Magnus Ehingers undervisning

— Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete med mera.

Prov 2013-05-20 i Syror och baser och Termokemi

Tid: 85 minuter

Tillåtna hjälpmedel: Formelsamling, penna, suddgummi, linjal.

Språklig bedömning av provet

På det här provet bedömer jag hur pass väl du ställer upp dina uträkningar, och hur pass lätta de är att följa. Detta ingår i det kemiska språket och kommunikationen.

Språk och kommunikation E C A

Hoppa direkt till …

Del I. Ringa in de rätta alternativen

  1. Vilket av följande påståenden om koncentrerad salpetersyra är felaktigt?
    1. Syran kan avspjälka en proton per molekyl
    2. Syran ger med koppar en rödbrun gas
    3. Syran kan orsaka gula fläckar på huden
    4. Syran bildas när dikväveoxid (lustgas) löses i vatten
    5. Syrans salter kallas nitrater
    Svara på frågor om och beskriva kemiska företeelser och förlopp E C A
  2. Vilket av följande påståenden om natriumhydroxid är felaktigt?
    1. Natriumhydroxid är en viktig beståndsdel i tvål.
    2. Natriumhydroxid säljs i vanliga affärer under namnet kaustik soda.
    3. En vattenlösning av natriumhydroxid färgas röd av fenolftalein.
    4. När natriummetall får reagera med vatten bildas en vattenlösning av natriumhydroxid.
    5. En vattenlösning av natriumhydroxid kallas för natronlut.
    Svara på frågor om och beskriva kemiska företeelser och förlopp E C A
  3. Divätefosfatjonen, H2PO\(_4^{-}\), kan verka både som syra och som bas. I vilka tre av följande reaktioner verkar divätefosfatjonen som bas?
    1. H2PO\(_4^{-}\) + CO\(_3^{2-}\) → HPO\(_4^{2-}\) + HCO\(_3^-\)
    2. H2PO\(_4^{-}\) + HSO\(_4^-\) → H3PO4 + SO\(_4^{2-}\)
    3. H2PO\(_4^{-}\) + H2O → HPO\(_4^{2-}\) + H3O+
    4. H2PO\(_4^{-}\) + HCOOH → H3PO4 + HCOO-
    5. H2PO\(_4^{-}\) + H2PO\(_4^{-}\) → HPO\(_4^{2-}\) + H3PO4 
    6. H2PO\(_4^{-}\) + OH‑ → HPO\(_4^{2-}\) + H2O 
    Svara på frågor om och beskriva kemiska företeelser och förlopp E C A
  4. Vilka två av följande påståenden om exoterma reaktioner är sanna?
    1. Is som smälter är ett exempel på en exoterm reaktion.
    2. I en exoterm reaktion har produkterna lägre energiinnehåll än reaktanterna
    3. Vid en exoterm reaktion upptas värme
    4. I en exoterm reaktion är \(\Delta H < 0\)
    Svara på frågor om och beskriva kemiska företeelser och förlopp E C A

Del II. Frågor som bara kräver ett kort svar 

Glöm inte enhet och att svara med ett lämpligt antal värdesiffror!

  1. Perklorsyra, HClO4, är en stark syra. Vilket pH har en 0,00125 M perklorsyralösning?
    Svara på frågor om och beskriva kemiska företeelser och förlopp E C A
  2. Skriv formeln för ättiksyrans protolys i vatten. Skriv med strukturformler. Sätt ut alla atomer och bindningar, även väteatomer.

    (Om du absolut inte kommer ihåg strukturformeln för ättiksyra, så kan du skriva den på ett förenklat sätt istället. Då kan du dock inte få full poäng på frågan.)
    Svara på frågor om och beskriva kemiska företeelser och förlopp E C A
  3. Ange namn på de produkter som bildas i protolysen i fråga 6.
    Svara på frågor om och beskriva kemiska företeelser och förlopp E C A
  4. Ordna nedanstående lösningar efter avtagande surhetsgrad (med den starkaste syran allra först).
    1. En ammoniaklösning med koncentrationen 0,01 mol/dm3
    2. Saltsyra med koncentrationen 0,01 mol/dm3
    3. En lösning med pH = 1,98
    4. En lösning med [H3O+] = 10-12 mol/dm3
    5. Ättiksyra med koncentrationen 0,01 mol/dm3
    Svara på frågor om och beskriva kemiska företeelser och förlopp E C A

Del III. Frågor som kräver ett utredande svar, med fullständiga beräkningar

Glöm inte enhet och att svara med ett lämpligt antal värdesiffror! Den språkliga bedömningen grundar sig här huvudsakligen på hur du ställer upp dina lösningar. Snygga lösningar som är lätta att följa, med storhet, mätetal och enhet är vad du ska sträva efter!

  1. Du löser 0,22 g kalciumhydroxid i vatten. Hur många ml saltsyra med koncentrationen 0,153 M måste du tillsätta för att fullständigt neutralisera kalciumhydroxidlösningen?
    Svara på frågor om och beskriva kemiska företeelser och förlopp E C A
    Språk och kommunikation E C A

  2. I ett försök ville man bestämma värmekapaciteten för etanol. Man hettade upp etanolen genom att värma den över en gaslåga. För att värma 100 g etanol från 20,0 °C till 25,0 °C fick man förbränna 3,88 g butangas. För reaktionen

    C4H10 + 6,5O2 → 4CO2 + 5H2O

    är \(\Delta H = -2877,5k\mathrm{J/mol}\). Av tidigare experiment visste man att det allra mesta av värmet togs upp av glasbägaren som etanolen var i, och endast 0,635 % av värmet från förbränningen överfördes till etanolen.

    Beräkna vilket värde för etanolens värmekapacitet som man kom fram till!
    Svara på frågor om och beskriva kemiska företeelser och förlopp E C A
    Språk och kommunikation E C A

Facit

Betygsgränser

Max: 20,0 (11/6/3)
Medel:          
E: 8,5        
D: 11,5 varav 3,0 A- eller C-poäng
C: 14,0 varav 4,5 A- eller C-poäng
B: 15,5 varav 4,5 C-poäng och 1,5 A-poäng
A: 18,0 varav 5,5 C-poäng och 2,5 A-poäng

Del I. Ringa in de rätta alternativen

  1. d
  2. a
  3. b, d, e
  4. b, d

Del II. Frågor som bara kräver ett kort svar

  1. pH = 2,903
  2. attiksyrans-protolys
  3. Acetatjon, oxoniumjon
  4. c, b, e, a, d

Del III. Frågor som kräver ett utredande svar, med fullständiga beräkningar

  1. Ca(OH)2(aq) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2O

    \[n_{\text{OH}^-} = 2n_{\text{Ca(OH)}_2}= 2 \cdot \frac {0,22\text{g}}{74,1148\text{g/mol}} = 0,00593673598\text{mol} \hspace{100cm}\]

    \[n_{\text{HCl}}= n_{\text{OH}^-} \hspace{100cm}\]

    \[V_{\text{HCl}} = \frac {n_{\text{HCl}}}{c_{\text{HCl}}} = \frac {0,00593673598\text{mol}}{0,153\text{mol/dm}^3} = 0,0388021961\text{dm}^3 \approx 39\text{ml} \hspace{100cm}\]

  2. \[q = Cm\Delta T \Rightarrow C_{\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}} = \frac {q}{m_{\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}} \cdot \Delta T} \hspace{100cm}\]

    Vi börjar med att beräkna \(q\):

    \[q = n_{\text{C}_4\text{H}_{10}} \cdot \Delta H \hspace{100cm}\]

    \[\text{ }n_{\text{C}_4\text{H}_{10}} = \frac {m_{\text{C}_4\text{H}_{10}}}{M_{\text{C}_4\text{H}_{10}}} = \frac {3,88\text{g}}{(12,0\cdot 4 + 1,008 \cdot 10)\text{g/mol}} = 0,06680441\text{mol} \hspace{100cm}\]

    \[q=0,06680441\text{mol} \cdot 2877500\text{J/mol} =192229,683\text{J} \hspace{100cm}\]

    Men eftersom bara 0,635 % av värmet överförs till etanolen, blir mängden värme som etanolen upptar:

    \[q=192229,683\text{J} \cdot 0,00635=1220,65849\text{J} \hspace{100cm}\]

    Nu kan vi beräkna \(C_{\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}}\):

    \[C_{\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}} = \frac {1220,65849\text{J}}{100\text{g}\cdot 5\text{K}} = 2,44131698 \frac {\text{J}}{\text{gK}} \approx 2,44 \frac {\text{J}}{\text{gK}} \hspace{100cm}\]


    E – Eleven gör en ansats till beräkning, t.ex. genom att beräkna mängden avgivet värme ur sambandet \(q = n_{\text{C}_4\text{H}_{10}} \cdot \Delta H\) eller att försöka använda sambandet \(C_{\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}} = \frac {q}{m_{\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}} \cdot \Delta T}\) för att beräkna värmekapaciteten
    C – Eleven beräknar mängden upptaget värme korrekt
    A – Eleven beräknar värmekapaciteten korrekt