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!
- Vilka tre av följande reaktioner är protolyser? (1p)
- CH3COOC2H5 + OH– → CH3COO- + HOC2H5
- H2O + SO2 → H2SO3
- H2O + NH3 → OH– + NH\({\sf _4^+}\)
- HCO\({\sf _3^-}\) + HCO\({\sf _3^-}\) → CO\({\sf _3^{2-}}\) + H2CO3
- H2O + H2O → H3O+ + OH–
- Divätefosfatjonen, H2PO\({\sf _4^{-}}\), kan verka både som syra och som bas. I vilka fyra av följande reaktioner verkar divätefosfatjonen som syra? (1p)
- H2PO\({\sf _4^{-}}\) + CO\({\sf _3^{2-}}\) → HPO\({\sf _4^{2-}}\) + HCO\({\sf _3^-}\)
- H2PO\({\sf _4^{-}}\) + HSO\({\sf _4^-}\) → H3PO4 + SO\({\sf _4^{2-}}\)
- H2PO\({\sf _4^{-}}\) + H2O → HPO\({_4^{2-}}\) + H3O+
- H2PO\({\sf _4^{-}}\) + H2PO\({\sf _4^{-}}\) → HPO\({\sf _4^{2-}}\) + H3PO4
- H2PO\({\sf _4^{-}}\) + OH– → HPO\({\sf _4^{2-}}\) + H2O
Del II. Frågor som bara kräver svar. Glöm inte enhet!
- Vilken jon finns det alltid i stor mängd i en lösning med pH > 7? (1p)
- Vilket pH har en lösning med en oxoniumjonkoncentration på 1,3·10-9 M? (1p)
- Reagerar klorgas med fluoridjoner eller bromidjoner eller både och? Skriv också den balanserade reaktionsformeln för reaktionen/reaktionerna! (2p)
- 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!
- 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)
- 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)
- 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)
- 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.
- I vilken bägare sker det en reaktion? (1p)
- Skriv den balanserade redoxformeln för den reaktion som sker! (1p)
- 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!
- c, d, e
- 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
- Hydroxidjon (OH–)
- pH = 8,88
- Endast med bromidjoner. Formel: Cl2 + 2Br– → 2Cl– + Br2.
- 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!
- 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.
- 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)
- 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.
- I bägare A.
- 3Sn2+ + 2Al(s) → 3Sn(s) + 2Al3+
- 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