0,157480315\text{mol} = 0,07674016\text{mol}\)

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

    \(= 0,07674016\text{mol} \cdot (63,5 \cdot 2 + 32,1)\text{g/mol} =\)
    \(= 12,5275591\text{g} \approx 13\text{g}\)

    Korrekt reaktionsformel – 1p; korrekt beräkning av n u – 1p; korrekt beräkning av nS – 1p; korrekt resonemang kring begränsande ämne – 1p; korrekt beräkning av \(n_{\text{Cu}_2\text{S}}\) – 1p; korrekt beräkning av \(n_{\text{Cu}_2\text{S}}\) – 1p.

 

   

Också intressant: