# Eindexamen Scheikunde HAVO 2000 tijdvak 1 > Openbaar eindexamen. Bekijk en oefen het examen: https://slimmeexamens.nl/examens/havo/scheikunde/2000/tijdvak-1 ## Vragen in dit examen ### Vraag 1 – Opgave 1 ### Vraag 2 – Opgave 1 ### Vraag 3 – Opgave 1 ### Vraag 4 – Opgave 1 ### Vraag 5 – Opgave 1 ### Vraag 6 – Opgave 1 ### Vraag 7 – Opgave 1 ### Vraag 8 – Opgave 1 ### Vraag 9 – Opgave 1 ### Vraag 10 – Opgave 1 ### Vraag 11 – Opgave 1 ### Vraag 12 – Opgave 1 ### Vraag 13 – Opgave 1 ### Vraag 14 – Opgave 1 ### Vraag 15 – Opgave 1 ### Vraag 16 – Opgave 1 ### Vraag 17 – Opgave 1 ### Vraag 18 – Opgave 1 ### Vraag 19 – Opgave 1 ### Vraag 20 – Opgave 1 ### Vraag 21 – Opgave 1 ### Vraag 22 – Opgave 1 ### Vraag 23 – Opgave 1 ### Vraag 24 – Opgave 1 ### Vraag 25 – Opgave 1 ### Vraag 26 – Opgave 1 ### Vraag 27 – Opgave 1 ### Vraag 28 – Opgave 1 ### Vraag 29 – Opgave 1 ### Vraag 30 – Opgave 1 ### Vraag 31 – Opgave 1 ### Vraag 32 – Opgave 1 ### Vraag 33 – Opgave 1 ### Vraag 34 – Opgave 1 ### Vraag 35 – Opgave 1 ### Vraag 36 – Opgave 1 ### Vraag 37 – Opgave 1 ## Opgaven (tekst van het examen) ### Pagina 1 Examen HAVO Hoger Algemeen Voortgezet Onderwijs 2000 Tijdvak 1 Vrijdag 26 mei 13.30-16.30 uur Dit examen bestaat uit 37 vragen. Voor elk vraagnummer is aangegeven hoeveel punten met een goed antwoord behaald kunnen worden. Als bij een vraag een verklaring, uitleg, berekening of afleiding gevraagd wordt, worden aan het antwoord meestal geen punten toegekend als deze verklaring, uitleg, berekening of afleiding ontbreekt. Geef niet meer antwoorden (redenen, voorbeelden e.d.) dan er worden gevraagd. Als er bijvoorbeeld twee redenen worden gevraagd en je geeft meer dan twee redenen, worden alleen de eerste twee in de beoordeling meegeteld. 000008 29 Begin ### Pagina 2 Het goud der dwazen Pyriet is een bekend ijzerhoudend erts. Het bestaat grotendeels uit $FeS_2$, dat in water slecht oplosbaar is. In $FeS_2$ komen ionen $S^{2-}$ voor. 1 (2p) Geef het aantal protonen en het aantal elektronen in een $S^{2-}$ ion. Noteer je antwoord als volgt: aantal protonen : ...... aantal elektronen: ...... Omdat pyriet uiterlijk veel op goud lijkt, wordt het wel ,,het goud der dwazen" genoemd. Mireille heeft een goud-geel glanzende stof en zij wil weten of het goud is, dan wel pyriet. 2 (2p) Hoe kan Mireille op eenvoudige wijze in het practicumlokaal op school nagaan of zij te maken heeft met pyriet of met goud? Noem in je antwoord een methode die zij kan gebruiken en leg uit waarom die methode geschikt is. Freon Alkanen waarvan in de moleculen enkele of alle waterstofatomen vervangen zijn door chloooratomen en fluoratomen worden chloorfluorkoolwaterstoffen genoemd, afgekort CFK's. Voorbeelden van CFK's zijn $CCl_2F_2$, $CHClF$ en $C_2H_2ClF_3$. 3 (3p) Geef de structuurformules van alle isomeren met de molecuulformule $C_2H_2ClF_3$. CFK's worden ook freonen genoemd. Freonen worden vaak weergegeven met een code die uit twee of drie cijfers bestaat: • het laatste van deze cijfers geeft het aantal fluoratomen in zo'n molecuul; • het voorlaatste cijfer geeft het aantal waterstofatomen plus 1; • bij een driecijferige code geeft het eerste cijfer het aantal koolstofatomen minus 1; als het eerste cijfer 0 is, dan wordt dat in de code niet vermeld. Het aantal chloooratomen in een CFK molecuul wordt niet in de code aangegeven, omdat je dat uit de code kunt afleiden, bijvoorbeeld door het tekenen van een structuurformule. Het CFK met formule $CCl_2F_2$ krijgt zo de naam freon-12. 4 (4p) Geef de molecuulformule van freon-132. Maak hiervoor onder andere gebruik van de bovenstaande informatie. CFK's werden toegepast als drijfgas in spuitbussen en als koelmiddel in koelkasten. Sinds enige tijd is het gebruik verboden omdat men ontdekt heeft dat CFK's de ozon in de bovenste luchtlagen afbreken. Als de CFK's de bovenste luchtlagen bereikt hebben, worden ze onder invloed van zonlicht ontleed. Hierbij ontstaan onder andere chloooratomen. Eén van de modellen die men heeft ontwikkeld voor de afbraak van ozon is de zogenoemde katalytische afbraak. Deze verloopt in twee stappen. Stap 1: een chlooraatoom reageert met een ozonmolecuul onder vorming van een zuurstofmolecuul en een molecuul ClO: $Cl + O_3 \rightarrow O_2 + ClO$ Stap 2: het in de eerste stap gevormde ClO molecuul reageert met een ozonmolecuul onder vorming van een chlooraatoom en twee zuurstofmoleculen: $ClO + O_3 \rightarrow Cl + 2 O_2$ 000008 29 2 Lees verder ### Pagina 3 ```json { "description": "Dit is een examenpagina die bestaat uit twee secties met opgaven die gericht zijn op scheikundige processen en berekeningen. De pagina bevat geen visuele elementen zoals grafieken, tabellen of figuren, afgezien van chemische reactievergelijkingen. De eerste sectie (vragen 5-7) behandelt de afbraak van CFK's, specifiek freon-12 (CCl2F2), met natriumoxalaat (Na2C2O4). Er wordt een reactievergelijking gegeven: CCl2F2 + 2 Na2C2O4 → 2 NaCl + 2 NaF + C + 4 CO2. Concepten die aan bod komen zijn katalysatoren (vraag 5), scheidingsmethoden voor vaste stoffen (vraag 6, waarbij koolstof wordt gescheiden uit een mengsel), en stoichiometrische berekeningen (vraag 7, waarbij de gevormde hoeveelheid koolstof berekend moet worden op basis van de initiële hoeveelheid freon-12). De tweede sectie (vragen 8-12) richt zich op het terugwinnen van zilver uit zilverafval. Hierbij worden zilververbindingen omgezet in zilverchloride (AgCl) en vervolgens in een oplossing van kaliumcyanide (KCN) gebracht, waarbij een evenwicht optreedt: Ag⁺ + 2 CN⁻ ⇄ Ag(CN)₂⁻. Wiskundige/wetenschappelijke concepten hier zijn het opstellen van een reactievergelijking (vraag 8 voor zilveroxide met zoutzuur), het geven van een evenwichtsvoorwaarde (vraag 9), principes van elektrolyse (vraag 10, de plaats van zilveraanslag op een elektrode), en rendementberekeningen (vragen 11 en 12, waarbij de maximale hoeveelheid zilver uit zilverchloride en het procentuele rendement van een methode berekend moeten worden). Studenten moeten kennis toepassen van chemische reacties, balanseren van vergelijkingen, stoichiometrie, scheidingsmethoden, chemisch evenwicht en elektrochemie. De vragen vereisen zowel kwalitatieve als kwantitatieve antwoorden, inclusief berekeningen met significante cijfers.", "summary": "Examenpagina met chemische opgaven over CFK-afbraak (freon-12, natriumoxalaat, stoichiometrie, scheidingsmethoden, katalysator) en zilverwinning (zilverchloride, kaliumcyanide, evenwichtsreactie Ag⁺ + 2 CN⁻ ⇄ Ag(CN)₂ ### Pagina 4 Don Winslow Lees het onderstaande fragment uit de Amerikaanse strip „Don Winslow of the Navy” (Four Colours, no. 22, 1941). DON WINSLOW 1 [FIGUUR: Twee mannen in uniform kijken naar een apparaat. De linker man houdt het apparaat vast.] KYK TRENT, IK ZAL JE LATEN ZIEN HOE TALEN SPIONNEN EN CRIMINELLEN ZIJN OP GEPAKT. 2 [FIGUUR: Een man in uniform houdt een apparaat met een buisje vast, gericht op een vinger.] HİER TRENT, İS HET NIEUWSTE APPARAAT OM VİNGERAFDRUKKEN BAAR TE MAKEN. MEN NOEMT HET HET DAMP - PYP. 3 [FIGUUR: Een man in uniform blaast in een buisje.] OKAY, IK HOUD HET UİNDE VAN DEZE PYP VEN DE VİNGERAFDRUK EN IK BLAAŞ DE PYP. 4 [FIGUUR: De buis uit de vorige plaat is nu gevuld met damp en er is een explosie van witte rook.] NOOT: DE LANGE GLAS- BUIS (1) BEVAT CALCIUM- CHLORIDE. HİER WORDT DE ADEM OPGEWARMD. DOOR DE WARME ADEM VERDAMPEN DE JOOD- KRİSTALLEN İN HET LAATSTE DEEL VAN DE BUİS (2). 5 [FIGUUR: Een hand houdt een stukje zilverfolie vast, boven een vinger.] IK DRUK NU SNEL DİT DUNNE BLAADJE ZİLVER OP DE AFDRUK EN DOOR EEN CHEMISCHE REACTİE WORDT DE AFBEELDİNG OP HET BLAADJE OVERGEBRACHT. 6 [FIGUUR: Er is een vingerafdruk zichtbaar op een stuk papier, verlicht door een lamp.] KÜK ONDER HELDER ZON- LİCHT ONTSTAAT EEN DUIDE- LÜJK ZİCHTBARE AF- DRUK. MOOİ, HET WERK İS GEDAAN, EH? In ruimte 1 van de beschreven jooddamppijp vindt hydratatie plaats van calciumchloride. Hierbij reageert calciumchloride met één andere stof. 2p 13 □ Geef de formule van calciumchloride en de formule van die andere stof. Uit een gegeven uit de strip kan worden afgeleid of de hydratatie van calciumchloride een endotherm of een exotherm proces is. 2p 14 □ Noem dit gegeven en leid uit dit gegeven af of de hydratatie van calciumchloride een endotherm of een exotherm proces is. 000008 29 4 Lees verder ### Pagina 5 Het vet waaruit de vingerafdruk bestaat is afkomstig uit het menselijk lichaam. Vetten zijn esters. 15 4p Geef de structuurformule van een ester met drie koolstofatomen en geef de systematische naam van die ester. Het jood dat uit het buisje komt, lost op in het (apolaire) vet van de vingerafdruk. Uit dit gegeven en een gegeven uit tabel 65 A van Binas kan worden afgeleid welke kleur de vingerafdruk (plaatje 4) heeft gekregen. 16 2p Welke kleur heeft de vingerafdruk in plaatje 4 gekregen? Geef een verklaring voor je antwoord. De chemische reactie waarover wordt gesproken in plaatje 5 is een redoxreactie. 17 3p Geef de vergelijkingen van de halfreacties en de totaalvergelijking van deze redoxreactie. Maak hierbij gebruik van Binas tabel 48. De volgorde waarin de halfreacties in tabel 48 staan, geldt niet onder deze omstandigheden. Rioolwater Rioolwater bevat veel organische stoffen. Door bacteriën worden die afgebroken tot koolstofdioxide en water. Hiervoor is een oxidator nodig. Als het rioolwater met lucht in contact staat, is zuurstof de oxidator. Als geen zuurstof in de vorm van $O_2$ beschikbaar is, reageren surfaationen (sulfaat), die ook in het rioolwater aanwezig zijn, als oxidator. De afbraak van de organische stoffen tot koolstofdioxide en water verloopt onder deze zuurstofloze omstandigheden in twee stappen. In de eerste stap ontstaat onder andere een stof A met de volgende structuurformule: [FIGUUR: Structuurformule van stof A] OH OH | | $CH_3 - CH - CH - CH_3$ stof A 18 3p Geef de systematische naam van stof A. In de tweede stap wordt stof A afgebroken tot koolstofdioxide en water. Hierbij worden sulfaationen omgezet in sulfide-ionen ($S^{2-}$). 19 3p Geef de vergelijking van de reactie die optreedt als stof A met sulfaat reageert onder vorming van koolstofdioxide, water en sulfide. Hierin mag je voor stof A de molecuulformule $C_4H_{10}O_2$ gebruiken. Het gevormde sulfide is een base. In het rioolwater reageert een $S^{2-}$ ion met een watermolecuul in een zuur-base reactie onder vorming van een $HS^{-}$ ion en één ander deeltje. 20 2p Geef de formule van dit andere deeltje. 000008 29 5 Lees verder ### Pagina 6 HS$^-$ reageert met water tot waterstofsulfide (H$_2$S). Waterstofsulfide is een gas dat vrij slecht in water oplosbaar is. Daardoor ontwijkt het uit het rioolwater. Met zuurstof uit de lucht wordt het waterstofsulfide omgezet in zwavelzuur. Dit zwavelzuur lost op in het vocht aan de wand van de betonnen rioolbuis en in het rioolwater. Doordat een zure oplossing met calciumcarbonaat uit beton kan reageren, wordt zo'n rioolbuis van binnenuit aangetast. 3p 21 Geef de vergelijking van de reactie van calciumcarbonaat met een zure oplossing. Door de reactie van de zure oplossing met het beton ontstaat grote schade. Na een aantal jaren ziet een rioolbuis er uit zoals schematisch is weergegeven in de tekening hiernaast. Men veronderstelt dat de pH van het vocht bovenin de rioolbuis lager is dan de pH van het rioolwater. [FIGUUR: Doorsnede van een rioolbuis met deels aangetast beton en een laagje rioolwater onderin.] vrocht rioolwater aangetast deel niet aangetast deel 2p 22 Leg uit, mede aan de hand van de aantasting van de rioolbuis, dat dit een redelijke veronderstelling is. 2p 23 Beschrijf op welke wijze je experimenteel in de rioolbuis kunt nagaan of de veronderstelling juist is. Geef daarbij aan welk materiaal je nodig hebt. Als behalve sulfAAtionen ook nitraAtionen in het rioolwater aanwezig zijn, wordt onder zuurstofloze omstandigheden niet het sulfaat maar het nitraat bij de afbraak van de organische stoffen als oxidator gebruikt. Het nitraat wordt daarbij omgezet in stikstof. Er kan dan dus geen waterstofsulfide ontstaan. Daarom denkt men dat toch uit een afbraakoplossing van caliumnitraat aan rioolwater schade aan het rioolstelsel kan voorkomen. Schematisch kan een rioolstelsel er als volgt uitzien: [FIGUUR: Schematische tekening van een rioolstelsel, beginnend bij huizen en eindigend bij een rivier na een rioolwaterzuiveringsinstallatie.] gemaal RWZI ontvangput rivier rioolbuis 1 persleiding rioolbuis 2 rioolwater- zuiverings- installatie De rioolbuizen lopen iets af en zijn gedeeltelijk gevuld met rioolwater, daarboven zit lucht. De persleiding is geheel gevuld met rioolwater. Het laatste stukje naar de rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI) gaat weer door een rioolbuis. 000008 29 6 Lees verder ### Pagina 7 In het Gelders rivierengebied heeft men met het toevoegen van calciumnitraat aan rioolwater geëxperimenteerd. Een krant heeft over deze experimenten bericht. In tekst 1 staat een deel van het krantenartikel; voor waterstofsulfide wordt hierin de triviale naam zwavelwaterstof gebruikt: tekst 1 Chemisch goedje voorkomt lekkend riool VAN ONZE VERSLAGGEEFSTER 1 Een chemisch goedje gaat wellicht in 2 de nabije toekomst de riolering van 3 heel wat gemeenten in het Gelderse 4 rivierengebied beschermen. Het spul, 5 calciumnitraat, wordt ingezet omdat het 6 de aantasting van beton bekuizen zou 7 voorkomen. 8 Het afvalwater dat we met z’n allen 9 produceren bevat zwavelwaterstof. Zo 10 gauw dat geen zuurstof meer vindt, zet 11 het zich om in zwavelzuur. Zwavelzuur 12 is een bijtend gemeen goedje dat naar: De Gelderlander In tekst 1 staan enkele onjuistheden en onduidelijkheden. Zo zou je bijvoorbeeld uit de regels 8 en 9 kunnen opmaken dat het rioolwater dat de huizen verlaat, al waterstofsulfide (zwavelwaterstof) bevat. Dit is niet juist. In de regels 8 tot en met 13 legt de verslaggeefster uit hoe zwavelzuur kan ontstaan. Deze beschrijving is ook onjuist. Uit de tekst van deze opgave, voorafgaand aan tekst 1, is op te maken hoe en waar waterstofsulfide en zwavelzuur wel ontstaan. Je moet op een juiste manier beschrijven hoe en waar waterstofsulfide en zwavelzuur ontstaan. Deze beschrijving moet goed leesbaar zijn en ook te begrijpen voor iemand die op school weinig of geen scheikunde heeft gehad. Je moet onder andere de volgende termen in een juist verband gebruiken: • persleiding • rioolbuis • zwavelwaterstof • zwavelzuur • zuurstof. Verder moet je beschrijving zo zijn dat deze het cursief weergegeven deel (regels 8 tot en met 13) van tekst 1 kan vervangen. Begin je beschrijving met: Het afvalwater dat we met z’n allen produceren bevat geen zwavelwaterstof......... Eindig je beschrijving met de zin: Zwavelzuur is een bijtend gemeen goedje dat beton aanvreet. 5p 24 Geef de gevraagde beschrijving. Men denkt dat het toevoegen van calciumnitraat aan het rioolwater schade aan het rioolstelsel kan voorkomen. 2p 25 Moet het calciumnitraat worden toegevoegd aan het rioolwater in het gemaal, in de ontvangput, of in de RWZI? Geef een verklaring voor je antwoord. beton aanvreet. 14 Omdat afvalwater door persleidingen 15 wordt gestuwd en dus een tijdlang 16 zuurstofloos is, is de vorming van 17 zwavelzuur eigenlijk gegarandeerd. 18 En dúś ook de aantasting van het beton 19 van de rioolbuis en zuiveringsinstallatie. 20 De oplossing van dit probleem is nu 21 voorhanden. De toevoeging van 22 calciumnitraat kan aan de “betonrot” 23 een einde maken, hoopt het 24 zuiverschap. 000008 29 7 Lees verder ### Pagina 8 Afvalhout Veel afvalhout komt op stortplaatsen terecht. Door rotting gaat dit over in methaan en koolstofdioxide. Vooral het vrijkomende methaan wordt gezien als een bedreiging van het milieu: het levert een grote bijdrage aan het broeikaseffect. Hout bestaat voor een groot deel uit cellulose. Cellulose is een eindproduct van een reeks reacties die in bomen plaatsvindt. De eerste reactie van deze reeks vindt plaats in de bladeren en kan als volgt worden weergegeven: $6\text{ CO}_2 + 6\text{ H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{ O}_2$ Bij de rotting van nat hout worden cellulose en water omgezet in de gassen methaan en koolstofdioxide ($CO_2$). De gassen methaan en koolstofdioxide ontstaan in de molverhouding $1:1$. 3p 26 $\square$ Geef de reactievergelijking van deze omzetting. Noteer cellulose daarbij als ($C_6H_{10}O_5$)$_n$. Als men het hout, in plaats van het te laten verrotten, gebruikt als brandstof, is dat beter voor het milieu; er komt dan geen methaan vrij. Bij het verbranden van hout kan onvolledige verbranding optreden. Hierbij ontstaan, behalve koolstofdioxide en verschillende onverbrande koolwaterstoffen, nog enige andere stoffen. 2p 27 $\square$ Geef de namen van twee stoffen die, naast koolwaterstoffen, wel kunnen ontstaan bij onvolledige verbranding van hout, maar die niet ontstaan bij volledige verbranding. 1p 28 $\square$ Geef de naam van een stof die, naast koolstofdioxide, zowel bij onvolledige als bij volledige verbranding van hout ontstaat. Elektriciteitscentrales kunnen, bijvoorbeeld naast steenkool, gebruik maken afvalhout als brandstof. In een krantenartikel wordt de gunstige invloed op het broeikaseffect van het gebruik van afvalhout in plaats van steenkool beschreven. Men stelt dat het koolstofdioxide dat bij de verbranding van afvalhout ontstaat, niet bijdraagt aan de versterking van het broeikaseffect. 2p 29 $\square$ Geef een argument voor deze stelling. Maak hierbij gebruik van een gegeven uit deze opgave. Afvalhout bevat echter een hoog percentage gebonden water. 2p 30 $\square$ Leg aan de hand van de structuurformule van cellulose (Binas tabel 67 A) uit hoe het komt dat hout water kan binden. Voor een goede verbranding is het nodig dat dit gebonden water groterendeels wordt verwijderd. Het afvalhout wordt daarom tot poeder gemalen en gedroogd. Het gedroogde hout wordt vervolgens verwerkt. De stookwaarde van hout is lager dan die van steenkool. Onder de stookwaarde van een brandstof verstaat men de hoeveelheid warmte die bij verbranding van $1,00$ kg brandstof vrijkomt. In een bepaalde elektriciteitscentrale wil men per jaar $6,0 \cdot 10^7$ kg afvalhout gaan gebruiken als (gedeeltelijke) vervanging van steenkool. 2p 31 $\square$ Bereken hoeveel kg steenkool hiermee bespaard kan worden. Neem aan dat de gegeven stookwaarde van hout in Binas tabel 28 ook geldt voor het hier gebruikte afvalhout. 000008 29 8 Lees verder ### Pagina 9 Hoogoven De fabricage van ijzer uit ijzererts gebeurt in hoogovens. Een doorsnede-tekening van een hoogoven staat in figuur 1. Neem aan dat het ijzererts waarover deze opgave gaat, bestaat uit $Fe_2O_3$. 1p 32 Geef de systematische naam van de stof met formule $Fe_2O_3$. Geef daarbij de lading van het ijzerion aan met een Romeins cijfer. [FIGUUR: Schematische tekening van een hoogoven met de volgende onderdelen en stromen: grondstoffen, onder andere ijzererts en cokes; gassen; lucht; hoogovenslak; vloeibaar ijzer (ruwijzer). A en B zijn aangegeven punten in de tekening.] Onderin de hoogoven bij A reageert de cokes (koolstof) met zuurstof. Het koolstofmono-oxide dat hierbij ontstaat, reageert met $Fe_2O_3$. Hierbij ontstaan uitsluitend ijzer en koolstofdioxide. 3p 33 Geef de vergelijking van de reactie waarbij ijzer wordt gevormd uit koolstofmono-oxide en $Fe_2O_3$. 2p 34 Is deze reactie een redoxreactie? Geef een verklaring voor je antwoord door de ladingen van deeltjes voor en na de reactie te vergelijken. 2p 35 Leg uit, aan de hand van figuur 1 en Binas tabel 39, welke temperatuur (in K) onderin de hoogoven bij B minimaal heerst. Het ijzer dat op deze wijze ontstaat, noemt men ruwijzer. Ruwijzer bevat 4,2 massaprocent koolstof. Door dit hoge koolstofgehalte is ruwijzer hard en bros. Het koolstofgehalte wordt verlaagd door een hoeveelheid schroot (afvalijzer, dat gedeeltelijk bestaat uit $Fe_2O_3$) door het vloeibare ruwijzer te mengen. Hierbij treedt een reactie op tussen het $Fe_2O_3$ en de koolstof waarbij onder andere ijzer ontstaat. 3p 36 Bereken hoeveel kg $Fe_2O_3$ nodig is om 10 kg koolstof te verwijderen. Neem aan dat $Fe_2O_3$ en koolstof met elkaar reageren in de molverhouding $Fe_2O_3 : C = 2:3$. In de praktijk mengt men het ruwijzer niet alleen met schroot, maar leidt men ook een gas door om het koolstofgehalte te verlagen. 2p 37 Geef de naam van het gas dat wordt doorgeleid om het koolstofgehalte verder te verlagen. Einde 000008 29