Magnus Ehingers undervisning

Tid: 80 minuter

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

Några användbara samband

Molmassa

\(M = \frac {m}{n}\)

M är molmassan i g/mol

m är massan i g

n är substansmängden i mol

Koncentration

\(c = \frac {n}{V}\)

c är koncentrationen i mol/dm³ eller M

n är substansmängden i mol

V är volymen i dm³ eller l

Avogadros konstant

\(N_{\text{A}}=6,022 \cdot 10^{23}\text{/mol}\)

Del I. Ringa in de rätta alternativen!

1. Hur mycket väger 1,00 mol ¹²C? (1p)
   1. 1 u
   2. 12 u
   3. 6,022·10²³ u
   4. 6,022·10²³ g
   5. 1 g
   6. 12 g
   7. 12·1,66·10^-24 g
   8. 12·1,66·10^-24 u
2. 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.

Del II. Frågor som bara kräver ett kort svar

Fullständiga uträkningar behöver inte redovisas.

3. Du väger upp 12,5 g kaliumklorid, KCl.
   1. Vilken är kaliumkloridens formelmassa? (1p)
   2. Hur många mol kaliumklorid har du vägt upp? (1p)
   3. Hur stort är det totala antalet joner som du har vägt upp? (1p)
4. Perklorsyra, HClO₄, är en stark syra. (1p)
   1. Skriv formeln för perklorsyrans protolys i vatten! (1p)
   2. I en bägare har du 0,300 dm³ 0,400 M perklorsyra. Hur stor substansmängd perklorsyra har du i bägaren? (1p)
   3. Beräkna [H₃O⁺] (1p)
   4. Beräkna [HClO₄] (1p)
5. Skriv elektronformeln för nitratjonen, \({\sf \text{NO}_3^-}\), och visa varför den är envärt negativ! (2p)

Del III. Frågor som kräver ett utredande svar/fullständig lösning. Glöm inte enhet!

6. I en viss koboltmalm är 85,0% av massan koboltsulfid, Co₃S₄. Resten är icke-kobolthaltiga mineraler. Hur många kg ren kobolt kan maximalt framställas ur 1000 kg av koboltmalmen? (3p)
7. I ett försök skulle man bestämma kristallvattenhalten i kobolt(II)klorid, CoCl₂·xH₂O. Man hettade upp 1,00g av saltet, och mätte hur mycket vatten som bildades. Det bildades 0,454 g vatten. Vilket var saltets formel? (4p)
8. Tanken i Magnus bil rymmer 80,0 l bensin. Den mängden bensin gör han av med på en månad. Om vi tänker oss att bensinen består helt av oktan, C₈H₁₈, så väger 80,0 l bensin 56,2 kg. När oktanen förbränns i bilmotorn bildas koldioxid och vatten. Skriv formeln för förbränningsreaktionen, och beräkna hur många ton koldioxid Magnus skickar ut i atmosfären varje år! (3p)
9. I ett försök mäter du upp 10,00 cm³ saltsyra med koncentrationen 2,50 mol/dm³. Till saltsyran sätter du 0,103 g magnesium, som därmed reagerar. Hur stor blir [H⁺] efter att allt magnesium reagerat? (6p)

Facit

Betygsgränser

Del I. Ringa in de rätta alternativen!

1. f
2. b, c, d

Del II. Frågor som bara kräver ett kort svar

Felaktig eller ingen enhet i svaret ... -1p

3. 1. \(m = (39,1 + 35,5)\text{u} = 74,6\text{u}\)
   2. \(n = \frac {m} {M} = \frac {12,5\text{g}} {74,6\text{g/mol}} = 0,167560322\text{mol} \approx 0,168\text{mol}\)
   3. \(N = nN_\text{A} = 2 \cdot 0,167560322\text{mol} \cdot 6,022\cdot 10^{23}\text{/mol} =\)
      \(= 2,018096515 \cdot 10^{23} \approx 2,02 \cdot 10^{23}\)
      Gett svaret 0,335 mol ... inget avdrag
4. 1. HClO₄ + H₂O → ClO₄^- + H₃O⁺

      Skrivit "HClO₄ + H₂O = ClO₄^- + H₃O⁺" ... -0,5p

      Missat någon av jonernas laddning ... -0,5p/jon

   2. \(n = cV = 0,400\text{mol/dm}^3 \cdot 0,300\text{dm}^3 = 0,120\text{mol}\)
   3. [H₃O⁺] = 0,400 M
   4. [HClO₄] = 0
5. 

   Bra bild, med tydliga bindningar – 1p; Tydligt utpekande av/förklaring till "extra" elektron – 1p.

Del III. Frågor som kräver ett utredande svar/fullständig lösning. Glöm inte enhet!

6. \(m_{\text{Co}_3\text{S}_4} = 0,85 \cdot 1000\text{kg} = 850\text{kg}\)

   \(mass\%_{\text{Co}} = \frac {58,9\cdot 3\text{u}} {(58,9 \cdot 3 + 32,1 \cdot 4)\text{u}} = 57,9154376\%\)

   \(m_{\text{Co}} = 0,579154376 \cdot 850\text{kg} = 492,2812193\text{kg} \approx 492\text{kg}\)

7. \(n_{\text{H}_2\text{O}} = \frac {m_{\text{H}_2\text{O}}} {M_{\text{H}_2\text{O}}} = \frac {0,454\text{g}} {(1,008\cdot2 + 16,0)\text{g/mol}} =\)

   \(= 0,025199822\text{mol}\)

   \(n_{\text{CoCl}_2} = \frac {m_{\text{CoCl}_2}} {M_{\text{CoCl}_2}} = \frac {(1-0,454)\text{g}} {(59,8+35,5 \cdot 2)\text{g/mol}} =\)

   \(\frac {0,546\text{g}} {130,8\text{g/mol}} = 0,004174312\text{mol}\)

   \(\frac {n_{\text{H}_2\text{O}}} {n_{\text{CoCl}_2}} = \frac {0,025199822\text{mol}} {0,004174312\text{mol}} = 6,036880526 \approx 6\)

   Alltså måste den rätta formeln vara CoCl₂·6H₂O.

8. 2C₈H₁₈ + 25O₂ → 16CO₂ + 18H₂O

   \(n_{\text{C}_8\text{H}_18} = \frac {m_{\text{C}_8\text{H}_18}} {M_{\text{C}_8\text{H}_18}} = \frac {56200\text{g}} {(12 \cdot 8 + 1,008 \cdot 18)\text{g/mol}} =\)

   \(= 492,3605271\text{mol}\)

   Reaktionsformeln ger att:

   \(n_{\text{CO}_2} = 8n_{\text{C}_8\text{H}_18} = 8 \cdot 492,3605271\text{mol} =\)

   \(= 3938,884216\text{mol}\)

   och

   \(m_{\text{CO}_2} = n_{\text{CO}_2}M_{\text{CO}_2} =\)

   \(= 3938,884216\text{mol} \cdot (12,0 + 16,0 \cdot 2)\text{g/mol}\)

   \(= 173310,90524\text{g}\)

   \(m_{\text{CO}_{2}\text{, 12 man}} = m_{\text{CO}_2} \cdot 12 = 173310,90524\text{g} \cdot 12 =\)

   \(= 2079730,86288\text{g} \approx 2,08\text{ton}\)

9. Mg(s) + 2H⁺ → Mg²⁺(aq) + H₂(g)

   \(n_{\text{H}^+\text{, f. reakt.}} = cV = 2,500\text{mol/dm}^3 \cdot 0,010\text{dm}^3 =\)

   \(= 0,0250\text{mol}\)

   och

   \(n_{\text{Mg}} = \frac {m_{\text{Mg}}} {M_{\text{Mg}}} = \frac {0,103\text{g}} {24,3\text{g/mol}} = 0,004238683\text{mol}\)

   Substansmängden vätejoner som reagerar är:

   \(n_{\text{H}^+} = 2n_{\text{Mg}} = 2 \cdot 0,004238683\text{mol} = 0,008477366\text{mol}\)

   Substansmängden vätejoner som är kvar blir då:

   \(n_{\text{H}^+\text{e. reakt.}} = n_{\text{H}^+\text{f. reakt.}} - n_{\text{H}^+} =\)

   \(= (0,0250 - 0,008477366)\text{mol} = 0,016522634\text{mol}\)

   och vätejonkoncentrationen:

   \([\text{H}^+] = \frac {n_{\text{H}^+\text{e. reakt.}}} {V} = \frac {0,016522634\text{mol}} {0,010\text{dm}^3} =\)

   \(= 1,652263374\text{mol/dm}^3 \approx 1,65\text{M}\)