Magnus Ehingers undervisning

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

Kemi 1

Administration

Prov 2005-01-24: Syror, baser och redox

Artikelindex

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.

Del I. Ringa in de rätta svaren!

  1. Vilka tre av följande reaktioner är protolyser? (1p)
    1. CH3COOC2H5 + OH → CH3COO- + HOC2H5
    2. H2O + SO2 → H2SO3
    3. H2O + NH3 → OH + \({\sf \text{NH}_4^+}\)
    4. \({\sf \text{HCO}_3^-}\) + \({\sf \text{HCO}_3^-}\) → \({\sf \text{CO}_3^{2-}}\) + H2CO3+
    5. H2O + H2O → H3O+ + OH
  2. Divätefosfatjonen, \({\sf \text{H}_2\text{PO}_4^{-}}\), kan verka både som syra och som bas. I vilka fyra av följande reaktioner verkar divätefosfatjonen som syra? (1p)
    1. \({\sf \text{H}_2\text{PO}_4^{-}}\) + \({\sf \text{CO}_3^{2-}}\) → \({\sf \text{HPO}_4^{2-}}\) + \({\sf \text{HCO}_3^-}\)
    2. \({\sf \text{H}_2\text{PO}_4^{-}}\) + \({\sf \text{HSO}_4^-}\) → H3PO4 + \({\sf \text{SO}_4^{2-}}\)
    3. \({\sf \text{H}_2\text{PO}_4^{-}}\) + H2O → \({\sf \text{HPO}_4^{2-}}\) + H3O+
    4. \({\sf \text{H}_2\text{PO}_4^{-}}\) + \({\sf \text{H}_2\text{PO}_4^{-}}\) → \({\sf \text{HPO}_4^{2-}}\) + H3PO4
    5. \({\sf \text{H}_2\text{PO}_4^{-}}\) + OH → \({\sf \text{HPO}_4^{2-}}\) + H2O

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

 
  1. Vilken jon finns det alltid i stor mängd i en lösning med pH > 7? (1p)
  2. Vilket pH har en lösning med en oxoniumjonkoncentration på 1,3·10-9 M? (1p)
  3. Reagerar klorgas med fluoridjoner eller bromidjoner eller både och? Skriv också den balanserade reaktionsformeln för reaktionen/reaktionerna! (2p)
  4. Fast koppar och guldjoner kan reagera med varandra enligt följande (obalanserade) formel:

    Cu(s) + Au3+ → Cu2+ + Au(s)

    Dela upp formeln i oxidations- och reduktionsreaktion, och balansera därefter formeln! (3p)

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

  1. Koncentrerad saltsyra är 11,8 M. Hur stor volym koncentrerad saltsyra måste du ta och späda till 100 ml för att få en lösning med pH = 1,25? (3p)
  1. Du har 100 ml av två lösningar som vardera har pH = 7,0. Den ena lösningen är destillerat vatten, och den andra är en buffertlösning. Diskutera vad som händer med pH i de båda lösningarna om du tillsätter några ml (a) syra eller (b) bas! (3p)
  2. Du löser 0,22 g calciumhydroxid i vatten. Hur många ml saltsyra med koncentrationen 0,153 M måste du tillsätta för att fullständigt neutralisera calciumhydroxidlösningen? (4p)
  1. Du har två bägare, A och B. I bägare A häller du upp 100 ml 0,25 M tennklorid, SnCl2, och tillsätter en bit aluminium, som väger 0,50 g. I bägare B häller du upp 100 ml 0,25 M aluminiumklorid och tillsätter en bit tenn, som väger 0,50 g.
    1. I vilken bägare sker det en reaktion? (1p)
    2. Skriv den balanserade redoxformeln för den reaktion som sker! (1p)
    3. Beräkna koncentrationen metalljoner av båda slagen i lösningen, då reaktionen upphört! (4p)

Facit

Betygsgränser

Max: 25,0
Medel:  
G: 7,5
VG: 15,0
MVG 20,0

Del I. Ringa in de rätta svaren!

  1. c, d, e
  2. a, c, d, e

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

Ingen/felaktig enhet i svaret -1p

Räknat med avrundade siffror -0,5p

  1. Hydroxidjon (OH)
  2. pH = 8,88
  3. Endast med bromidjoner. Formel: Cl2 + 2Br → 2Cl + Br2.
  4. ox. Cu(s) → Cu2+ + 2e

    red. Au3+ + 3e → Au(s)

    redox. 3Cu(s) + 2Au3+ → 3Cu2+ + 2Au(s)

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

  1. pH = 1,25 ⇒ [H+] = 10-1,15M = 0,0562341325 M

    nHCl = cHCl ⇒ V = 0,0562341325 M x 0,1 l = 0,00562341325 mol

    nkonc. HCl = nHCl

    Vkonc. HCl = nHCl / ckonc. HCl = 0,00562341325 mol / 11,8 M = 0,00407656044 l ≈ 0,48 ml

    1 poäng för rätt konc. i spädd lösning, 1 för rätt substansmängd, 1 för rätt volym konc. HCl.

  2. Buffertar fungerar så, att pH ändras knappt vid tillsats av måttliga mängder syra eller bas (1p). Därför bör pH i dest-vattnet sjunka markant vid tillsats av några ml syra, men i bufferten sjunker det nästan inte alls (1p). På samma sätt stiger pH i destvatten om man tillsätter några ml bas, men nästan inte alls i bufferten. (1p)
  3. nOH- = 2nCa(OH)2= 2 x 0,22g/74,1148g/mol = 0,00593673598 mol

    nHCl = nOH-

    VHCl = nHCl/cHCl = 0,00593673598 mol/0,153 mol/l = 0,038802196 l ≈ 39 ml

    Rätt substansmängd Ca(OH)2 – 1p; Rätt substansmängd OH – 1p; Rätt substansmängd HCl – 1p; Rätt volym HCl – 1p.

    1. I bägare A.
    2. 3Sn2+ + 2Al(s) → 3Sn(s) + 2Al3+
    3. 1 poäng för rätt mängd Al3+ som borde ha bildats, 1 poäng för rätt mängd Al3+ som faktiskt har bildats, 1 poäng för rätt koncentration, 1 poäng för rätt mängd Sn2+ som försvunnit (Sn(s) som bildats), 1 poäng för rätt mängd och koncentration Sn2+som är kvar i lösningen.

      n(Al3+) = n(Al(s)) = m(Al)/M(Al) = 0,50g/27,0g/mol = 0,0185185185 mol

      Redoxformeln ger att för varje mol bildad Al3+ gick det åt 3/2 = 1,5 mol Sn2+. Alltså gick det åt 1,5 x 0,0185185185 mol = 0,0277777777777 mol.

      n(Sn2+, start) = cV = 0,25 mol/l x 0,1 l = 0,025 mol

      Men detta är mindre än det substansmängden Sn2+ som går åt! Alltså är mängden Sn2+ begränsande: Allt Sn2+ försvinner ur lösningen. Ur redoxformeln läser vi att för varje Sn2+ som går åt, bildas 2/3 Al3+. Eftersom all Sn2+ går åt, bildas det 2/3 x 0,025 mol Al3+ = 0,016666667 mol

      c(Al3+) = n(Al3+)/V = 0,016666667 mol/0,1 l = 0,166666667 M ≈ 0,17 M

      Svar: c(Al3+) = 0,17 M; c(Sn2+) = 0 M

 

   

Också intressant: