KEMIAN TEHTÄVIÄ. b) Montako protonia, neutronia ja elektronia on seuraavissa atomeissa? C protoneja =, neutroneja =, elektroneja =

Transkriptio

1 KEMIAN TEHTÄVIÄ Tehtävät1 (Peruskäsitteet) a) Alla on jouko kemian nimiä ja merkintöjä. Merkitse kunkin kohdalle tyyppi, jota ko. aine edustaa seuraavasta listasta: A = alkuaine, B = yhdiste, C = seos, D = isotooppi, E = kationi, F = anioni Jää Sooda Pii Pronssi Bensiini Rn222 Kipsi CaSO4. 2H2O Na + Cl - SO4 2- Co60 b) Montako protonia, neutronia ja elektronia on seuraavissa atomeissa? Rn protoneja =, neutroneja =, elektroneja = 14 6 C protoneja =, neutroneja =, elektroneja = c) Seuraavassa on alkuaineiden kemiallisia merkkejä. Nimeä alkuaineet O N S Cl H Pu Pb Sn K Ca Au Ag Hg Fe Co V Cr

2 Yhdisteen alkuainekoostumuksen laskeminen Tehtävä 2 (Alkuaineiden suhteelliset osuudet yhdisteessä) 2.1 Määritä etanolin C2H5OH alkuainekoostumus prosentteina. 2.2 Missä seuraavista rautamineraaleista on eniten rautaa? Laske raudan prosenttiisuus kussakin niistä. a) Fe3O4 b) FeS2 c) CuFeS2 Tehtävä 3 (Yhdisteiden nimet) Nimeä seuraavat ioniyhdisteet. Käytä apuna kationi- ja anionitaulukkoa Na2CO3 CaSO4 KCl NH4NO3 FeS2 H2O2 NaOH Ca(OH)2 CaO

3 CaCO3 NaHCO3 NH4Cl KNO3 NaCN Ioniyhdisteen kaavan kirjoittaminen Tehtävä 4 (Yhdisteiden kaavat) Kirjoita kaavat seuraaville yhdisteille. Käytä apuna kationi- ja anionitaulukkoa kaliumsulfidi magnesiumkloridi kalsiumnitraatti alumiinisulfaatti kaliumvetykarbonaatti kaliumsyanidi Tehtävä 4 (Epämetalliyhdisteiden nimet). Nimeä seuraavat epämetallien väliset yhdisteet. CO SO2

4 SO3 P2O5 N2O NO NO2 Tehtävä 5 Nimeä seuraavat hapot HCl HNO3 H2SO4 H2S HCN H2CO3 CH3COOH Reaktioyhtälön kertoimien määrittäminen

5 Tehtävä 6. Kirjoita kertoimet seuraaviin reaktioyhtälöihin P + O2 -> P2O5 C3H8 + O2 => CO2 + H2O CO2 + H2O => C6H12O6 H3PO4 + NaCl => Na3PO4 + HCl HCl + KMnO4 => KCl + MnCl2+ Cl2+ H2O Määrien laskeminen massasuhdemenetelmällä

6 Tehtävä 7. Laske seuraavat palamisreaktioihin liittyvät laskut. Aloita kirjoittamalla reaktioyhtälö. Käytä laskuissa massasuhdemenetelmää. a. Kuinka monta kilogrammaa hiilidioksidia syntyy, kun 1.0 kg hiiltä C poltetaan? b. Kuinka monta kilogrammaa hiilidioksidia syntyy, kun nestekaasupullon sisältämä 11.0 kg propaanikaasua C3H8 poltetaan? c. Kuinka monta kilogrammaa hiilidioksidia syntyy, kun 1.0 kg metaania CH4 poltetaan? Tehtävä 8. Laske seuraavat määrälliset laskut massasuhdemenetelmällä a. Rautaa valmistetaan magnetiitista Fe3O4 pelkistämällä rauta hiilen avulla. Tasapainota kertoimilla ao. reaktioyhtälö. Laske kuinka paljon hiiltä tarvitaan, kun valmistetaan 100 kg puhdasta rautaa. Fe3O4 + C => Fe + CO2 b. Alkoholikäymisessä hiiva hajoittaa sokerin etanoliksi ja hiilidioksidiksi. Tasapainota reaktioyhtälö. Kuinka paljon puhdasta etanolia saadaan 1000 g:sta sokeria? C6H12O6 => C2H5OH + CO2 Tehtävä 9 ( Moolit) Laske seuraavien yhdisteiden moolimassat a) ruokasuola NaCl b) butaani C4H10 c) kalkkikivi CaCO3 Ainemäärän laskeminen mooleina

7 Tehtävä 10 Montako moolia on 200 g:ssa puhdasta etanolia C2H5OH? Liuoksen konsentraatio eli väkevyys mol/l Tehtävä 11 (liuoksen konsentraatio) a) 500 ml:aan vettä liuotetaan 20 g ruokasuolaa. Laske suolaliuoksen pitoisuus yksikössä mol/l b) Kaivovedestä löytyi analyysissä rautaa 40 mg litrassa. Mikä on kaivoveden rautapitoisuus yksikössä mmol/l c) Urheilijan hemoglobiiniarvo oli 160 mmol/l. Montako hemoglobiinihiukkasta oli litrassa verta? Avogadron luku on 6.0* Ideaalikaasun tilanyhtälö Tehtävä 12 (Kaasujen moolitilavuus) a) Luokkahuoneen koko on 5 m x 7 m x 3 m. Montako moolia kaasua huoneessa on, jos huoneessa on normaali ilmanpaine ja nolla Celsius-astetta? (NTP : paine = Pa, lämpötila T = 273 K) b) Todellisuudessa lämpötila luokassa on 22 astetta Celsiusta. Kuinka monta moolia luokassa on kaasua näissä olosuhteissa? Liuoksen pitoisuuden määritys tiheysmittarilla (areometri)

8 Tehtävä 13 (liuoksen väkevyyden määritys areometrillä) a) Etanoliseoksen tiheydeksi mitattiin 0.91 g/cm3. Mikä on sen etanolipitoisuus, kun veden tiheys on 1.0 g/cm3 ja puhtaan etanolin tiheys on 0.79 g/cm. b) Auton akun rikkihappopitoisuus mitattiin areometrillä, joka näytti akkunesteen tiheydeksi 1.52 g/cm3. Mikä oli akun rikkihappopitoisuus prosentteina, kun puhtaan veden tiheys on 1.0 g/cm3 ja puhtaan rikkihapon 1.84 g/cm3. Tehtävä 14 a) Minkä ionien pitoisuutta ph- asteikko mittaa? b) Mikä ioni aiheuttaa liuoksen emäksisyyden? c) Mikä ioni aiheuttaa liuoksen happamuuden? Tehtävä 15 (Hapot ja emäkset) Ao. taulukossa vasemmassa sarakkeessa on aineita, oikeassa ph arvoja. Yhdistä nuolilla aineet niitä vastaaviin ph- arvoihin. rikkihappoliuos 10 vesijohtovesi 11 Pepsicola 13.5 Lattianpesuliuos 0.5 NaOH liuos (kodin putkimies) 7 soodavesi 3.6 tislattu vesi 8.7 Tehtävä 16 (Tavallisia happoja ja emäksiä) Nimeä seuraavat hapot ja emäkset HCl HNO3 H2SO4 NaOH Ca(OH)2 NH3 HCOOH Tehtävä 17 (aineiden happamuus ja emäksisyys) Tutki happo-emäs luettelon avulla, mihin ryhmään seuraavat aineet kuuluvat? Vaihtoehdot ovat A = vahva happo, B = vahva emäs, C = heikko happo, D = heikko emäs Ca(OH)2 H2CO3 NaCO3

9 NH3 NH4Cl HNO3 HCN ph:n laskukaavat Tehtävä 18 (ph:n laskeminen) Laske seuraavien liuosten ph a) 1.0 M HCl liuos b) 0.5 M NaOH liuos c) 2.0 M H2CO3 liuos d) 1.0 M NH3- liuos e) 0.5 M NaCO3 liuos Tehtävä 19 (metallien jännitesarja) Mikä seuraavista metalleista liukenee veteen? a) natrium Na b) rauta Fe c) Hopea Mikä seuraavista metalleista liukenee suolahappoon? a) kulta b) kupari c) rauta Mikä seuraavista metalleista liukenee typpihappoon? a) kulta b) kupari c) platina Minkä happojen seos on kuningasvesi? Tehtävä 20. (sähkökemiaa) Rautanaula laitetaan kuparisulfaattiliuokseen. Mitä tapahtuu? Tehtävä 21. Kupariesine laitetaan rautakloridiliuokseen, Mitä tapahtuu? Tehtävä 22. Miten vetyä voidaan valmistaa?

10 Tehtävä 23. Miten kloorikaasua voidaan valmistaa? Tehtävä 24. Anna kaksi esimerkkiä galvanoinnista. Tehtävä 25. Anna esimerkki katodisesta suojauksesta. Tehtävä 26. Mihin perustyyppeihin korroosiosuojausmenetelmät voidaan jaotella. Anna esimerkki jokaisesta. Tehtävä 27. Millaiset tekijät voivat aiheuttaa sähkökemiallisen parin muodostumisen ja siten metallin syöpymisen? Tehtävä 28. Määrittele käsitteet a) elektolyysi b) katodi c) anodi d) elektrolyytti e) anioni f) kationi Elektrolyysin kaava Tehtävä 29. (Elektrolyysin kaava) Kuparin rikastus tapahtuu liuottamalla malmi liuokseksi, jolloin kupari liukenee Cu2+ - ioneiksi. Kupari pelkistetään liuoksesta elektrolyysin avulla asettamalla ohut kupariaihio katodiksi. Kupari-ionit vaeltavat katodille ja pelkistyvät siinä kupariksi. Kuinka kauan kestää 200 A virralla tuottaa 100 kg kuparia? Tehtävä 30. Erään yleisen akkutyypin rakenne ilmaistaan rakennemerkinnällä Mitä ainetta on kyseisen akun a) anodi b) katodi c) elektrolyytti -Pb H2SO4 PbO2 +

11 The periodic table Hydrogen Helium 1 2 H He Key: Lithium Beryllium Element Name Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon 3 4 Atomic number Li Be Symbol B C N O F Ne Atomic weight (mean relative mass) Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon Na Mg Al Si P S Cl Ar Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr (4) (2) (3) 65.38(2) (3) (2) Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe (2) (2) 95.96(2) [97.91] (2) (3) Caesium Barium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Cs Ba * Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn (2) (2) [208.98] [209.99] [222.02] Francium Radium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Ununtrium Flerovium Ununpentium Livermorium Ununseptium Ununoctium Fr Ra ** Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo [223.02] [226.03] [262.11] [265.12] [268.13] [271.13] [270] [277.15] [276.15] [281.16] [280.16] [285.17] [284.18] [289.19] [288.19] [293] [294] [294] Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium *lanthanoids La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb [144.91] (2) (3) Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium **actinoids Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No [227.03] [237.05] [244.06] [243.06] [247.07] [247.07] [251.08] [252.08] [257.10] [258.10] [259.10] Symbols and names: the symbols and names of the elements, and their spellings are those recommended by the International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC - Names have yet to be proposed for elements 113, 115, 117, and 118 and so those used here are IUPAC s temporary systematic names. In some countries, the spellings aluminum, cesium, and sulphur are usual. Group labels: the numeric system (1 18) used here is the current IUPAC convention. Atomic weights (mean relative masses): these are the IUPAC 2009 values and given to 5 significant figures. The last significant figure of each value is considered reliable to ±1 except where a larger uncertainty is given in parentheses. Representative values for those elements having an atomic weight interval are given (H, Li, B, C, N, O, Si, S, Cl, Tl). Elements for which the atomic weight is given within [brackets] have no stable nuclides and are represented by the element s longest lived isotope reported in the IUPAC 2009 values Dr Mark J Winter [WebElements Ltd and University of Sheffield]. All rights reserved. For updates to this table see (Version date: 7 June 2012).

12 Kationeja ja anioneja Kationeja Anioneja alumiini Al 3+ aluminaatti Al(OH) 4, AlO 2 kromaatti CrO 4 2 ammonium NH 4 + amidi NH 2 metafosfaatti PO 3 barium Ba 2+ arsenaatti AsO 4 3 monovetyfosfaatti HPO 4 2 elohopea(ii) Hg 2+ arseniitti AsO 3 3 nitraatti NO 3 hopea Ag + asetaatti CH 3 COO nitridi N 3 kadmium Cd 2+ bromaatti BrO 3 nitriitti NO 2 kalium K + bromidi Br oksalaatti C 2 O 4 2 kalsium Ca 2+ dikromaatti Cr 2 O 7 2 oksidi O 2 koboltti(ii) Co 2+ divetyfosfaatti H 2 PO 4 perkloraatti ClO 4 kromi(iii) Cr 3+ fluoridi F permangaani MnO 4 kupari(ii) Cu 2+ formiaatti HCOO peroksidi O 2 2 litium Li + (orto)fosfaatti PO 4 3 silikaatti SiO 4 4, SiO 3 2 lyijy(ii) Pb 2+ fosfidi P 3 sulfaatti SO 4 2 magnesium Mg 2+ hydridi H sulfidi S 2 mangaani(ii) Mn 2+ hydroksidi OH sulfiitti SO 3 2

13 natrium Na + hypokloriitti CIO syanidi CN nikkeli(ii) Ni 2+ jodaatti IO 3 tiosulfaatti S 2 O 3 2 oksonium H 3 O + jodidi I tiosyanaatti SCN rauta(ii) Fe 2+ karbonaatti CO 3 2 vetykarbonaatti HCO 3 rauta (III) Fe 3+ kloraatti ClO 3 vetysulfaatti HSO 4 sinkki Zn 2+ kloridi Cl vetysulfidi HS strontium Sr 2+ kloriitti ClO 2 vetysulfiitti HSO 3

14 Hapot Happovakioita Hapon nimi Kaava Ka (25 o C) mol/dm 3 perkloorihappo HClO 4 n vetyjodidi HI n vahvat hapot vetybromidi HBr n vetykloridi HCl n rikkihappo H 2 SO 4 n oksoniumioni H 3 O + 55 typpihappo HNO 3 22 jodihappo HIO 3 0,17 oksaalihappo (COOH) 2 6, dikloorietikkahappo CHCl 2 COOH 3, rikkihapoke H 2 SO 3 1, vetysulfaatti-ioni HSO 4 1, ortofosforihappo H 3 PO 4 7, vetyfluoridi HF 6,8.10-4

15 typpihapoke HNO 2 4, muurahaishappo HCOOH 1, bentsoehappo C 6 H 5 COOH 6, etikkahappo CH3COOH 1, hiilihappo H 2 CO 3 4, aminoetikkahappo CH 2 (NH 2 )COOH 2, vetysulfidi H 2 S 1, vetysulfiitti-ioni divetyfosfaatti-ioni HSO 3 H 2 PO 4 6, , ammoniumioni NH 4 + 5, vetysyanidi HCN 4, fenoli C 6 H 5 OH 1, vetykarbonaatti-ioni HCO 3 4, vetysulfidi-ioni HS 1, vesi H 2 O 1,

16 Emäsvakioita Emäksen nimi Kaava Ka (25 o C) mol/dm 3 vahva emäs hydroksidi-ioni OH 55 fosfaatti-ioni PO 4 3-2, sulfidi-ioni S 2-1, dimetyyliamiini (CH 3 ) 2 NH 5, metyyliamiini CH 3 NH 2 4, karbonaatti-ioni CO 3 2-2, trimetyyliamiini (CH 3 ) 3 N 5, syanidi-ioni CN 2, ammoniakki NH 3 1, monovetyfosfaatti-ioni HPO 4 2-1, sulfiitti-ioni SO 3 2-1, vetysulfidi-ioni HS 1, vetykarbonaatti-ioni pyridiini HCO 3 C 5 H 5 N 2, ,4.10-9

17 asetaatti-ioni CH 3 COO 5, aniliini C 6 H 5 NH 2 3, oksalaatti-ioni C 2 O 4 2-2, nitriitti-ioni NO 2 2, fluoridi-ioni F 1, divetyfosfaatti-ioni H 2 PO 4 1, sulfaatti-ioni SO 4 2 1, vetysulfaatti-ioni vesi nitraatti-ioni vetysulfaatti-ioni HSO 3 H 2 O NO 3 HSO 4 7, , n n kloridi-ioni Cl n bromidi-ioni Br n jodidi-ioni I n perkloraatti-ioni ClO 4 n