# Eindexamen Scheikunde HAVO 2001 tijdvak 2 > Openbaar eindexamen. Bekijk en oefen het examen: https://slimmeexamens.nl/examens/havo/scheikunde/2001/tijdvak-2 ## 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 ### Vraag 38 – Opgave 1 ## Opgaven (tekst van het examen) ### Pagina 1 Examen HAVO Hoger Algemeen Voortgezet Onderwijs 20 01 Tijdvak 2 Woensdag 20 juni 13.30-16.30 uur Voor dit examen zijn maximaal 82 punten te behalen; het examen bestaat uit 38 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, dan worden alleen de eerste twee in de beoordeling meegeteld. 100020 23 Begin ### Pagina 2 ```json { "description": "Dit is een examenpagina (pagina 2 van 26) met twee hoofdonderwerpen: 'Energievoorziening in de ruimte' en 'Schelp'. De pagina presenteert een reeks opgaven die studenten moeten beantwoorden. \n\nVisuele elementen omvatten een schematische weergave van een nucleaire reactie, specifiek het uiteenvallen van Pu-238 in element X en een α-deeltje, waarbij de atoomkernen worden weergegeven als clusters van grijze en witte bollen. \n\nDe wiskundige/wetenschappelijke concepten die in deze opgaven aan bod komen, omvatten: \n* **Kernfysica/Radioactiviteit:** Exotherme en endotherme processen, nucleaire transmutatie, atoomnummer, massagetal, protonen en neutronen bij het uiteenvallen van Pu-238 (vraag 1, 2). \n* **Stoichiometrie/Chemisch rekenen:** Reactievergelijkingen opstellen en balanceren, molaire massa berekeningen, bepaling van benodigde hoeveelheden reactanten (vraag 3, 4). \n* **Gasanalyse/Experimentele chemie:** Experimentele opstelling voor het opvangen en meten van gas, massa-afname door gasontwikkeling, reacties van carbonaten met zuren (vraag 5). \n\nVan de student wordt gevraagd om: \n* Te bepalen of een nucleaire reactie exotherm of endotherm is, met onderbouwing. \n* Het aantal protonen en neutronen van een onbekend element (X) te berekenen en het chemische symbool te identificeren op basis van een gegeven nucleaire reactie. \n* Een gebalanceerde reactievergelijking op te stellen voor een chemische reactie tussen C2H8N2 en N2O4. \n* Stoichiometrische berekeningen uit te voeren om de benodigde massa van een reactant te bepalen. \n* Een experimentele opstelling te tekenen voor het opvangen en meten van een gas dat vrijkomt bij een chemische reactie. \n* Een gegeven chemische reactievergelijking te analyseren (CaCO3 met zoutzuur).", "summary": "Examenpagina met nucleaire reacties (Pu-238, α-deeltje, exotherm/endotherm), stoichiometrie (C2H8N2, N2O4, gebalanceerde reacties), en experimenteel ontwerp (gas ### Pagina 3 Bianca en Hesja noteren iedere minuut de massa die de balans aangeeft. Van hun resultaten maken ze een diagram dat er als volgt uitziet: [FIGUUR: Een grafiek met op de y-as 'massa (gram)' van 1,40 tot 2,80 en op de x-as 'tijd (min)' van 0 tot 26. De grafiek toont een afnemende curve van ongeveer (0, 2.60) naar (26, 1.80).] 1p 6 Hoe is aan het diagram te zien dat de reactiesnelheid tijdens de proef afneemt? Met de waarden die uit het diagram zijn af te lezen, is het massapercentage calciumcarbonaat in de onderzochte schelp te berekenen. 3p 7 Bereken met behulp van het diagram hoeveel mol $\text{CO}_2$ bij de reactie uit het bekerglas is ontstaan. 2p 8 Bereken het massapercentage calciumcarbonaat in de onderzochte schelp. Neem bij de berekening aan dat al het gevormde $\text{CO}_2$ uit de oplossing is ontweken. Bij de bespreking van de resultaten van Bianca en Hesja wijst hun docent op het feit dat tijdens de proef een deel van het $\text{CO}_2$ oplost in de gebruikte zure oplossing. Daardoor is het massapercentage dat zij hebben berekend niet juist. 2p 9 Hebben Bianca en Hesja hierdoor een te hoog of een te laag massapercentage berekend? Geef een verklaring voor je antwoord. Bianca en Hesja doen een tweede experiment met een zelfde soort schelp met dezelfde massa. Ze gebruiken bij dit tweede experiment 100 mL 4 M zoutzuur. Bij hun eerste experiment gebruikten ze 200 mL 2 M zoutzuur. Bianca en Hesja vergelijken de reactiesnelheid bij het eerste en bij het tweede experiment door te kijken naar de massa-afname bij beide experimenten gedurende de eerste vier minuten. Bij het eerste experiment gaf de balans op tijdstip $t=4$ minuten een massa van 2,12 gram aan. 2p 10 Geeft de balans bij het tweede experiment op $t=4$ minuten een massa aan die kleiner dan, gelijk aan of groter dan 2,12 gram is? Geef een verklaring voor je antwoord. 100020 23 Lees verder ### Pagina 4 DRI – pellets tekstfragment Explosie in het ruim 1 Op een koude winterdag in 1996 vond er 2 in het ruim van het Turks schip Onal 3 een enorme explosie plaats. Het ruim 4 waarin de ontploffing plaatsvond, was 5 gevuld met ,,ijzererts". De bemanning 6 vroeg zich verbaasd af: „Kan ijzererts 7 exploderen?" 8 Er een explosie plaatsgevonden die 9 zoveel kracht had dat een twee ton 10 zware deksel van het ruim twee meter 11 opzij was verplaatst. Een blik boven in 12 het ruim onthulde een nog groter 13 probleem: enkele vierkante meters van 14 de ijzerpellets (bolletjes) waren 15 roodgloeiend. 16 Na enige telefoontjes werd duidelijk dat 17 de lading niet bestond uit ijzererts maar 18 uit het zogenoemde ,,Direct Reduced 19 Iron” (DRI). Niet alle ijzer wordt op dezelfde wijze geproduceerd 20 De traditionele manier van produceren 21 van ijzer gebeurt door in hoogovens 22 ijzererts (ijzer(III)oxide) bij hoge 23 temperatuur met koolstofmonoxide te 24 laten reageren, waarbij koolstofdioxide 25 en vloeibaar ijzer ontstaan. 26 Tegenwoordig wordt ijzer ook naar: Chemical Matters Uit het tekstfragment blijkt dat de Onal geen ijzererts, maar DRI-pellets vervoerde. 2p 11 □ Geef de formule van de stof waaruit DRI-pellets bestaan. In het tekstfragment is sprake van een traditionele manier van produceren van ijzer (de regels 20 tot en met 25). Met behulp van een gegeven uit BINAS kan worden berekend hoe hoog de temperatuur in een hoogoven bij deze traditionele manier van ijzerproductie minimaal moet zijn. 2p 12 □ Geef dat gegeven uit BINAS en beredeneer hoe hoog de temperatuur in een hoogoven bij deze traditionele manier van produceren van ijzer minimaal moet zijn. 3p 13 □ Geef de vergelijking van de reactie van ijzer(III)oxide en koolstofmono-oxide die plaatsvindt bij de traditionele manier van produceren van ijzer. Wanneer het schip ijzer had dat op de traditionele manier geproduceerd was, dan had het ongeluk niet plaatsgevonden. 2p 14 □ Leg uit waardoor een DRI-pelleter sneller met zuurstof reageert dan een even zwaar bolletje ijzer dat op de traditionele manier is gemaakt. Maak bij je antwoord gebruik van gegevens uit het tekstfragmen 27 geproduceerd door ijzererts tot 850 °C te 28 verhitten in aanwezigheid van zowel 29 koolstofmono-oxide als waterstof. Bij dit 30 proces ontstaan ijzer, koolstofdioxide en 31 water. Het ijzer dat hierbij ontstaat, wordt 32 DRI genoemd. DRI-pellets zijn uiterst 33 poreus, in tegenstelling tot ijzer dat 34 volgens de traditionele manier wordt 35 gemaakt. Spontane ontbranding 36 Onder bepaalde omstandigheden kan 37 het DRI teruggeoxideerd worden tot 38 ijzer(III)oxide. In de meeste gevallen 39 reageert zuurstof langzaam met ijzer 40 omdat de warmte die daarbij vrijkomt 41 gemakkelijk kan ontsnappen. Wanneer 42 onder in de lading DRI reageert stijgt de 43 temperatuur snel, waardoor de reactie 44 wordt versneld. Als ook water aanwezig 45 is, neemt de oxidatiesnelheid nog eens 46 met een factor 100 ### Pagina 5 De reactie van ijzer met water waarbij waterstof wordt gevormd (de regels 48 en 49) is een redoxreactie. Onder normale omstandigheden ($T=298$ K en $p=p_0$) vindt deze reactie niet plaats. 2p 15 $\Box$ Leg uit, met behulp van gegevens uit BINAS, dat onder normale omstandigheden geen waterstof wordt gevormd als ijzer in contact komt met water. 2p 16 $\Box$ Geef de vergelijking van de reactie die optreedt als het gasmengsel (regel 52) explodeert. De gloeiende lading in het ruim van de Onaf moest worden gekoeld. Men besloot hiervoor vloeibare stikstof te gebruiken. Men kon geen water gebruiken omdat dan opnieuw een gevaarlijke situatie zou kunnen ontstaan. 1p 17 $\Box$ Geef aan waarom het gebruik van water om de gloeiende lading te koelen gevaar zou kunnen opleveren. [FIGUUR: Een zwart blok.] Maagzuur De pH in ons lichaam is nergens zo laag als in onze maag. Doordat cellen in de maagwand zoutzuur (maagzuur) afgeven, krijgt de maaginhoud een pH van ongeveer 1,5. Deze lage pH is onder meer noodzakelijk voor het optimaal functioneren van het enzym pepsine. 2p 18 $\Box$ Hoe groot is [H$^+$] in een oplossing met pH = 1,5? Geef je antwoord in één significant cijfer. Sommige mensen hebben last van teveel maagzuur. Om dit te bestrijden worden onder andere middelen gebruikt die magnesiumhydroxide bevatten. Magnesiumhydroxide reageert snel met het maagzuur en heeft dus een directe werking. In een artikel over het gebruik van middelen tegen maagzuur wordt gesteld dat door een snelwerkend middel per keer niet meer dan 10 mmol H$^+$ mag weg reageren. Als er meer H$^+$ weg reageert, stijgt de pH teveel en wordt het enzym pepsine minder actief. Een pil van een bepaald merk bevat 200 mg magnesiumhydroxide, Mg(OH)$_2$. 3p 19 $\Box$ Geef de vergelijking van de reactie tussen vast magnesiumhydroxide en zoutzuur. 3p 20 $\Box$ Laat door een berekening zien of pepsine minder actief wordt als bovenbedoelde pil wordt ingenomen. Neem bij de berekening aan dat de pil geen andere stof bevat die met maagzuur reageert. 100020 23 5 Lees verder ### Pagina 6 Ammoniak Elektrolytische bereiding van ammoniak bij 600 graden Celsius tekstfragment 1 De Duitse chemicus Haber ontwikkelde in het begin van de 20e eeuw een proces 2 waarin bij hoge temperatuur en druk én in aanwezigheid van een ijzerkatalysator 3 ammoniak wordt gevormd uit waterstof en stikstof. Nog altijd worden de 100 miljoen 4 ton ammoniak per jaar, die onder meer gebruikt worden als grondstof voor kunstmest, 5 voornamelijk op deze manier geproduceerd. 6 Twee Griekse chemici ontwikkelden een methode om bij gewone atmosferische druk 7 waterstof en stikstof met elkaar te laten reageren in een elektrolyse-opstelling. 8 Bij elektrolyse wordt steeds vaker gebruik gemaakt van vaste elektrolyten die ionen 9 doorlaten. De onderzoekers wisten te bewerkstelligen dat bij temperaturen rond de 10 600 °C de waterstofmoleculen aan het oppervlak van de ene elektrode hun elektronen 11 kwijtraken, waarna ze zich als positieve ionen door de vaste elektrolyt naar de andere 12 elektrode begeven om daar te reageren met stikstof uit de lucht. Deze reactie is vele 13 malen sneller dan die tussen neutrale waterstof en stikstof. Het is echter wel zaak om 14 te voorkomen dat het eenmaal gevormde ammoniak weer ontleedt. Daarom werd 15 alleen de bodem van de vaste elektrolyt heet genoeg gestookt om de reactie te laten 16 plaatsvinden en werd de rest zorgvuldig buiten het fornuis gehouden. De ammoniak 17 was zo te koud om terug te reageren. naar: NRC Handelsblad In de eerste alinea van de tekst wordt de bereiding van ammoniak (NH3) volgens Haber beschreven. 2p 21 $\square$ Stel met behulp van gegevens uit de regels 1 tot en met 3 de reactievergelijking op voor de vorming van ammoniak. Kunstmest bevat onder andere ammoniumnitraat. Ammoniumnitraat ontstaat door reactie van ammoniak met een zuur. 2p 22 $\square$ Geef de formule en de naam van dit zuur. Noteer je antwoord als volgt: formule: ... naam : ... Bij de nieuwe methode wordt ammoniak door middel van elektrolyse bereid. In de regels 9, 10 en 11 wordt de halfreactie waarbij waterstof wordt omgezet, beschreven. 2p 23 $\square$ Vindt deze halfreactie plaats aan de positieve of aan de negatieve elektrode? Geef een verklaring voor je antwoord. Aan de andere elektrode reageren de waterstofionen met stikstof. Deze halfreactie is hieronder gedeeltelijk weergegeven: $N_2 + H^+ \rightarrow NH_3$ In de vergelijking van deze halfreactie zijn e- en de coëfficiënten weggelaten. 2p 24 $\square$ Neem de vergelijking over, zet e- aan de juiste kant van de pijl en maak de vergelijking kloppend. 100020 23 6 Lees verder ### Pagina 7 In regel 2 en regel 10 staat dat beide processen voor de ammoniakbereiding bij hoge temperatuur worden uitgevoerd. De productie van ammoniak bij hoge temperatuur heeft een nadeel dat men bij het tweede proces heeft weten op te lossen. 1p 25 Noem een in de tekst gegeven nadeel van ammoniakproductie bij hoge temperatuur. Beide processen voor ammoniakbereiding worden in de praktijk toch bij hoge temperatuur uitgevoerd. De reden hiervoor wordt niet in de tekst genoemd. 1p 26 Geef een reden waarom de ammoniakbereidingen bij hoge temperatuur worden uitgevoerd. Kunststofverpakkingen Polypropeen (PP) is een polymeer dat onder andere gebruikt wordt als verpakkingsmateriaal. 3p 27 Geef een stukje uit het midden van een polypropeenmolecuul in structuurformule weer. Het stukje moet drie monomeereenheden bevatten. 2p 28 Is polypropeen een thermoplast of een thermoharder? Geef een verklaring voor je antwoord. Verpakkingsmaterialen zoals polypropeen kunnen verbrand of gerecycled worden. Sommige deskundigen vinden verbranding de beste oplossing, anderen zijn voor recycling. 2p 29 Met welk standpunt ben jij het eens? Geef twee argumenten die je keuze ondersteunen. Wanneer polypropeen in het milieu terechtkomt, wordt het niet of nauwelijks afgebroken. Daarom wordt in een aantal landen het inzamelen van polypropeen en andere kunststoffen gestimuleerd. Om de kunststoffen te kunnen recyclen, moeten ze gesorteerd worden bij het inzamelen. Om die reden zijn ze voorzien van een zogenaamd recycleersymbool. 2p 30 Schets het recycleersymbool van polypropeen. Een polyseem dat over eigenschappen beschikt die vergelijkbaar zijn met de eigenschappen van polypropeen, maar dat wel biologisch afbreekbaar is PHB. PHB ontstaat door polymerisatie van stof A. Stof A heeft de volgende structuurformule: [FIGUUR: Chemische structuurformule van een molecuul met een hydroxylgroep, een koolstofketen met waterstofatomen en een carboxylgroep.] 4p 31 Geef de systematische naam van stof A. In de eerste stap van de polymerisatie worden twee moleculen van stof A elkaar gekoppeld. Daarbij ontstaat een ester. 3p 32 Geef de vergelijking van deze reactie. Geef de koolstofverbindingen weer in structuurformules. Let op: de laatste vragen van dit examen staan op de volgende pagina. 100020 23 7 Lees verder ### Pagina 8 Snijbloemvoedsel Wanneer je een bos bloemen koopt, krijg je er soms een zakje snijbloemvoedsel van het merk Chrysal bij. Het zakje bevat een wit poeder, dat je in water moet oplossen. Op het zakje staat niet uit welke stoffen Chrysal bestaat. Hans en Grietje willen meer te weten komen over de samenstelling van Chrysal. Ze vermoeden dat er zouten en organische stoffen in zitten. Om dit te onderzoeken doen ze de volgende twee proeven: Proef 1: Zij lossen een deel van het Chrysal op in gedestilleerd water en gaan na of de oplossing elektrische stroom geleidt. De oplossing blijkt de elektrische stroom te geleiden. Proef 2: Zij doen een deel van het Chrysal in een porseleinen schaaltje en verhitten dit vervolgens enige tijd. Er treedt een reactie op waarbij een zwarte stof ontstaat. 2p 33 ☐ Leg uit aan de hand van de deeltjes waaruit een zout is opgebouwd, waarom een oplossing van een zout stroom geleidt en een zout in de vaste fase dat niet doet. 1p 34 ☐ Geef de naam van het element dat in elke organische stof voorkomt. 1p 35 ☐ Leg uit waarom het resultaat van proef 2 een aanwijzing kan zijn voor de aanwezigheid van een organische stof. Om de Chrysaloplossing verder te onderzoeken, brengen Hans en Grietje een beetje van deze oplossing in drie reageerbuizen. Aan elk van deze reageerbuizen voegen ze een oplossing van een zout toe en noteren de waarnemingen. De resultaten van dit onderzoek zijn hieronder weergegeven. [FIGUUR: Tabel met kolommen 'buis', 'toegevoegde oplossing' en 'waarneming'. Rijen: 1 | kopernitraatoplossing | blijft helder 2 | bariumnitraatoplossing | wordt troebel 3 | zilvernitraatoplossing | wordt troebel] Om de waarnemingen te verklaren, gebruiken ze tabel 45A van BINAS. In tabel 45A komt slechts één ionsoort voor die deze drie waarnemingen kan veroorzaken, als die ionsoort in de Chrysaloplossing aanwezig is. 3p 36 ☐ Geef de naam van deze ionsoort. Leg uit hoe je tot je antwoord bent gekomen. Vervolgens gebruiken Hans en Grietje een ander gedeelte van de Chrysaloplossing voor een elektrolyse-experiment. Tijdens de elektrolyse is bij de positieve elektrode een zwakke geur van chloor waar te nemen. Uit deze waarneming concluderen Hans en Grietje dat de Chrysaloplossing ook chloride-ionen bevat. 2p 37 ☐ Geef de vergelijking van de halfreactie die optreedt aan de positieve elektrode. Op grond van het resultaat van proef 2 nemen Hans en Grietje aan dat Chrysal organische stoffen bevat. Omdat zij willen weten welke organische stoffen in Chrysal zit, vragen zij aan verschillende bloemisten of de kunnen zeggen wat er in een zakje Chrysal zit. Soms krijgen ze het antwoord „suikers" en ook een keer „maïs-dextrose". Dextrose kan aangetoond worden met een oplossing die fehlingsreagentia bevat. Deze oplossing bevat onder andere koper(II)ionen, die bij de reactie met dextrose omgezet worden in vast koper(I)oxide. Hans en Grietje voegen wat fehlingsreagentia toe aan een deel van hun Chrysaloplossing en verwarmen het mengsel volgens voorschrift. Ze nemen een kleurverandering waar en concluderen daaruit dat in Chrysal dextrose aanwezig is. 2p 38 ☐