Slutprov 2008-06-09 i Kemi A

Tid: 75 minuter

Tillåtna hjälpmedel är formelsamling, miniräknare, papper, penna, suddgummi och linjal. I strukturformler ska alla bindningar och atomer sättas ut, även väteatomer. Glöm inte enhet! Lycka till!

Del I. Ringa in de rätta alternativen!

1. Man önskar bereda 1,00 dm³ 0,100 M ättiksyra (CH₃COOH). Man har tillgång till ren, vattenfri syra ("isättika"), vars densitet är 1,05 g/cm³. Vilket av följande förfaranden är mest korrekt? (1p)
   1. Man väger upp 6,00 g ättiksyra och 1,000 kg destillerat vatten och blandar.
   2. En enliters mätkolv fylls till märket med destillerat vatten, varefter 6,00 g ättiksyra löses i detta.
   3. Man mäter med byrett upp 5,71 cm³ ättiksyra och löser syran i 994,3 g destillerat vatten.
   4. Man mäter med byrett upp 5,71 cm³ ättiksyra, och överför syran till en enliters mätkolv och fyller med destillerat vatten upp till märket.
   5. Man väger upp 6,00 g ättiksyra och 994 g destillerat vatten och blandar.
2. Vid vilken av de nedan angivna temperaturerna är lösligheten för klorgas i vatten störst? (1p)
   1. 50°C
   2. 40°C
   3. 30°C
   4. 20°C
   5. 10°C
3. Avgör, t.ex. med hjälp av periodiska systemet, vilken av följande formler som är felaktig! (1p)
   1. Cs₂S
   2. RaCl₂
   3. Ga₂O₃
   4. Ba₅N₂
   5. RbF
4. Vilka tre av följande blandningar är homogena? (3p)
   1. Kopparsulfat blandat med svavel
   2. Kopparsulfat löst i vatten
   3. Etanol (alkohol) blandat i vatten
   4. Järnfilspån blandat med svavel
   5. Te
   6. Matolja blandat med vatten
5. Betrakta följande jon: \(^{63}_{29}\)Cu⁺. Vilka tre av följande påståenden om den jonen är sanna? (3p)
   1. Den är tvåvärt positiv.
   2. Den har lika många elektroner som Zn²⁺.
   3. Den har 29 protoner i kärnan.
   4. Den har 63 neutroner i kärnan.
   5. Den har masstalet 63,5.
   6. I grundtillståndet har den lika många elektronskal som kalium.
6. Vilka tre av följande påståenden om polärt kovalenta bindningar och dipoler är sanna? (3p)
   1. Alla ämnen med polärt kovalenta bindningar är dipoler.
   2. Ämnen med endast helt kovalenta bindningar kan inte vara dipoler.
   3. Vatten är ett exempel på en dipol.
   4. Ammoniak är ett exempel på en dipol.
   5. Koldioxid är ett exempel på en dipol.
   6. Dipoler har alltid minst två fria elektronpar.

Hoppa direkt till …

Del II. Endast svar behöver anges. Glöm inte enhet!

Svar på de här frågorna ska skrivas på ett annat papper.

7. Klorgas kan reagera med syrgas och bilda kloroxid enligt formeln

   Cl₂ + O₂ + 276 kJ → 2ClO

   1. Är reaktionen endo- eller exoterm? (1p)
   2. Vad blir \(\Delta H\) för bildning av 1 mol ClO? (1p)
8. Det finns tre isomerer av dibrombensen. Skriv deras strukturformler, och ange för var och en av dem om de är dipoler eller inte! (3p)
9. Skriv formeln för myrsyrans protolys i vatten med strukturformler! (2p)
10. Vilken typ av bindningar bryts när man löser natriumnitrat, NaNO₃, i vatten? (1p)

Del III. Fullständig uträkning krävs. Glöm inte enhet!

Svar på de här frågorna ska skrivas på ett annat papper.

11. I ett försök löser du 2,54 g kristalliserat kopparsulfat, CuSO₄·5H₂O, i 50 ml vatten. I kopparsulfatlösningen stoppar du ner en bit aluminium med massan 0,326g Då sker det en reaktion.
    1. Skriv formeln för den reaktion som sker. (1p)
    2. Vilket av ämnena i reaktionen oxideras resp. reduceras? (1p)
    3. Beräkna vilket ämne som är begränsande i reaktionen. (4p)
    4. Vilken blir koncentrationen aluminiumjoner efter fullgången reaktion? (2p)

Facit

Betygsgränser

Del I. Ringa in de rätta alternativen!

1. d.
2. e.
3. d. Ba har två valenselektroner och N har fem. Varje Ba vill alltså avge två, medan varje N vill uppta tre. Det går endast ihop om vi tar tre Ba och två N. Formeln blir alltså Ba₃N₂.
4. b, c, e
5. b, c, f
6. b, c, d

Del II. Endast svar behöver anges. Glöm inte enhet!

7. 1. endoterm
   2. +138 kJ/mol

      Angett svaret i enheten kJ ... inget avdrag

      Utelämnat plustecknet ... inget avdrag

8. 
9. 

   Rätt strukturformel på myrsyran - 1p; rätt protolysreaktion - 1p.

10. jonbindningar

Del III. Fullständig uträkning krävs. Glöm inte enhet!

Svar på de här frågorna ska skrivas på ett annat papper.

11. 1. 3Cu²⁺(aq) + 2Al(s) → 3Cu(s) + 2Al³⁺(aq)

       Även 3CuSO₄(aq) + 2Al(s) → 3Cu(s) + Al₂(SO₄)₃(aq) är naturligtvis godkänt.

       Utelämnat aggregationstillstånden ... inget avdrag

    2. Al oxideras (0,5p), Cu²⁺ reduceras (0,5p).
    3. 
       

       \[\begin{align}n_{\text{CuSO}_4\cdot5\text{H}_2\text{O}} &= \frac {m_{\text{CuSO}_4\cdot5\text{H}_2\text{O}}} {M_{\text{CuSO}_4\cdot5\text{H}_2\text{O}}} = \hspace{100cm} \\ &= \frac {2,54\text{g}} {(63,5+32,1+16,0\cdot4 + 5\cdot(1,008\cdot2 + 16,0))\text{g/mol}} = \\ &= 0,010173021\text{mol} \end{align}\]

       \[n_{\text{Al}} = \frac {m_{\text{Al}}} {M_{\text{Al}}} = \frac {0,326\text{g}} {27,0\text{g/mol}} = 0,012074074\text{mol} \hspace{100cm}\]

       Vi räknar ut den mängd kopparjoner som behövs för att reaktionen ska "gå jämnt upp". Reaktionsformeln ger att:

       \[n_{\text{Cu}} = \frac {3} {2} n_{\text{Al}} = \frac {3} {2} \cdot 0,012074074\text{mol} = 0,01811111\text{mol} \hspace{100cm}\]

       Men vi har bara 0,010173021mol Cu. Alltså är kopparjonerna begränsande.

       Rätt uträkning av \(n_{\text{CuSO}_4}\) – 1p; Rätt uträkning av \(n_\mathrm{Al}\) – 1p. Rätt beräkning av \(n_\mathrm{Cu}\) som behövs – 1p; Rätt resonemang kring vilket ämne som är begränsande – 1p.

       Använt ett molförhållande Cu:Al som kraftigt förenklar beräkningen (t.ex. 1:1) ... -2p

    4. 
       

       \[n_{\text{Al}} = \frac {2} {3} n_{\text{CuSO}_4} = \frac {2} {3} \cdot 0,01017302\text{mol} = 0,006782014\text{mol} \hspace{100cm}\]

       \[c = \frac {n}{V} = \frac {0,006782014\text{mol}} {0,050\text{dm}^3} = 0,135640286\text{mol} \approx 0,136\text{M} \hspace{100cm}\]

       Korrekt beräkning av \(n_\mathrm{Al}\) – 1p; korrekt beräkning av \(c\) – 1p.

       Använt ett molförhållande Cu:Al som kraftigt förenklar beräkningen (t.ex. 1:1) ... -1p