Magnus Ehingers undervisning

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

Kemi 1

Administration

Prov 2019-09-27 i Mol och stökiometri - Facit

Artikelindex

Facit

Betygsgränser

Max: 21 (8/8/5)
Medel: 15,7 (7,0/5,9/2,8) – B
E: 6,0  
D: 10,0 varav 4,0 A- eller C-poäng
C: 13,0 varav 6,0 A- eller C-poäng
B: 15,5 varav 2,5 A-poäng
A: 18,5 varav 4,0 A-poäng

Del I. Frågor som bara kräver ett kort svar (ett ord eller 1–2 meningar)

  1.  474,3904u ≈ 474u
    1. 0,032mol
      Lösning: \(n_{\text{CaF}_2} = \frac {m_{\text{CaF}_2}}{M_{\text{CaF}_2}} = \frac {2,5\text{g}}{(40,08 + 19,00 \cdot 2)\text{g/mol}} = 0,03201844\text{mol}\)
    2. 5,78 · 1022 st
      Lösning: \(N = n_{\text{CaF}_2} \cdot N_\text{A} \cdot 3 = 0,03201844\text{mol} \cdot 6,022 \cdot 10^{23}/\text{mol} \cdot 3 =\\= 5,784451844 \cdot 10^{22}\)
  2. 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3
  3. 2 mol

Del II. Frågor som kräver ett utredande svar

  1. \[c_1V_1 = c_2V_2 \Leftrightarrow c_1 = \frac {c_2V_2}{V_1} \hspace{100cm}\]

    \[V_1 = 2\text{ml} \hspace{100cm}\]

    \[c_2 = 0,20\text{M} \hspace{100cm}\]

    \[V_2 = 50\text{ml} \hspace{100cm}\]

    \[c_1 = \frac {0,20\text{M} \cdot 50\text{ml}}{2\text{ml}} = 5\text{M} \hspace{100cm}\]

    Bedömning

    E – Eleven gör en godtagbar ansats till att lösa uppgiften, till exempel genom att beräkna någon substansmängd.

    C – Eleven beräknar korrekt den koncentrationen på den ursprungliga lösningen.

  2. Lösning alt. 1

    \[n_{\text{NaCl}} = \frac {2,35\text{g}}{(23,0+35,5)\text{g/mol}} = 0,04017094\text{mol} = n_{\text{Cl}^-} \hspace{100cm}\]

    \[\begin{align}m_{\text{Cl}^-} &= M_{\text{Cl}^-} \cdot n_{\text{Cl}^-} = 0,04017094\text{mol} \cdot 35,5\text{g/mol} = 1,42606838\text{g} \approx \hspace{100cm} \\ &\approx 1,43\text{g}\end{align}\]


    Lösning alt. 2

    \[\text{mass%} = \frac {35,5}{23+35,5} = 0,60683761 \hspace{100cm}\]

    \[\text{Andel klor} = 0,60683761 \cdot 2,35\text{g} = 1,42606838\text{g} \approx 1,43\text{g} \hspace{100cm}\]


    Bedömning

    E – Eleven gör en godtagbar ansats till att lösa uppgiften, till exempel genom att korrekt beräkna någon substansmängd eller masshalten klor.

    C – Eleven beräknar korrekt massan klor.

  3. Lösning
      CH3NO2 O2
    \(m\) ① \[155 \text{g}\] ④ \[102\text{g}\]
    \(n\) ② \[2,53973456\text{mol}\] ③ \[2,17466820\text{mol}\]


    \[m_{\text{CH}_3\text{NO}_2} = 155\text{g} \hspace{100cm}\]

    ② 
    \[\begin{align}n_{\text{CH}_3\text{NO}_2} &= \frac {m_{\text{CH}_3\text{NO}_2}}{M_{\text{CH}_3\text{NO}_2}} = \hspace{100cm} \\ &= \frac {155\text{g}}{(12,0+1,01+14,0+16,0\cdot 2)\text{g/mol}} = 2,53973456\text{mol}\end{align}\]


    \[n_{\text{O}_2} = \frac {5}{4} \cdot 2,53973456\text{mol} = 3,17466820\text{mol} \hspace{100cm}\]


    \[\begin{align}m_{\text{O}_2} &= M_{\text{O}_2} \cdot n_{\text{O}_2} = 16\text{g/mol} \cdot 2 \cdot 3,17466820\text{mol} = \hspace{100cm} \\ &= 101,589382\text{g} \approx 102\text{g}\end{align}\]


    Bedömning
    E – Eleven gör en ansats till att lösa uppgiften, till exempel genom att beräkna \(n_{\text{CH}_3\text{NO}_2}\).

    C – Eleven beräknar massan syrgas utan att ta hänsyn till substansmängdsförhållandet (och kommer fram till att det krävs 81,3 g O2).

    A – Eleven tar hänsyn till substansmängdsförhållandet \(n_{\text{CH}_3\text{NO}_2}:n_{\text{O}_2} = 4:5\) och beräknar \(n_{\text{O}_2}\) korrekt.

  4. Lösning
    Pb2+(aq) + 2I(aq) → PbI2(s)
    \[\begin{align}n_\mathrm{I^-} &= n_\mathrm{NaI} = c_\mathrm{NaI} \cdot V_\mathrm{NaI} = \hspace{100cm} \\ &= 0,100\mathrm{mol/dm^3} \cdot 0,020\mathrm{dm^3} = 0,0020\mathrm{mol}\end{align}\]
    \[\begin{align}n_\mathrm{Pb^{2+}} &= n_\mathrm{Pb(NO_3)_2} = c_\mathrm{Pb(NO_3)_2} \cdot V_\mathrm{Pb(NO_3)_2} = \hspace{100cm} \\ &= 0,250\mathrm{mol/dm^3} \cdot 0,030\mathrm{dm^3} = 0,0075\mathrm{mol}\end{align}\]
    I reaktionsformeln kan vi se att molförhållandet \(n_\mathrm{Pb^{2+}}:n_\mathrm{I^-} = 1:2\), vilket betyder att det behövs dubbelt så många I som Pb2+ för att det ska vara ekvivalenta mängder. Det är det inte, och därför är mängden I begränsande.
      Pb2+(aq) + 2I(aq) → PbI2(s)  
    \[n\]  
    \[0,0020\]

    \[0,0010\]
    mol
    \[m\]    
    \[0,33\]
     

    ② I reaktionsformeln ser vi att \(n_\mathrm{I^-}:n_\mathrm{Pb^{2+}} = 2:1\). Därför blir \(n_\mathrm{PbI_2} = \frac {n_\mathrm{I^-}}{2} = \frac {0,0020\mathrm{mol}}{2} = 0,0010\mathrm{mol}\).

    ③ Vi beräknar massan blyjodid:

    \[\begin{align}m_\mathrm{PbI_2} &= n_\mathrm{PbI_2} \cdot M_\mathrm{PbI_2} = 0,0010\mathrm{mol} \cdot (207 + 127 \cdot 2)\mathrm{g/mol} = \hspace{100cm} \\ &= 0,0010\mathrm{mol} \cdot 461\mathrm{g/mol} = 0,461\mathrm{g} \approx 0,46\mathrm{g}\end{align}\]


    Bedömning

    C – Eleven beräknar massan bildad PbI2(s), men utgår från Pb2+ som utbytesbestämmande.

    1A – Eleven beräknar korrekt massan bildad PbI2(s) utgående ifrån I som den begränsande reaktanten.

    2A – Eleven beräknar korrekt massan bildad PbI2(s) och visar också tydligt att I är den begränsande reaktanten.

  5. Lösning

    Vi beräknar massan NaCl i vattenprovet:

    AgNO3(aq) + NaCl(aq) → AgCl(s) + NaNO3(aq)

    \[m_\mathrm{AgCl} = 50,4\mathrm{g}\hspace{100cm}\]

    \[n_\mathrm{AgCl} = \frac {m_\mathrm{AgCl}}{M_\mathrm{AgCl}} = \frac {50,4\mathrm{g}}{(108 + 35,5)\mathrm{g/mol}} = 0,35121951\mathrm{mol} \hspace{100cm}\]

    \[n_\mathrm{NaCl} = n_\mathrm{AgCl} = 0,35121951\mathrm{mol} \hspace{100cm}\]

    \[\begin{align}m_\mathrm{NaCl} &= M_\mathrm{NaCl} \cdot n_\mathrm{NaCl} = (23,0 + 35,5)\mathrm{g/mol} \cdot 0,35121951\mathrm{mol} = \hspace{100cm} \\ &= 20,5463415\mathrm{g} \approx 20,5\mathrm{g}\end{align}\]

    Detta skulle innebära att salthalten i vattnet är ungefär 20,5 %, vilket är helt orimligt. (Salthalten i Östersjön varierar mellan 0,2–0,8 %. Salthalten i Atlanten är ca. 3,5 %. Salthalten i Döda havet är drygt 30 %.)

    Bedömning

    E – Eleven konstaterar att 50,4 g silverklorid är för mycket, och motiverar med någon korrekt beräkning.

    C – Eleven beräknar \(m_\mathrm{NaCl}\) korrekt och utgår ifrån detta för att resonera kring att 20,5 g NaCl är högre än förväntat.

    A – Eleven omvandlar koncentrationen till någon typ av procenthalt, och jämför med koncentrationen på något annat hav, sjö eller vattendrag. (Ja, detta kräver någon form av allmänbildning!)

| ▶

 

   

Också intressant: