Tid: 75 minuter
Tillåtna hjälpmedel är penna, suddgummi och linjal, formelsamling, samt miniräknare. Samtliga svar skall skrivas på detta pappret. Alla reaktionsformler skall vara balanserade. Molvolymen kan antas vara 24,5 dm3/mol och pKw = 14,00 om inget annat anges. Andra konstanter etc. får du söka efter i formelsamlingen.
Del I. Ringa in de rätta svaren!
- I vilka tre av följande ämnen har svavel, S, oxidationstalet +IV? (1p)
- H2SO4
- SO2
- H2SO3
- H2S2O8
- SO\({\sf _3^{2-}}\)
- Vilka två av följande övergångar är reduktioner? (1p)
- H2S → S
- Fe3+ → Fe2+
- SO2 → S
- V2O5 → VO3-
- Cu+ → Cu2+
- Vilka två av nedanstående metaller är relativt okänsliga för oxiderande syror, t.ex. salpetersyra? (1p)
- Titan
- Aluminium
- Bly
- Tenn
- Zink
Del II. Frågor som bara kräver svar.
- Vad är orsaken till att metallerna i fråga 3 inte är känsliga för oxiderande syror? (1p)
- Skriv formeln för den kemiska reaktion som sker vid kalkbränning! (1p)
- Balansera följande formel med lägsta möjliga heltalskoefficienter. Reaktionen sker i sur lösning. (1p)
__Zn + __NO\({\sf _3^-}\) → __Zn2+ + __N2O
- Man elektrolyserar en vattenlösning av kaliumjodid mellan två kolelektroder. Skriv formeln för anod- och katodreaktionerna! (2p)
Del III. Frågor som kräver fullständig lösning och (i förekommande fall) balanserade formler. Glöm inte enhet!
- För en viss galvanisk cell är cellreaktionen
Zn(s) + 2Ag+(aq) → Zn2+(aq) + 2Ag(s)
Skriv cellschemat och beräkna cellens EMK. Samtliga koncentrationer är 1,00 M. (2p)
- Kranvattnet i en viss kommun i Sverige har en hårdhet på 4,78 °dH. Hur många ml EDTA med koncentrationen 10,0 mM behöver man för att titrera 100 ml kranvatten med? Kom ihåg att 1 °dH motsvarar en CaO-koncentration på 10 mg/l. (4p)
- Nitrifikationsbakterier omvandlar ammoniumjoner i marken till nitratjoner. Den obalanserade reaktionsformeln kan skrivas:
__NH\({\sf _4^+}\)(aq) + __O2(g) ⇌ __NO\({\sf _3^-}\)(aq) + __H2O + __H+(aq)
(aq) betecknar i formeln det vatten som finns i marken, den s.k. markvätskan.
Reaktionen är reversibel. Reaktionen åt höger kallas nitrifikation. (Reaktionen åt vänster sköts av andra bakterier och kallas denitrifikation.)
- Balansera reaktionsformeln med minsta möjliga heltalskoefficienter. Sätt in koefficienterna direkt i formeln ovan! (1p)
- Nitrifikationen (reaktionen åt höger) missgynnas av att marken är våt, syrefattig och har lågt pH. Hur framgår detta av reaktionsformeln? (3p)
Facit
Betygsgränser
Max: | 18,0 |
Medel: | 10,98 |
G: | 5,5 |
VG: | 11,0 |
MVG: | 14,5 |
Del I. Ringa in de rätta svaren!
- b, c, e. Alla tre korrekt angivna ger 1p. Alla andra svarsalternativ ger 0p.
- b, c. Båda två korrekt angivna ger 1p. Alla andra svarsalternativ ger 0p.
- a, b. Båda två korrekt angivna ger 1p. Alla andra svarsalternativ ger 0p.
Del II. Frågor som bara kräver svar.
- De passiviseras, dvs. det bildas en skyddande oxidhinna.
- CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
- 10H+ + 4Zn + 2NO\({\sf _3^-}\) → 4Zn2+ + N2O + 5H2O
- Anod: 2I–(aq) → I2(aq) + 2e–
Katod: 2H2O + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g)
Ej tagit med aggregationstillstånden ... inget avdrag
Förväxlat anod- och katodreaktionerna ... -1p
Del III. Frågor som kräver fullständig lösning och (i förekommande fall) balanserade formler. Glöm inte enhet!
Ingen/felaktig enhet i svaret ... -1p
Räknat med avrundade siffror ... -0,5p
- – Zn(s) | Zn2+(aq), 1,00M || Ag+(aq), 1,00M | Ag(s) +
\[E = e^0_{\text{Ag}} - e^0_{\text{Zn}} \hspace{100cm}\]
\[E = 0,80\text{V} - (-0,76\text{V}) = 1,56\text{V} \hspace{100cm}\]
Rätt cellschema - 1p; rätt uttryck för E - 0,5p; Rätt värde på E - 0,5p
- Lösning:4,78 °dH motsvarar 47,8 mg CaO/l.
I kranvattnet finns 0,100l · 0,0478g/l = 0,00478g
Detta motsvarar
\[\begin{align}\frac {0,00478\text{g}}{(40,08 + 15,9994)\text{g/mol}} &= 8,5236289975 \cdot 10^{-5}\text{mol} = \hspace{100cm} \\ &= n_{\text{EDTA}}\end{align}\]
\[\begin{align}V_{\text{EDTA}} &= \frac {n_{\text{EDTA}}}{c_{\text{EDTA}}} = \frac {8,5236289975 \cdot 10^{-5}\text{mol}}{0,0100\text{mol/dm}^3} = \hspace{100cm} \\ &= 8,5236289975 \cdot 10^{-3}\text{dm}^3 \approx 8,52\text{ml}\end{align}\]
Rätt substansmängd Ca2+-joner – 2p; rätt substansmängd EDTA – 1p; rätt volym EDTA ... 1p
- NH\({\sf _4^+}\) + 2O2 ⇌ NO\({\sf _3^-}\) + H2O + 2H+
- Minskad syrgaskoncentration (syrefattigt vatten) leder till en nettoreaktion åt vänster (dvs. oxidationen av ammoniumjoner minskar) (1p). Ökad koncentration av vatten och vätejoner (vått och surt i marken) leder också till en nettoreaktion som går åt vänster (1p). När nettoreaktionen går åt vänster förbrukas nitratjoner, dvs. nitrifikationen minskar (1p).