OEFENINGENBUNDEL VAKANTIECURSUS CHEMIE

Transcriptie

1 OEFENINGENBUNDEL VAKANTIECURSUS CHEMIE 1. Basisbegrippen chemie 2. Atoombouw 1) Vul de tabel in: element Symbool Z A aantal e aantal p aantal n 80 zink tin radon lood

2 2) Geef de elektronenconfiguratie van de volgende atomen. Geef ook telkens het aantal valentie-elektronen. a) Al b) Br c) Ba 3) Welk element met onderstaand atoomnummer staat in welke groep en welke periode (zonder PSE): a) Z=15 b) Z=18 4) Geef het atoomnummer van de onderstaande elementen. a) het element met zeven valentie-elektronen en twee schillen: b) het element met tien elektronen meer dan het edelgas dat binnen de edelgassen een unieke bezetting heeft van de buitenste schil: c) een atoom met elektronconfiguratie 2, 8,18, 32, 18, 4: d) een atoom uit periode 4 met lewisnotatie : 2

3 3. Chemische bindingen 1) Bepaal welk ion het meest waarschijnlijk gevormd worden door de onderstaande atomen. a) Br b) Sr c) Kr 2) Omcirkel het element of het ion met het minste aantal elektronen Na + Ne F - Al 3+ O 3) Wat is het aantal elektronen van een ion met 5 protonen, 6 neutronen en lading +3? a) 2 b) 5 c) 8 d) 11 4) Een zwavelanion (Z = 16) is opgebouwd uit de volgende elementaire deeltjes: a) 16 elektronen, 16 neutronen en 14 protonen b) 18 elektronen, 16 neutronen en 18 protonen c) 16 elektronen, 16 neutronen en 16 protonen d) 18 elektronen, 16 neutronen en 16 protonen. 5) Waarom is de EN-waarde van N groter dan die van P? 3

4 6) Geef de eenheidsformule voor de volgende zouten (of ionenroosters) en bepaal ook telkens het verschil in EN-waarde: a) (Na,Br) b) (K,S) c) (Mg,O) d) (Al, S) e) (Al, Cl) 4

5 7) Zoek de formule van de volgende binaire zouten: a) Kaliumoxide b) Aluminiumbromide c) Calciumsulfide 8) Gegeven het skelet van enkele stoffen. Vervolledig de lewisstructuur. 5

6 9) Teken de lewisstructuur van de volgende moleculen: a) HNO 2 b) CS 2 c) CN - + d) NO 2 - e) N 3 10) Welke van de volgende elektronenverdeling is de belangrijkste lewisstructuur van distikstoftrioxide? Wat is het nadeel van de andere elektronenverdelingen? 11) De elektronenverdeling in het thiocyanaation wordt beschreven met resonantieconcept. Duid de verschillende elektronenverdelingen aan die als resonantievormen kunnen beschouwd worden. 12) Bespreek de stelling: In de moleculen waterstofchloride (HCl), water (H2O), ammoniak (NH3) en methaan (CH4), hier weergegeven in ball and stick voorstelling, hebben de valentie-elektronen van het centrale atoom een tetraëdrische schikking. 6

7 13) Leid de geometrie af van de onderstaande moleculen uit oefening 9. a) HNO 2 b) CS 2 c) CN - + d) NO 2 - e) N 3 14) Van welke van de volgende moleculen verwacht je dat ze polair zijn? a) BH 3 b) SiH 4 c) AsH 3 d) H 2S 7

8 4. Naamgeving zuivere stoffen 1) Bereken het OG van alle atomen in de onderstaande stoffen: a) SO 2 b) SO 3 2 c) Cl 2 d) Al(NO 3) 3 e) Ca(ClO 3) 2 f) Cr 2O 7 2-2) Welke oxidatiegetallen hebben de verschillende atomen in de onderstaande structuurformule? 8

9 5. Naamgeving anorganische verbindingen Naamgeving ternaire zuren (oxozuren) Formule Systematische naam Triviale naam Zuurrest Naam zuurrest H2CO3 Waterstofcarbonaat Koolzuur HCO 3 Waterstofcarbonaat-ion CO 3 2 Carbonaat-ion HNO3 Waterstofnitraat Salpeterzuur NO 3 Nitraat-ion HNO2 Waterstofnitriet Salpeterigzuur NO 2 Nitriet-ion H3PO4 Waterstoffosfaat Fosforzuur H 2 PO 4 Diwaterstoffosfaat-ion HPO 4 2 PO 4 3 H3PO3 Waterstoffosfiet Fosforigzuur H 2 PO 3 Diwaterstoffosfiet-ion HPO 3 2 PO 3 3 Monowaterstofosfaation Fosfaat-ion Monowaterstoffosfietion Fosfiet-ion H2SO4 Waterstofsulfaat Zwavelzuur HSO 4 Waterstofsulfaat-ion SO 4 2 Sulfaat-ion H2SO3 Waterstofsulfiet Zwaveligzuur HSO 3 Waterstofsulfiet-ion SO 3 2 Sulfiet-ion H2S2O3 Waterstofthiosulfaat Thiozwavelzuur HS 2 O 3 Waterstofthiosulfaat-ion S 2 O 3 2 Thiosulfaat-ion HClO4 Waterstofperchloraat Perchloorzuur ClO 4 Perchloraat-ion HClO3 Waterstofchloraat Chloorzuur ClO 3 Chloraat-ion HClO2 Waterstofchloriet Chlorigzuur ClO 2 Chloriet-ion HClO Waterstofhypochloriet Hypochlorigzuur ClO Hypochloriet-ion HBrO4 Waterstofperbromaat Perbroomzuur BrO 4 Perbromaat-ion 9

10 HBrO3 Waterstofbromaat Broomzuur BrO 3 Bromaat-ion HBrO2 Waterstofbromiet Bromigzuur BrO 2 Bromiet-ion HBrO Waterstofhypobromiet Hypobromigzuur BrO Hypobromiet-ion HIO4 Waterstofperjodaat Perjoodzuur IO 4 Perjodaat-ion HIO3 Waterstofjodaat Joodzuur IO 3 Jodaat-ion HIO2 Waterstofjodiet Jodigzuur IO 2 Jodiet-ion HIO Waterstofhypojodiet Hypojodigzuur IO Hypojodiet-ion 10

11 1) Vul onderstaande tabel aan: Formule Stofklasse Systematische naam Stocknotatie of triviale naam indien bestaande ijzer(ii)sulfaat P 2O 5 H 3PO 4 kaliumhypochloriet Aluminiumoxide CaCl 2 Mg(NO 3) 2 Mg(OH) 2 Au 2O 3 bariumcarbonaat zinknitriet Ba 3N 2 lood(ii)jodide As 2S 3 MnO 2 KClO 3 KNO 2 NaH 2PO 4 Tinoxide kaliumfosfiet Dikopersulfaat Natriumbromiet Ammoniumchloride kaliumwaterstofsulfaat Tin(VI)chloride 2) Extra oefeningen: instapcursus chemie J. Rijckaert p18 op onderstaande website: 11

12 6. Rekenen met atomen, moleculen en ionen 1) Bereken de relatieve massa van de onderstaande stoffen: a) (NH4)2SO4 b) CO3 2- c) 1000 moleculen zuurstofgas 2) Nalorphine (C 19H 21NO 3), een structuurverwant van morfine, wordt gebruikt om ontwenningsverschijnselen bij drugsverslaafden te bestrijden. Hoeveel gram nalorphine is 0,025 mol? 3) Titaandioxide (TiO 2) wordt gebruikt als wit pigment van verf. Hoeveel gram titaan is er in 0,10 mol titaandioxide? 12

13 4) Het molecule waarvan hieronder de structuurformule gegeven is, is nicotine. Bereken hoeveel mol en hoeveel moleculen in 100 mg zuiver nicotine aanwezig zijn. 5) Fluorapatiet (Ca 5F(PO 4) 3) is opgebouwd uit calciumionen (Ca ), fosfaationen (PO 4 ) en fluoride-ionen (F - ). a. Bereken het aantal mol fosfaationen in 1,0g zuiver fluorapatiet. b. Bereken het aantal calciumionen in 1,0g zuiver fluorapatiet. 13

14 6) De volgende vragen gaan over bismutmonowaterstofsulfiet Bi(HSO 3) 3. a) Hoeveel atomen zijn er in 1 molecule? b) Hoeveel waterstofatomen zijn er in 1 molecule? c) Hoeveel atomen zijn er in 1 mol? d) Hoeveel waterstofatomen zijn er in 1 mol? e) Hoeveel mol bismutmonowaterstofsulfiet is er in 4,00 gram? f) Hoeveel mol atomen is er in 4,00 gram? g) Hoeveel atomen zijn er in 4,00 gram? h) Hoeveel waterstofatomen zijn er in 2,00 gram? i) Hoeveel gram waterstof is er in 2,00 gram? 7) Je hebt 20 gram en 3, moleculen van een onbekende diatomische enkelvoudige zuivere stof. Bepaal de brutoformule van de onbekende stof. 14

15 7. Oplossingen 1) Bepaal de soort stof (zout, hydroxide of zuur) en stel de dissociatie- of ionisatievergelijking op in water. Ga ook na over veel of weinig ionen worden gevormd. a) Tin(IV)nitraat b) Natriumacetaat c) Waterstofbromide d) Waterstofcarbonaat e) Bariumhydroxide f) Kaliumsulfide 15

16 2) Hoeveel gram kaliumpermanganaat (KMnO 4) moet men afwegen om 0,500 liter van een 0,200 molaire oplossing te bereiden? 3) Men maakt een mengsel van 200 ml alcohol (C 2H 5OH, dichtheid = 0,79 g/ml) en 200 ml water (dichtheid = 1,00 g/ml). Bereken van elke component in het mengsel het massaprocent en de massaconcentratie. 4) 0,015 mol bariumhydroxide (Ba(OH) 2) is opgelost in 20 ml water. Tot welk volume moet die oplossing worden aangelengd om een 0,20 molaire oplossing van bariumhydroxide te maken? 16

17 5) Bereken de molariteit van een zwavelzuur-oplossing (H 2SO 4) met dichtheid 1,198 g/cm 3 en een massapercentage van 27,0%. 6) De dichtheid van een 6,79 molaire oplossing van natriumhydroxide (NaOH) in water is 1,24 g/ml. Bereken het massaprocent natriumhydroxide. 17

18 7) Wat is de finale concentratie in millimolair (mm) van een oplossing die bereid is door 380ml van een 0,48M oplossing te verdunnen tot 800ml? 8) Je hebt 53ml van een 1,5M oplossing, maar je hebt 0,8M oplossing nodig. Hoeveel ml van de 0,8M oplossing kan je maximaal maken? 9) Oxaalzuur (H 2C 2O 4) wordt opgelost in water en de oplossing aangelengd tot 100ml. 20ml van deze oplossing wordt aangelengd tot 500ml. De concentratie oxaalzuur in de laatste oplossing is 0,010 mol/l. Bereken hoeveel gram oxaalzuur opgelost werd. 18

19 8. De chemische reactie 1) Balanceer de onderstaande reacties a) ----FeBr H 2SO Fe 2(SO 4) HBr b) ----HSiCl H 2O ----H 10Si 10O HCl c) ----C 7H HNO C 7H 6(NO 2) H 2O d) ----C 5H 8O NaH HCl ----C 5H 12O NaCl 2) Bepaal de soort uitwisselingsreactie (neutralisatie-, gas- of neerslagreactie) en schrijf voor de onderstaande uitwisselingsreacties: - de stoffenreactie - de ionaire reactievergelijking - de netto ionaire reactievergelijking Zorg ervoor dat de reacties in balans zijn en geef de namen van de reactieproducten. a) waterstofnitraat + ammoniumhydroxide b) nikkel(ii)sulfaat + kaliumhydroxide 19

20 c) kaliumwaterstofcarbonaat + zoutzuur d) natriumnitriet + ammoniumsulfaat e) natriumhydroxide + hypochlorigzuur f) natriumhydroxide + lood(iv)nitraat 20

21 3) 3A + 5B 2C + 4D Hoeveel mol A en B zijn er nodig om 0,765 mol C te produceren? 4) Chroom(III)nitraat ontbindt bij hoge temperatuur in chroom(iii)oxide en de gassen stikstofdioxide en dizuurstof. Als er in die reactie 0,10 mol chroom(iii)oxide gevormd wordt, hoeveel mol stikstofdioxide en dizuurstof worden er dan gevormd? 5) Bereken hoeveel gram dizuurstof nodig is voor de volledige verbranding van 23g ethanol (CH 3CH 2OH). 21

22 6) Natriumchloraat wordt omgezet in natriumchloride. Bij deze reactie komt zuurstofgas vrij. a) Hoeveel gram zuurstofgas wordt geproduceerd uitgaande van 12 mol natriumchloraat? b) Hoeveel gram natriumchloride wordt geproduceerd als 80g zuurstofgas wordt geproduceerd? 7) Bereken hoeveel gram CaCl 2 wordt gevormd als 1,6l van een 0,250M HCl-oplossing aan 8,0g Ca wordt toegevoegd om dit metaal volledig weg te laten reageren. Ca + HCl CaCl 2 + H 2 22

23 8) Een tablet antacidum bevat magnesiumhydroxide als actief bestanddeel. Om al het magnesiumhydroxide in een tablet te neutraliseren is er 39ml van een 0,25 molaire waterstofchlorideoplossing nodig. Bereken hoeveel gram magnesiumhydroxide in de tablet aanwezig is. 9) Een oplossing bevat 5,00g bariumchloride. Bereken welk volume van een natriumsulfaatoplossing die 100g natriumsulfaat per liter bevat, minstens nodig is om bariumsulfaat volledig neer te slaan. 23

24 10) Vul onderstaande tabel aan: 3 Cu + 8 HNO 3 3 Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4 H 2O n o 0,3 mol 0,3mol Δn n e 11) Koper wordt gewonnen uit chalcoliet (koper(i)sulfide) via de volgende reacties: Reactie 1: 2Cu 2S + 3O 2 2 Cu 2O + 2SO 2 Reactie 2: Cu 2O + C 2Cu + CO Stel dat er 0,15 mol chalcoliet, 0,15 mol dizuurstof en 0,15 mol koolstof gebruikt worden en dat beide reacties volledig opgaan. a) Hoeveel mol koper wordt er verkregen? b) Welke reagentia en hoeveel mol van die reagentia blijft er over? 12) Hoeveel gram ijzer(ii)sulfide wordt er gevormd als 50g ijzer en 50g zwavel samen reageren? 24

25 13) Men voegt 125ml 0,35M kaliumchlorideoplossing bij 225ml 0,270M zilvernitraatoplossing. Bereken de massa zilverchloride die hierbij neerslaat. 14) Men brengt een overmaat ijzer in een beker die 250ml van een HCl-oplossing bevat. Deze zoutzuuroplossing heeft een concentratie van 33,0% (massaprocent) en een massadichtheid van 1,17 kg/l. Bereken het massaverlies t.g.v. het ontsnappende waterstofgas. Hoeveel ijzer zal er in reactie treden en wat zal het uiteindelijke massaprocent van het gevormde FeCl 2-oplossing zijn? 25

26 26

27 9. Chemisch evenwicht 1) Men brengt 0,06 mol zwaveldioxide en 0,03 mol dizuurstof in een vat van 1 l. Bij een bepaalde temperatuur is na instelling van het evenwicht 0,04 mol zwaveltrioxide aanwezig. Bereken evenwichtsconstante K. 2) Men brengt in een vat van 2 liter : 742,4 g HI + 1,20 g H ,4 g I 2. Men heeft bij evenwicht bij temperatuur T 127 g I 2. Bereken evenwichtsconstante K. H 2 + I 2 2 HI 27

28 3) 0,25 mol fosforpentachloride wordt in een ontgast reactievat van 5,0 liter gebracht en verwarmd. De stof ontbindt gedeeltekijk in fosfortrichloride en dichloor. Bij 535K zijn alle stoffen gasvormig en is er 0,15mol dichloor in het mengsel aanwezig. Bereken de evenwichtsconstante K. 4) Bereken de concentraties van alle componenten bij evenwicht voor de reactie H 2O(g) + Cl 2O(g) 2HOCl(g) wanneer gestart wordt met 1,0g H 2O en 2,0g Cl 2O in een fles van 1 liter. K voor deze reactie bij 25 C is 0,

29 5) In een vat van 1 l brengt men 0,5 mol A + een hoeveelheid B. A + B AB. Bij evenwicht heeft men 0,1 mol AB. K = 5 bij temperatuur T. Bereken de beginconcentratie van B. 6) X Y + 2 Z. K = 0,01 bij temperatuur T. Eén liter oplossing van X wordt op temperatuur T gebracht zodat Y en Z ontstaan. Bij evenwicht is er nog 0,4 mol X aanwezig. Bereken de evenwichtsconcentraties van Y en Z. 29

30 10. Zuren en basen 1) Herhaling: Schrijf de ionisatie/dissociatiereactie van het onderstaande Arrheniuszuur (puntje a) en de Arrheniusbase (puntje b) in water. Geef in puntje c de stoffenvergelijking van de zuur-base (neutralisatie)reactie tussen de beide stoffen. a) Waterstofsulfaat b) Bariumhydroxide c) Zuur-base reactie: 2) Welke van de onderstaande deeltjes kunnen zich gedragen als een brönstedzuur, als een brönstedbase, als amfolyt, of noch zuur noch base? Geef ook telkens het geconjugeerde zuur-en/of basedeeltje. zuur, base, amfolyt of noch zuur noch base geconjugeerde zuur-en/of basedeeltje HNO 3 HCO 3 - OH - KCl HClO F - 30

31 3) Vervolledig de onderstaande protolysereacties. Duid telkens zuur, base, geconjugeerd zuur en geconjugeerde base aan. a) H 2O + SO 4 2- b) HSO CO 3 2- c) HPO NH 4 + d) HF + NH 3 e) CH 3COO - + HCN f) H 3PO 4 + H 2O g) PO H 2O 31

32 32

33 4) Vul onderstaande tabel in zonder gebruik van de tabel p32. K z of K b HCN Kz = 5, pk z of pk b Sterke, zwakke of zeer zwakke zuren en basen. H 2 PO 3 - Kb = 6, H 2S pkz = 7,24 NO 3 - pkb = 16 HI pkz = -9 5) Vul de volgende zuur-base reacties aan en noteer één van de pijlen, of naar gelang van de ligging van het evenwicht. Noteer ook de formule van de zuur/baseconstante Kz/b. Zuur + base, of geconjugeerde geconjugeerd base + zuur Kz HNO 3 + H 2O H 3PO 4 + H 2O OH - + H 2O Base + zuur, of geconjugeerd zuur + geconjugeerde base Kb H 2PO H 2O O 2- + H 2O Br - + H 2O 33

34 6) Bij 25 C is er 0,01M NH 3-oplossing voor 4,1% geïoniseerd in water. Bereken de evenwichtsconcentraties van OH -, NH 4 + en NH 3. Bereken ook de baseconstante Kb. 7) Bereken hoeveel percentage van een 1,0M waterstofcyanide zal ioniseren in water. De zuurconstante Kz van waterstofcyanide bedraagt 5,

35 8) De concentratie van H 3O + -ionen bedraagt 1, M in een 0,020M benzoëzuuroplossing (HC 7H 5O 2). Bereken de pk z waarde van het benzoëzuur. 9) Welke concentratie ammoniak is nodig om een OH - concentratie van 1, M te bekomen? pk b (NH 3) = 4,75. 35

36 10) Vul onderstaande tabel in: [H 3O + ] e [OH - ] e ph poh Zure, basische of neutrale oplossing 2,4 3,8 1, mol/l 8, mol/l 11) Bereken de ph als we 0,30g HCl oplossen in 150ml water. 12) De ph van een NaOH-oplossing is 14,0. Hoeveel g NaOH bevat deze oplossing? 36

37 13) In 2,0 l Ba(OH) 2-oplossing bevindt zich 3,42 g Ba(OH) 2. Bereken de poh en [H 3O + ] 14) Een HNO 3-oplossing vertoont een ph-waarde van 0,65. Bereken de HNO 3- concentratie. 15) Bereken de ph als 10 g zwavelzuur aangelengd wordt met water tot 600 ml oplossing. Bereken ook de ph als deze oplossing verdund wordt tot 1,5 liter oplossing. 37

38 16) Bereken de ph en de poh van een waterige oplossing die een concentratie aan HCl heeft van 0,035M en een concentratie van HBr van 0,045M. 17) Aan 150ml HI-oplossing met ph=3,8 wordt 50 ml HCl-oplossing met ph = 1,2 toegevoegd. Bereken de ph van het mengsel. 38