Tid: 90 minuter
Tillåtna hjälpmedel: Miniräknare, dator med Inspera, medföljande periodiskt system (kan ryckas loss).
Svaren till beräkningsuppgifterna ska vara avrundade till ett lämpligt antal gällande siffror, och anges med korrekt enhet.
Hoppa direkt till …
Del I. Flervalsfrågor
Tips 1: Läs igenom alla svarsalternativen innan du bestämmer dig för vilket alternativ som är korrekt.
Tips 2: Om det är någon eller några frågor som du inte kan lösa direkt eller nästan direkt, så hoppa över dem så länge. Återkom till de frågorna senare, så vet du hur mycket tid du kan disponera på dem.
- Vilket av nedanstående är ett viktigt storskaligt användningsområde för ammoniak? Ringa in ett alternativ. (1p)
- Som det primära bränslet i de flesta moderna jetmotorer för flygplan på grund av dess höga energiinnehåll.
- Som råvara vid tillverkning av konstgödsel.
- Vid framställning av vanliga plaster som polyeten och polypropen genom polymerisation av eten och propen.
- Som det huvudsakliga lösningsmedlet i vattenbaserade färger och lacker för att de ska torka snabbare.
- När salpetersyra, HNO3, löses i vatten sker en protolysreaktion. Vilken av nedanstående reaktionsformler beskriver protolysreaktionen korrekt? Ringa in ett alternativ. (1p)
- HNO3 + H2O → H3O+ + NO\(_3^-\)
- HNO3 \(\xrightarrow[]{[\mathrm{H_2O}]}\) H+ + NO\(_3^-\)
- HNO3 + NO\(_3^-\) → 2H2O + 2NO2
- 2HNO3 → H2 + N2 + 3O2
- Om 1,0 mol saltsyra neutraliseras fullständigt med natriumhydroxidlösning, hur stor substansmängd natriumhydroxid krävs? Ringa in ett alternativ. (1p)
- 1,0 mol
- 1,5 mol
- 2,0 mol
- 0,5 mol
- Om du tar 50 ml av en sockerlösning med koncentrationen 0,50 M och tillsätter 150 ml rent vatten, vad blir sockerlösningens nya koncentration? Ringa in ett alternativ. (1p)
- 0,125 M
- 0,167 M
- 0,250 M
- 0,500 M
- Vilken av följande kombinationer är korrekt avseende syrans eller basens styrka? Ringa in ett alternativ. (1p)
- NaOH – svag bas, HNO3 – svag syra
- CH3COOH – svag syra, NH3 – svag bas
- H2SO4 – stark syra, CH3COOH – stark syra
- HCl – svag syra, NH3 – stark bas
- Vilken är den korrekta kemiska formeln för järn(III)sulfat? Ringa in ett alternativ. (1p)
- Fe2(SO4)3
- FeSO4
- Fe3(SO4)2
- Fe(SO4)2
- Om en kemisk reaktion har ett procentuellt utbyte på 95 %, vad innebär det? Ringa in ett alternativ. (1p)
- Att reaktionen skedde 95 % snabbare än förväntat.
- Att 95 % av reaktanterna inte reagerade alls.
- Att 95 % av den teoretiskt möjliga mängden produkt faktiskt erhölls.
- Att 5 % av den teoretiskt möjliga mängden produkt bildades.
- En kemist löser 4,86 gram natriumklorid (NaCl) i tillräckligt med vatten för att få en total volym på 0,500 dm3. Vilken blev lösningens koncentration? 1
- 71,1 mol/dm3
- 9,72 mol/dm3
- 24,0 mol/dm3
- 0,166 mol/dm3
- Butandisyra är en svag syra med summaformeln C4H6O4. Vilken är butandisyrans empiriska formel? Ringa in ett alternativ. (1p)
- C2H3O2
- CH3O
- CH2O
- C2H4O2
- Vad innebär ett högt pH-värde (till exempel pH = 12) för en vattenlösning? Ringa in ett alternativ. (1p)
- Att lösningen är starkt sur med en mycket hög koncentration av oxoniumjoner (H3O+).
- Att lösningen är basisk och har en hög koncentration av hydroxidjoner (OH–).
- Att lösningen är en buffert som kan motstå stora förändringar i vätejonkoncentrationen.
- Att lösningen är exakt neutral, med lika stora koncentrationer av H3O+ och OH–.
- Vilken av följande metaller är minst benägen att oxideras? Ringa in ett alternativ. (1p)
- Guld (Au)
- Magnesium (Mg)
- Järn (Fe)
- Zink (Zn)
- I ett försök låter man 1 mol metan reagera med 1 mol syrgas enligt följande formel:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
Hur många mol vatten bildas maximalt? Ringa in ett alternativ. (1p)- 4 mol
- 2 mol
- 1 mol
- mindre än 1 mol
- Vid en viss kemisk reaktion har produkterna en lägre total entalpi (energiinnehåll) än reaktanterna. Vilken typ av reaktion är detta, och vad händer med energiskillnaden? Ringa in ett alternativ. (1p)
- Det är en exoterm reaktion; energiskillnaden frigörs till exempel som värme eller ljus till omgivningen.
- Det är en fotokemisk reaktion; energiskillnaden avges som elektroner.
- Det är en reaktion i jämvikt; ingen nettoenergiförändring sker.
- Det är en endoterm reaktion; energiskillnaden måste tillföras från omgivningen.
- Vad händer om man blandar jod (I2) med en lösning av kloridjoner (Cl–)? Ringa in ett alternativ. (1p)
- Joden reduceras till jodidjoner medan kloridjonerna förblir oförändrade i lösningen.
- En mycket våldsam och exoterm reaktion sker omedelbart, med gasutveckling.
- Ingen märkbar redoxreaktion sker.
- Joden oxiderar lätt kloridjonerna till klorgas, och en intensiv reaktion observeras.
- I en viss galvanisk cell används magnesium och silver som elektroder i lösningar av magnesiumnitrat och silvernitrat. Vid vilken elektrod sker det en reduktion, och vilken pol är denna elektrod? Ringa in ett alternativ. (1p)
- Reduktion vid magnesiumelektroden; magnesium utgör den positiva polen.
- Oxidation vid magnesiumelektroden; magnesium utgör den positiva polen.
- Oxidation vid silverelektroden; silver utgör den negativa polen.
- Reduktion vid silverelektroden; silver utgör den positiva polen.
- Vilket oxidationstal har vanadin (V) i vanadatjonen, ? Ringa in ett alternativ. (1p)
- +VI
- +II
- +V
- +III
- När en gas löser sig i vatten frigörs oftast en liten mängd energi (processen är exoterm). Vad säger detta oss om de intermolekylära bindningarna som bildas? Ringa in ett alternativ. (1p)
- Processen kräver energi, vilket är anledningen till att vatten blir iskallt när man blåser bubblor i det.
- Det krävs mer energi att bryta bindningarna mellan vattenmolekylerna än vad som frigörs när gasen binds till vattnet.
- Energi frigörs när de svaga intermolekylära bindningarna mellan gasen och vattnet uppstår.
- De nya bindningarna mellan gasen och vattnet är starkare än de kovalenta bindningarna inuti gasmolekylen.
Del II. Frågor som bara kräver ett kort svar (ett ord eller 1–2 meningar)
- I en viss lösning är [H3O+] = 1,25 · 10–4
- Beräkna lösningens pH. Endast svar behöver anges. (1p)
- Till lösningen sätts några droppar fenolftalein. Vad kommer man att se i lösningen då? (1p)
- Du har två bägare, A och B. I bägare A finns det en lösning av tennklorid, SnCl2(aq). I den för du ner en bit aluminium. I bägare B finns det en lösning av aluminiumklorid, AlCl3(aq). I den för du ner en bit tenn.
I den elektrokemiska spänningsserien står tenn längre till höger än vad aluminium gör. I vilken bägare sker det en reaktion? Förklara genom att skriva den balanserade reaktionsformeln för den redoxreaktion som sker. Du behöver inte ha med åskådarjonerna, men du ska ha med aggregationstillstånden. (2p) - Nästan all bärbar elektronik drivs numera av litiumjonbatterier. När ett litiumjonbatteri laddas reduceras litiumjoner lösta i ett organiskt lösningsmedel, Li+(org), till litiummetall löst i en grafitelektrod, vilket kan skrivas LiC6(s). Den andra elektroden består vanligen av jonföreningen litiumjärn(II)fosfat, LiFePO4(s).
Vid uppladdningen sker följande redoxprocesser:
Oxidation: LiFePO4(s) → FePO4(s) + Li+
Reduktion: Li+(org) + e– + C6(s) → LiC6(s)
Redox: LiFePO4(s) + C6(s) → FePO4(s) + LiC6(s)- Vilket eller vilka atomslag oxideras när batteriet laddas upp? Du behöver endast ange den kemiska symbolen. (1p)
- Litiumjonerna i batteriet måste vara lösta i ett organiskt lösningsmedel, Li+(org). Förklara kortfattat varför de inte kan vara lösta i vatten i batteriet. (1p)
Del III. Utredande frågor
- Det vita färgämnet litopon, som bland annat används i vattenbaserad målarfärg, är en blandning mellan zinksulfid och bariumsulfat. Det framställs genom följande reaktion:
BaS(aq) + ZnSO4(aq) → ZnS(s) + BaSO4(s)
Beräkna den massa litopon som maximalt kan bildas om man blandar 275 ml 0,350 M bariumsulfidlösning med 325 ml 0,280 M zinksulfatlösning. (4p + 3p) - Nedanstående diagram visar hur temperaturen förändras när is upphettas och smälter, och hur det flytande vattnet kokar och förångas.
I bilden finns det två platåer. Förklara så utförligt och nyanserat som möjligt med utgångspunkt i kemisk bindning och energiomsättning varför det är en platå kring 0 °C när isen smälter. (3p) - Permanganatjoner (MnO\(_4^-\)) kan oxidera sulfitjoner (till sulfatjoner (SO\(_4^{2-}\)) i sur lösning. Det sker enligt nedanstående (obalanserade) formel:
MnO\(_4^-\) + SO\(_3^{2-}\) → Mn2+ + SO\(_4^{2-}\)
Balansera reaktionsformeln med minsta möjliga heltalskoefficienter. Endast svar behöver anges. (1p)
Facit
Betygsgränser
| Max: | 34 |
| Medel: | 26,6 |
| E: | 13 |
| D: | 19 |
| C: | 25 |
| B: | 27 |
| A: | 30 |
Del I. Flervalsfrågor
- b
- a
- a
- a
Lösning
\[\begin{aligned}c_1V_1 &= c_2V_2 \\ c_2 &= \frac {c_1V_1}{V_1} = \frac {0,50\mathrm{M} \cdot 50\mathrm{ml}}{(150 + 50)\mathrm{ml}} = 0,125\mathrm{M}\end{aligned}\] - b
- a
- c
- d
Lösning
\[\begin{aligned}c_\mathrm{NaCl} &= \frac {n_\mathrm{NaCl}}{V} = \frac {\frac {m_\mathrm{NaCl}}{M_\mathrm{NaCl}}}{V} = \frac {\frac {4,86\mathrm{g}}{(22,99 + 35,45)\mathrm{g/mol}}}{0,500\mathrm{dm^3}} = \\ &= 0,16632444\mathrm{mol/dm^3}≈ 0,166\mathrm{mol/dm^3}\end{aligned}\] - a
- b
- a
- c
- a
- c
- d
- c
- c
Del II. Frågor som bara kräver ett kort svar (ett ord eller 1–2 meningar)
- pH = 3,90
- Lösningen förblir färglös.
- 2Al(s) + 3Sn2+ (aq) → 2Al3+(aq) + 3Sn(s)
Bedömning
+1p – Eleven visar i reaktionsformeln att aluminium oxideras och tennjoner reduceras.
+1p – Eleven skriver en korrekt formel för redoxreaktionen. - Fe
Förklaring: Fe2+ oxideras till Fe3+. - I reduktionen bildas litiummetall, Li, som reagerar kraftigt med vatten.
- Fe
Del III. Frågor som kräver ett utredande svar
- Lösning
\[\begin{aligned} n_\mathrm{BaS} &= c_\mathrm{BaS} \cdot V_\mathrm{BaS} = 0,350\mathrm{mol/dm^3} \cdot 0,275\mathrm{dm^3} = 0,09625\mathrm{mol} \\ n_\mathrm{ZnSO_4} &= c_\mathrm{ZnSO_4} \cdot V_\mathrm{ZnSO_4} = 0,280\mathrm{mol/dm^3} \cdot 0,325\mathrm{dm^3} = 0,091\mathrm{mol}\end{aligned}\]
Substansmängden ZnSO4 är begränsande. Eftersom molförhållandena är 1:1 hela vägen, kommer det att bildas 0,091 mol ZnS och 0,091 mol BaSO4.
\[\begin{aligned}m_\mathrm{ZnS} &= n_\mathrm{ZnS} \cdot M_\mathrm{ZnS} = 0,091\mathrm{mol} \cdot (65,4+32,1)\mathrm{g/mol} = \\ &= 8,8725\mathrm{g} \\ m_\mathrm{BaSO_4} &= n_\mathrm{BaSO_4} \cdot M_\mathrm{BaSO_4} = \\ &= 0,091\mathrm{mol} \cdot (137,3+32,1+16,0 \cdot 4)\mathrm{g/mol} = 21,2394\mathrm{g} \\ m_\mathrm{tot} &= m_\mathrm{ZnS} + m_\mathrm{BaSO_4} = 8,8725\mathrm{g} + 21,2394\mathrm{g} = 30,1119\mathrm{g} ≈ \\ &≈ 30,1\mathrm{g}\end{aligned}\]
Bedömning
+0,5p – Eleven beräknar \(n_\mathrm{BaS}\) korrekt.
+0,5p – Eleven beräknar \(n_\mathrm{BaSO_4}\) korrekt.
+1p – Eleven identifierar \(n_\mathrm{BaSO_4}\) korrekt som begränsande reaktant
+0,5p – Eleven beräknar \(m_\mathrm{BaS}\) korrekt.
+0,5p – Eleven beräknar \(m_\mathrm{BaSO_4}\) korrekt.
+1p – Eleven beräknar \(m_\mathrm{tot}\) korrekt.
Bedömning, språk och kommunikation
+1p – Eleven redovisar sina beräkningar på ett godtagbart sätt.
+1p – Eleven redovisar sina beräkningar utifrån två av punkterna nedan.
* Svaret anges med korrekt enhet.
* Svaret är avrundat till ett lämpligt antal värdesiffror.
* Minst en enhet som inte anges i uppgiften redovisas i beräkningarna.
+1p – Eleven redovisar sina beräkningar utifrån alla tre punkterna ovan. - 0 °C är vattnets smältpunkt. När isen upphettas bryts vätebindningar mellan vattenmolekylerna. Detta är en endoterm process, vilket betyder att värmeenergin tas upp (används för att bryta vätebindningarna) istället för att upphetta reaktionsblandningen.
Bedömning
E – Eleven beskriver förloppet med viss säkerhet genom att motivera utifrån en av punkterna nedan.
* (Väte)bindningar bryts
* Smältning är en endoterm process
* Värmeenergin tas upp (omvandlas till kemisk energi)
C – Eleven beskriver förloppet med viss säkerhet genom att motivera utifrån två av punkterna ovan.
A – Eleven beskriver förloppet med säkerhet genom att motivera utifrån alla tre av punkterna ovan, samt att det är vätebindningar som bryts. - 2MnO\(_4^-\) + 5SO\(_3^{2-}\) + 6H+ → 2Mn2+ + 5SO\(_4^{2-}\) + 3H2O
Lösning
\[\underbrace{2\overset{\text{+VII}}{\text{Mn}}\text{O}_4^- + 5\overset{\text{+IV}}{\text{S}}\text{O}_3^{2-}}_{12-} + 6\text{H}^+ \rightarrow \underbrace{2\overset{+\text{II}}{\text{Mn}^{2+}} + 5\overset{+\text{VI}}{\text{S}}\text{O}_4^{2-}}_{6-} + 3\text{H}_2\text{O}\]
