bij dit examen
Meerkeuzevragen
Schrijf alleen de hoofdletter van het goede antwoord op.
Open vragen
− Geef niet méér antwoorden dan er worden gevraagd. Als er
bijvoorbeeld twee redenen worden gevraagd, geef er dan twee en niet
méér. Alleen de eerste twee redenen kunnen punten opleveren.
− Vermeld altijd de berekening, als een berekening gevraagd wordt. Als
een gedeelte van de berekening goed is, kan dat punten opleveren.
Een goede uitkomst zonder berekening levert geen punten op.
− Geef de uitkomst van een berekening ook altijd met de juiste eenheid.
opgave 1Gasontsnapping
Jan leest op Twitter het volgende bericht: Gasontsnapping bij ExxonMobil in het Botlekgebied. Het petrochemische bedrijf ExxonMobil is deels ontruimd vanwege de lekkage van waterstof. De gasontsnapping bij de raffinaderij … naar: https://twitter.com
11pWelke algemene naam is van toepassing op waterstof?
edelgas
halogeen
metaal
niet-metaal
22pGeef aan de hand van Binas een reden voor de ontruiming van het bedrijf.
Vermeld daarbij het nummer van de tabel waarop je je antwoord baseert.
Noteer je antwoord als volgt:
Binas-tabel nummer: …
reden: …
Het petrochemische bedrijf verwerkt aardolie tot brandstoffen, waarbij aanwezige zwavelverbindingen moeten worden verwijderd. Bij de verbranding van zwavelverbindingen ontstaan namelijk reactieproducten die negatieve effecten op het milieu hebben. Bij het verwijderen van zwavelverbindingen wordt waterstofgas gebruikt.
31pWelke scheidingsmethode wordt gebruikt bij het verwerken van aardolie
tot brandstoffen?
destilleren
extraheren
filtreren
indampen
41pEen voorbeeld van een brandstof is benzine.
Geef de naam van twee andere brandstoffen die uit aardolie kunnen
worden verkregen.
Een voorbeeld van een zwavelverbinding die uit brandstof moet worden verwijderd, is thiofeen (C H S). Bij de volledige verbranding van thiofeen 4 4 ontstaan koolstofdioxide, water en zwaveldioxide, waardoor bijvoorbeeld zure regen kan worden veroorzaakt.
53pGeef de vergelijking van de volledige verbranding van thiofeen.
61pWelk van de onderstaande zuren kan in het milieu uit de
verbrandingsproducten van thiofeen ontstaan?
salpeterzuur
waterstofchloride
waterstofperoxide
zwavelzuur
Thiofeen reageert met waterstofgas volgens onderstaande, nog onvolledig weergegeven, vergelijking. Eén formule en de coëfficiënt ervan ontbreken. C H S + … … C H + H S (reactie 1) 4 4 4 6 2 De gevormde H S wordt in het bedrijf omgezet tot zwavel volgens: 2 2 H S + O 2 S + 2 H O (reactie 2) 2 2 2 De ontstane zwavel wordt vervolgens uit de brandstof afgescheiden.
71pWelke gegevens ontbreken in de vergelijking van reactie 1?
A 2 H
B 2 H+
C 2 H2
D 4 H
E 4 H+
F 4 H2
81pGeef de rationele naam van H2S.
92pBereken hoeveel kg zwavel maximaal kan ontstaan uit 15 kg thiofeen.
Jan leest bovenstaande informatie en tekent aan de aantal moleculen hand van de vergelijking O 2 van reactie 2 een diagram. Hij gaat er hierbij van uit dat H O 2 alle beginstoffen volledig worden omgezet. Dit S diagram is hiernaast weergegeven. Helaas heeft Jan zich H S vergist: niet alle lijnen zijn 2 tijd (sec) juist.
102pVan welke stof(fen) is de lijn in het diagram van Jan onjuist?
Neem onderstaande tabel over en kies steeds uit 'juist' of 'onjuist'.
opgave 2Kunstmest
112pEen stof die gebruikt wordt als stikstofbron is ammoniumnitraat.
Geef de formule van ammoniumnitraat.
121p'Superfosfaat' is een kunstmest die de atoomsoort fosfor bevat.
Deze kunstmest bestaat onder andere uit Ca(H2PO4)2, dat is opgebouwd
uit calciumionen en diwaterstoffosfaationen.
Wat is de formule van het diwaterstoffosfaation?
PO
4–
PO
42–
PO
43–
PO
44–
Hieronder staat een deel van het etiket van een flesje POKON® UNIVERSEEL PLANTENVOEDSEL. Dit plantenvoedsel bestaat uit een mengsel van meststoffen waarin onder meer de atoomsoorten stikstof, fosfor en kalium voorkomen. Ook zijn er kleine hoeveelheden verbindingen van andere atoomsoorten in aanwezig (micronutriënten). POKON® UNIVERSEEL PLANTENVOEDSEL EG MESTSTOF Oplossing van NPK-meststoffen Micronutriënten oplosbaar in water: met micronutriënten. 0,02% boor; 0,004% koper; 7% stikstof totaal 0,04% ijzer; 0,02% mangaan; 2,9% nitraatstikstof 0,002% molybdeen; 0,004% zink. 1,8% ammoniumstikstof 2,3% ureumstikstof Buiten bereik van kinderen bewaren. 3,0% in water oplosbaar P O 2 5 Inhoud 500 mL; 710 g 7,0% in water oplosbaar K O 2
131pWat is de notatie van de oplosbare zinkdeeltjes die in POKON
UNIVERSEEL PLANTENVOEDSEL aanwezig zijn?
Sn
(aq)
Sn
2+ (aq)
Zn
(aq)
Zn
2+ (aq)
Op het etiket staat vermeld dat het plantenvoedsel 7,0% K O zou 2 bevatten. Hiermee wordt bedoeld dat een hoeveelheid van 100 gram plantenvoedsel net zoveel K+ bevat als 7,0 gram K O. 2 Er is dus niet werkelijk K O aanwezig in het plantenvoedsel. Dit kan 2 namelijk niet, omdat deze stof reageert met water. De vergelijking van deze zuur-basereactie is: H O + K O 2 OH– + 2 K+ (reactie 1) 2 2 naar: https://nl.wikipedia.org/wiki/Kunstmest
143pBereken hoeveel gram kaliumionen aanwezig is in het flesje POKON
.
Gebruik hierbij ook de informatie op het etiket.
151pWelk deeltje reageert in reactie 1 als base?
A H2O
B K+
C K2O
OH
– 161pWordt bij het optreden van reactie 1 de pH van de vloeistof hoger, lager of
blijft deze gelijk?
de pH wordt lager
de pH blijft gelijk
de pH wordt hoger
opgave 4Ammoniakcentrale
De meeste elektriciteitscentrales produceren elektriciteit uit energie (warmte) die vrijkomt bij de verbranding van fossiele brandstoffen, zoals aardgas (methaan). Er bestaan ook centrales die de energie uit wind of van de zon gebruiken voor het opwekken van elektriciteit. De hoeveelheid energie uit deze bronnen is echter niet constant. Daarom wordt onderzocht of een tijdelijk teveel aan energie kan worden gebruikt om ammoniak (NH ) te maken, die op een later moment kan worden 3 verbrand. Wanneer er bijvoorbeeld weinig zon is, kan extra elektriciteit worden geproduceerd uit de verbrandingswarmte van ammoniak.
251pGeef de naam van een andere fossiele brandstof dan aardgas.
261pBij de volledige verbranding van aardgas ontstaat een stof die ook
ontstaat bij de volledige verbranding van ammoniak.
Geef de formule van deze stof.
Ammoniak kan worden geproduceerd door een reactie van stikstof met
waterstof. Voor het verkrijgen van stikstof en waterstof is veel energie
nodig, waarvoor het teveel aan windenergie of zonne-energie kan worden
gebruikt. De stikstof wordt uit de lucht gehaald (ruimte
I) en de waterstof
ontstaat door elektrolyse van water (ruimte II). Het gevormde ammoniak
(ruimte III) wordt vloeibaar gemaakt en opgeslagen. Bij de verbranding
van ammoniak (ruimte IV) komt energie vrij, die uiteindelijk wordt
omgezet tot elektriciteit. Deze processen zijn hieronder schematisch en
vereenvoudigd weergegeven.
273pGeef de reactievergelijking voor de vorming van ammoniak (regel 1 en 2).
281pIn enkele ruimtes vindt zowel een scheiding als een reactie plaats.
Maar in één van de ruimtes vindt alleen een scheiding plaats.
Welke ruimte is dit?
ruimte
I
ruimte II
ruimte III
ruimte IV
291pUit ruimte I wordt een gasmengsel geleid (gasmengsel A).
Geef de naam van het hoofdbestanddeel van gasmengsel A.
301pGeef de formule van stof X die ontstaat bij het proces in ruimte II.
312pAmmoniak wordt vloeibaar gemaakt en opgeslagen.
Neem onderstaande tabel over en geef aan of de genoemde gegevens
'wel' of 'niet' veranderen wanneer een bepaalde hoeveelheid
ammoniakgas wordt omgezet tot een vloeistof.
Het gebruik van ammoniak als opslagmiddel voor energie heeft ook nadelen. Ammoniak is giftig en bij de verbranding (ruimte IV) kunnen stikstofoxiden worden gevormd. Daarom moet gasmengsel C worden behandeld. Een methode hiervoor is om de gassen te laten reageren met ammoniak. Hierbij ontstaan uit de stikstofoxiden weer stikstof en water. Eén van de reacties die hierbij optreedt, is hieronder onvolledig weergegeven: … NH + … NO + O … N + … H O 3 2 2 2
321pNeem de onvolledige vergelijking uit het tekstblok over en vul de vier
ontbrekende coëfficiënten aan.
331pDe reactieproducten van deze behandeling van gasmengsel C kunnen
mogelijk worden gescheiden en teruggeleid naar verschillende ruimtes.
Welke ruimtes zijn dat? Maak gebruik van het blokschema op
bladzijde 10.
ruimte II en ruimte III
ruimte II en ruimte IV
ruimte III en ruimte IV
opgave 5De geest van Aladin
Een docent vertelt het sprookje van Aladin die over een toverlamp wreef, waardoor een geest uit deze lamp verscheen. Terwijl hij vertelt, heeft de docent een 'toverlamp' in zijn hand waar hij overheen wrijft. Maar er gebeurt niets. Harder wrijven helpt niet. Dan opent hij de deksel van zijn toverlamp en roept: "Geest, wel even meewerken, hè!" Hij doet snel de deksel weer op de lamp en wrijft weer. Vrijwel meteen verschijnt er een grote wolk. "Kijk, de geest van Aladin!" Voordat de les begon, heeft de docent de toverlamp gemaakt volgens onderstaand voorschrift: Vul een 'toverlamp' met 50 mL waterstofperoxide-oplossing (H O ). 2 2 Doe een spatel mangaan(IV)oxide in filtreerpapier en vouw dit tot een pakketje. Knoop een touwtje om het pakketje en hang het pakketje boven de vloeistof in de toverlamp. Klem het touwtje vast onder de deksel van de toverlamp.
342pDe gebruikte vloeistof is een oplossing.
Neem onderstaande tabel over en geef aan of de genoemde
kenmerken 'wel' of 'niet' van toepassing zijn op een oplossing.
351pDe gebruikte oplossing heeft een gehalte waterstofperoxide van
15 volumeprocent.
Bereken hoeveel mL waterstofperoxide de toverlamp bevat.
361pGeef de formule van mangaan(IV)oxide.
Wanneer de docent de deksel opent, valt het pakketje in de oplossing. Het mangaan(IV)oxide is een katalysator voor de ontleding van waterstofperoxide tot water en zuurstof. Bij de reactie komt warmte vrij waardoor waterdamp ontstaat. Buiten de toverlamp vormt zich een nevel (de wolk) doordat de waterdamp daar afkoelt.
372pGeef de vergelijking van de ontleding van waterstofperoxide.
382pWater ondergaat na het openen van de deksel achtereenvolgens twee
fase-overgangen.
Geef de namen van deze fase-overgangen.
Noteer je antwoord als volgt:
− eerst: …
− dan: ….
391pOp een bepaald moment stopt de ontleding.
Wat kan hiervan de oorzaak zijn?
Er is geen mangaan(IV)oxide meer.
Er is geen waterstofperoxide meer.
Er is waterdamp ontsnapt.
Er is zuurstof ontstaan.
De docent voert vervolgens twee proeven uit. Hij gebruikt bij beide proeven 50 mL van een 15 volumeprocent waterstofperoxide-oplossing. Proef I: Hij voegt eerst een spatelpunt mangaan(IV)oxide toe aan de oplossing en meet voortdurend proef II volume het aantal mL zuurstof dat zuurstof vrijkomt. (mL) Proef II: Hij herhaalt proef I, maar gebruikt nu een theelepel mangaan(IV)oxide. proef I De resultaten van de twee proeven zijn in het diagram hiernaast weergegeven. tijd (sec)
402pEen leerling trekt na afloop van beide proeven een aantal conclusies:
1 De hoeveelheid katalysator heeft invloed op de totale hoeveelheid
zuurstof die vrijkomt.
2 Hoe meer katalysator wordt toegevoegd, hoe sneller de reactie is
afgelopen.
3 Tijdens de proef neemt de reactiesnelheid af.
Geef voor elke conclusie aan of deze 'juist' of 'onjuist' is.
Noteer je antwoord als volgt:
− conclusie 1: …
− conclusie 2: …
− conclusie 3: …
opgave 6Sprinkler
Een sprinklerinstallatie is een brandblusinstallatie met sprinklers (sproeikoppen) aan het plafond. In elke sprinkler is een smeltzekering aanwezig die de watertoevoer afsluit. Bij een brand zullen deze smeltzekeringen, als gevolg van de warmte, smelten en vervormen. De sprinklers gaan dan water sproeien, waardoor de brand wordt geblust. naar: http://www.explainthatstuff.com
412pBij het blussen van een brand worden verbrandingsvoorwaarden
weggenomen.
Geef de drie verbrandingsvoorwaarden.
421pAan bluswater worden soms stoffen toegevoegd die schuim veroorzaken.
Waaruit bestaat dit schuim?
een gas, fijn verdeeld in een vloeistof
een gas, fijn verdeeld in een vaste stof
een vaste stof, fijn verdeeld in een gas
een vaste stof, fijn verdeeld in een vloeistof
een vloeistof, fijn verdeeld in een gas
een vloeistof, fijn verdeeld in een vaste stof
De smeltzekering kan bestaan uit een legering. Een voorbeeld van een legering die wordt gebruikt in sprinklers is Woodsmetaal. Woodsmetaal is een bijzonder mengsel. Het heeft namelijk een smeltpunt (341 K). In tabel 1 zijn de samenstelling van Woodsmetaal en enkele bijbehorende gegevens weergegeven. tabel 1 metaal massapercentage (%) atoommassa (u) smeltpunt (K) bismut 50 209 544 lood 25 207,2 600 tin 12,5 118,7 505 cadmium 12,5 112,4 594
431pBij brand komt warmte vrij, waardoor Woodsmetaal zal smelten.
Welk van onderstaande diagrammen geeft het temperatuurverloop bij het
smelten van Woodsmetaal weer?
diagram
I
diagram II
diagram III
diagram IV
442pEen bepaalde smeltzekering van Woodsmetaal bevat 0,48 gram lood.
Bereken de totale massa van deze smeltzekering in gram.
451pBevat Woodsmetaal meer of minder tinatomen dan cadmiumatomen of
zijn dit er evenveel?
minder tinatomen dan cadmiumatomen
evenveel tinatomen als cadmiumatomen
meer tinatomen dan cadmiumatomen
462pEen sprinkler is veiliger wanneer de smeltzekering bestaat uit
Woodsmetaal dan wanneer deze uit zuiver bismut bestaat.
Leg dit uit met behulp van gegevens uit tabel 1 en de daarbij
471pWelke kleur heeft een glazen smeltzekering die bij dezelfde temperatuur
smelt als Woodsmetaal (341 K)?
oranje
rood
geel
groen
blauw
Bronvermelding
Een opsomming van de in dit examen gebruikte bronnen, zoals teksten en afbeeldingen, is te vinden in het bij dit examen
behorende correctievoorschrift, dat na afloop van het examen wordt gepubliceerd.
