Nova Nask2 MAX 2021 deel B - Hoofdstuk 5 - Chemische reacties oefentoetsen & antwoorden

ZuurstofEen stof die wordt gebruikt om een andere specifieke stof aan te tonen. De reagens mag maar op een stof reageren.$CH_4 + 2 \, O_2 \rightarrow CO_2 + 2 \, H_2O$KoolstofdioxideDe wet van massabehoud betekent dat er geen massa verloren gaat of bijkomt bij een chemische reactie. De massa van de beginstoffen is gelijk aan de massa van de reactieproducten.Koolstofdioxide ($CO_2$), lachgas ($N_2O$) en methaan ($CH_4$).Verbranding in fabrieken; uitlaatgassen van verkeer (auto’s, vliegtuigen, vrachtwagens, et cetera); uitstoot van vee & landbouw, elektriciteitsgebruik. brandbare stofzuurstofwarmteverbrandingsproductenoxides/ verbindingenverbindingen/ oxides De index geeft het aantal atomen aan per atoomsoort dat binnen een molecuul voorkomt. Bijvoorbeeld de 2 in $CO_2$ geeft aan dat er twee zuurstofatomen in $CO_2$ voorkomen.De coëfficiënt staat in een reactievergelijking voor het molecuul en geeft aan hoe vaak het molecuul in de vergelijking voorkomt. Bijvoorbeeld: $3 \,H_2O$ betekent dat $H_2O$ drie keer voorkomt.Reactieproducten zijn de stoffen die ontstaan bij chemische reacties. Stap 1: beschrijvingVolledige verbranding van methaan, hierbij ontstaat water en koolstofdioxide. Stap 2: reactieschema opstellenMethaan + zuurstof → water + koolstofdioxideStap 3: omzetten in molecuulformules$\rm CH_4 + O_2 \rightarrow 2 H_2O +  CO_2$Stap 4: kloppend maken$\rm CH_4 + 2 \ O_2 \rightarrow 2 \ H_2O +  CO_2$Stap 1: beschrijvingReactie van fosforzuur en waterstofchloride, waarbij phosphorus pentachloride en water onstaan.Stap 2: reactieschema opstellenFosforzuur + waterstofchloride → phosphorus pentachloride + waterStap 3: omzetten in molecuulformules$\rm H_3PO_4  HCl \rightarrow PCl_5 + H_2O$Stap 4: kloppend maken$\rm H_3PO_4 +5 \ HCl \rightarrow PCl_5 + 4 \ H_2O$.Stap 1: beschrijvingReactie van ijzeroxide en waterstof, waarbij ijzer en water ontstaan.Stap 2: reactieschema opstellenijzeroxide + waterstof → ijzer + waterStap 3: omzetten in molecuulformules$\rm Fe_3O_4 + H_2 \rightarrow Fe + H_2O$Stap 4: kloppend maken$\rm Fe_3O_4 + 4 \ H_2 \rightarrow 3 \ Fe + 4 \ H_2O$Tip: Stappenplan kloppend maken reactievergelijking:1. Schrijf onder de reactievergelijking op hoeveel atomen je voor en na de pijl hebt. 2. Begin vervolgens met het kloppend maken van één van de atoomsoorten. Begin met een atoomsoort in het grootste molecuul, bijvoorbeeld de C-atomen bij opgave a. Tip, eindig bij een verbrandingsreactie altijd met het kloppend maken van de O-atomen.3. Ga verder met het volgende atoomsoort, herhaal dit net zo lang, totdat je alle atoomsoorten gehad hebt, controleer hierbij elke keer of je een voorgaande atoomsoort niet veranderd, dan moet je deze ook weer herhalen. 4. Controleer altijd je antwoord. Water kun je aantonen met wit kopersulfaat. Als je de verbrandingsgassen kunt opvangen en dit langs wit kopersulfaat kunt leiden, ga je een kleurverandering zien als er daadwerkelijk water aanwezig is. De kleurverandering die je gaat waarnemen is van wit kopersulfaat naar blauw kopersulfaat.Hetzelfde als bij a, maar nu moet je de verbrandingsgassen door helder kalkwater laten geleiden. Als er koolstofdioxide aanwezig is, zal het kalkwater van helder naar troebel veranderen. Distikstoftetraoxide Stap 1: beschrijvingVolledige verbranding van benzine, hierbij ontstaat dus koolstofdioxide en waterdampStap 2: reactieschema opstellenBenzine + zuurstof → Koolstofdioxide + waterStap 3: omzetten in molecuulformules$C_8H_{18} + O_2 \rightarrow  CO_2 + H_2O$Stap 4: Reactievergelijking kloppend maken$2 C_8H_{18} + 25 O_2 \rightarrow 16 CO_2 + 18 H_2O$ EthanolDiwaterstofdioxide (waterstofperoxide) xDistikstoftetraoxide xCalciumhydroxide xZwavelzuurKoolstofmono-oxide xZwaveltrioxide xFosfortrichlorideToelichting: elke verbinding met zuurstof is een oxide. Stap 1: beschrijvingBij de verbranding van magnesium, ontstaat er magnesiumoxide.Stap 2: reactieschema opstellenMagnesium + zuurstof 🡪 magnesiumoxideStap 3: omzetten in molecuulformules$\rm Mg + O_2 \rightarrow MgO$Stap 4: Reactievergelijking kloppend maken$\rm 2 \ Mg + O_2 \rightarrow 2 \ MgO$ Voor deze vraag kun je nog steeds een deel van het stappenplan gebruiken (zie uitwerking opgave 4), maar je hoeft alleen maar stap 1 en stap 2 te volgen. Je kent nog niet alle molecuulformules, daarom hoef je hier nog geen hele reactievergelijking van op te stellen.Stap 1: beschrijvingHet suiker reageert met kaliumchloraat, hierbij komt kaliumchloride, waterdamp en koolstofdioxide vrij.Stap 2: reactieschema opstellenSuiker + kaliumchloraat 🡪 kaliumchloride + waterdamp + koolstofdioxideEen reactie met zuurstof is altijd een verbrandingsreactie. Sommige stoffen kunnen dus de zuurstof uit een eigen molecuul gebruiken voor een ontbranding, deze zijn dus geen zuurstof uit de lucht nodig.  Gegeven = 200 gram suikerGevraagd = hoeveel gram ethanolStap 1: Verhoudingstabel opstellenSuikerEthanol$180.156$$92.136$$200$?Stap 2: De onbekende berekenenMassa ethanol $= \frac{200 \cdot 92.136}{180.156} = 102.4$ gram ethanol Als bio-ethanol wordt verbrand, komt er CO2 bij vrij (er zit namelijk koolstof in bio-ethanol, zie de molecuulformule uit de opgave)De uitstoot van CO2 draagt bij aan het versterkte broeikaseffect.  Stap 1: beschrijvingBij de verbranding van ijzer ontstaat ijzeroxide.Stap 2: reactieschema opstellenIJzer + zuurstof → ijzeroxideStap 3: omzetten in molecuulformules$\rm Fe + O_2 \rightarrow FeO$Stap 4: Reactievergelijking kloppend maken$\rm 2 Fe + O_2 \rightarrow 2 FeO$Gegeven = 20 gram ijzerGevraagd = hoeveel gram ijzeroxideBedenk dat de wet van massabehoud geldt. Dus als ijzer : zuurstof is 7 : 2 (gegeven), dan ontstaat er 7 + 2 gram ijzeroxide. Dus de verhouding ijzer : ijzeroxide is 7 : 9.Stap 1: Verhoudingstabel opstellenIJzerIJzeroxide$7$$9$$20$?Stap 2: De onbekende berekenenMassa ijzeroxide $= \frac{20 \cdot 9}{7} = 25,7$ gram ijzeroxide. Energiecentrales die werken op gas, olie of op steenkool zorgen bij de verbranding daarvan voor de uitstoot van CO2 en andere broeikasgassen. Die CO2 komt in de atmosfeer terecht. Dit creëert een soort van deken hoog in de atmosfeer waardoor we het versterkte broeikaseffect krijgen.Dit zorgt weer voor opwarming van de aarde en daarmee het smelten van ijs op gletsjers en de polen. Als dat zo doorgaat zal de zee stijgen. Juiste voorbeelden zijn twee van de volgende:De verwarming lager zetten (of een warmtepomp gebruiken, of isoleren): daardoor bespaar je op gas en stoot je dus minder broeikasgassen uitMinder elektriciteit verbruiken: daardoor hoeft er minder aardgas te worden verbrand. Minder kaas en vlees eten: daardoor komt er minder methaan in de atmosfeer (dat door koeien wordt uitgestoten)Minder vliegen (of autorijden) en meer fietsen/openbaar vervoer: daardoor is er minder uitstoot van broeikasgassenMinder kopen en meer hergebruiken: dan hoeft er minder te worden geproduceerd, en bij de productie van spullen komt broeikasgas vrij.