# Eindexamen Scheikunde HAVO 2002 tijdvak 1 > Openbaar eindexamen. Bekijk en oefen het examen: https://slimmeexamens.nl/examens/havo/scheikunde/2002/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 31 – Opgave 1 ### Vraag 32 – Opgave 1 ### Vraag 33 – Opgave 1 ### Vraag 34 – Opgave 1 ### Vraag 35 – Opgave 1 ## Opgaven (tekst van het examen) ### Pagina 1 Examen HAVO Hoger Algemeen Voortgezet Onderwijs Scheikunde (nieuwe stijl) 2002 Tijdvak 1 Vrijdag 24 mei 13.30-16.30 uur Voor dit examen zijn maximaal 81 punten te behalen; het examen bestaat uit 35 vragen. Voor elk vraagnummer is aangegeven hoeveel punten met een goed antwoord behaald kunnen worden. Voor de uitwerking van vraag 28 is een bijlage toegevoegd. Bij dit examen hoort een informatieblad. Als bij een vraag een verklaring, uitleg, berekening of afleiding gevraagd wordt, worden aan het antwoord meestal geen punten toegekend als deze verklaring, 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 er meer dan twee redenen, dan worden alleen de eerste twee in de beoordeling meegeteld. 200017 23 Begin ### Pagina 2 Rood kwik tekst- fragment 1 Er verschenen de afgelopen jaren met enige regelmaat artikelen over 'rood kwik' in de pers, zonder dat bewijzen boven tafel kwamen over het bestaan ervan, of over de vermeende chemische eigenschappen. Rood kwik is een chemische verbinding met de formule $Hg_2Sb_2O_7$. Er zou een kleine kernfusiebol mee gemaakt kunnen worden, een soort atoomboom in broekzakformaat, luidt een van de claims. Dr. D. IJdo, werkzaam aan de Rijksuniversiteit Leiden, lacht naar: de Volkskrant Rood kwik kan worden opgevat als een zout dat bestaat uit drie ionsoorten: $O^{2-}$ ionen, $Hg^{2+}$ ionen en antimoonionen. 2p 1 □ Leid uit de formule van rood kwik de lading van deze antimoonionen af. Het is echter waarschijnlijker dat rood kwik bestaat uit $Hg^{2+}$ ionen en samengestelde ionen met de formule $Sb_2O_7^{4-}$. 2p 2 □ Hoeveel protonen en hoeveel elektronen bevat een ion $Sb_2O_7^{4-}$ ? Noteer je antwoord als volgt: aantal protonen: ... aantal elektronen: ... 3p 3 □ Geef de reactievergelijking voor de vorming van rood kwik volgens de beschreven bereidingswijze. 3p 4 □ Bereken hoeveel gram kwikoxide minimaal nodig is om 1,0 gram rood kwik op de beschreven wijze te bereiden. Wegwerpluiers Sommige polymeren hebben de eigenschap dat ze water absorberen. Een polymeer met deze eigenschap kan gevormd worden uit het monomeer met de volgende structuurformule: [FIGUUR: Chemische structuur van een monomeer met een dubbele binding tussen twee koolstofatomen en aan elk koolstofatoom een waterstofatoom en een hydroxylgroep] H | C = C | H C - OH || O 3p 5 □ Geef de systematische naam van dit monomeer. 3p 6 □ Teken een stukje uit het midden van de structuurformule van het polymeer dat uit dit monomeer gevormd wordt. In het getekende stukje moeten drie monomeer-eenheden zijn verwerkt. 200017 23 2 Lees verder ### Pagina 3 Het vochtabsorberende vermogen wordt sterk vergroot als men dit polymeer laat reageren met natronloog. Het ontstane polymeer, dat kan worden weergegeven met de formule ($-C_2H_3COONa-)$n, kan per monomeer-eenheid 300 watermoleculen opnemen! Dit polymeer wordt gebruikt als vochtabsorberend materiaal in wegwerpluiers. 3p 7 Bereken hoeveel gram van dit polymeer nodig is om $1,0 \cdot 10^3$ gram water op te nemen. Vochtvreter Om de lucht in vochtige ruimten zoals --------- [FIGUUR: Schematische tekening van een korf met vochtvreterkristallen boven een opvangbak, met de labels 'korf met vochtvreter-kristallen', 'zeefje' en 'opvangbak'.] --------- kelders en meterkasten te drogen, kan men gebruik maken van een zogenoemde vochtvreter. Deze bestaat uit een bevat ongeveer 450 gram calciumchloride dat op een soort zeefje boven een opvangbakje wordt geplaatst. Het calciumchloride neemt het water op, waarbij het hydraat $CaCl_2 \cdot 2H_2O$ ontstaat. 3p 8 Bereken hoeveel gram water 450 gram calciumchloride op deze wijze kan opnemen. In de gebruiksaanwijzing van de vochtvreter staat onder andere het volgende: tekst- fragment 2 „Zodra de kristallen met vocht zijn verzadigd, lossen deze in het aangetrokken water op dat in de bak zal druppelen. Afhankelijk van de luchtvochtigheid zal dit na een dag tot enkele weken gebeuren. Voor een optimale werking de bak regelmatig legen. Vlekken veroorzaakt door vochtvreterkristallen of vloeistof uit de opvangbak kunt u verwijderen met natriumsulfaat. Maak een 5% oplossing in water en sprenkel deze over de vlek. Ongeveer 30 minuten laten inwerken. Hierna het water laten verdampen met behulp van een föhn of een straalkachel. Het achterblijvende poeder kunt u met een stofzuiger weghalen.” Jochem wil onderzoeken wat bedoeld wordt met ‘optimale werking’. Hij heeft daar de volgende hypothesen over: I Wanneer de bak regelmatig geleegd wordt, is de maximale hoeveelheid water die gebonden wordt, groter dan wanneer de bak niet regelmatig geleegd wordt. II Wanneer de bak regelmatig geleegd wordt, wordt het water sneller dan wanneer de bak niet regelmatig geleegd wordt. Om te onderzoeken of de hypothesen juist zijn, wil Jochem één of meer experimenten uitvoeren. Daarvoor moet eerst een werkplan worden gemaakt. 4p 9 Geef een werkplan voor één of meer experimenten waarmee Jochem voor beide hypothesen kan onderzoeken of de hypothesen juist zijn. Wanneer bij het verwijderen van een vlek, veroorzaakt door vloeistof uit de opvangbak, overmaat natriumsulfaat oplossing wordt gebruikt, kan na het drogen een poeder worden opgezogen. Dit poeder bestaat uit een aantal vaste zouten. 3p 10 Geef de formules van alle zouten in het poeder. 200017 23 3 Lees verder ### Pagina 4 Cycloon Lees het eerste deel van het artikel ,,Wervelwind houdt hoogovens schoon" op het informatieblad. Dit eerste deel heeft de aanduiding: tekstfragment 3. Tekstfragment 3 handelt over de productie van ruwijzer met behulp van het huidige hoogovenproces. In onderstaand blokschema is dit productieproces weergegeven. In het schema zijn de namen van een deel van de stoffen weergegeven met de letters A, B, C, D, E en F. blok- schema 1 [FIGUUR: Blokschema met twee fabrieken. Fabriek 1 ontvangt stof A en produceert stof B en stof C. Stof C gaat naar fabriek 2 (hoogoven). Fabriek 2 ontvangt ook stof D en produceert stof E en stof F. IJzererts gaat naar fabriek 1. Ruwijzer verlaat fabriek 2.] ijzererts fabriek 2 A fabriek 1 C hoog- oven D E F 3p 11 ☐ Welke stoffen worden aangeduid met de letters A, B, C, D, E en F? Noteer je antwoord als volgt: A: ... B: ... C: ... D: ... E: ... F: ... In de regels 2 en 3 van tekstfragment 3 staat op welke wijze cokes uit steenkool wordt gemaakt. Bij dit proces mag geen lucht aanwezig zijn. 2p 12 ☐ Leg uit waarom bij de productie van cokes geen lucht aanwezig mag zijn. In de regels 6, 7 en 8 van tekstfragment 3 staat dat koolstofmono-oxide het ijzererts ($Fe_2O_3$) reduceert tot ruwijzer (Fe). 2p 13 ☐ Leg uit aan de hand van de gegeven formules of bij de omzetting van ijzererts in ruwijzer een redoxreactie optreedt. 200017 23 4 Lees verder ### Pagina 5 Lees het tweede deel van het artikel „Wervelwind houdt hoogovens schoon” op het informatieblad. Dit tweede deel heeft de aanduiding: tekstfragment 4. Tekstfragment 4 gaat over een nieuw ijzerproductieproces. Bij dit nieuwe productieproces wordt gebruikgemaakt van een smeltvat met daarboven een zogenoemde cycloonreactor. In het Engels wordt deze installatie Cyclone Convertor Furnace (CCF) genoemd. Het proces wordt CCF-proces genoemd. In figuur 1 staat een schematische tekening van een CCF. [FIGUUR: Schematische tekening van een CCF met aanduidingen voor ertsen, steenkool, zuurstof, smeltvat, cycloonreactor en ruwijzer en slak.] In de regels 12 en 13 van tekstfragment 4 staat dat door de extreem hoge temperatuur de chemische reacties in de cycloon supersnel verlopen. Uit tekstfragment 4 blijkt dat, behalve de hoge temperatuur, er nog andere factoren zijn waardoor de omzetting van het ijzererts in de cycloonreactor supersnel verloopt. 2p 14 Noem twee van deze factoren. Om de zeer hoge temperatuur te bereiken wordt, naast fijn ijzererts, ook zuurstof in de cycloonreactor geblazen. Daardoor vindt in de cycloonreactor een verbranding plaats. Van één van de aanwezige stoffen wordt een gedeelte verbrand. 1p 15 Geef de naam van de stof die in de cycloonreactor wordt verbrand. In de tekstfragmenten is sprake van twee soorten ijzeroxiden, door de schrijver ijzeroxide- (tekstfragment 3, regel 8) en ijzer(II)oxide (tekstfragment 4, regel 15) genoemd. De formules van deze oxiden zijn respectievelijk $Fe_2O_3$ en FeO. In de scheikunde gebruikt men Romeinse cijfers in de naam om onderscheid te maken tussen beide oxiden. 1p 16 Geef de naam van FeO, waarbij je gebruik maakt van een Romeins cijfer. In het CCF-proces vindt de vorming van ijzer uit ijzererts in twee opeenvolgende reacties plaats. De schrijver van het artikel legt in tekstfragment 4, de regels 13 tot en met 16, uit wat er bij de eerste reactie gebeurt. Je zou hieruit kunnen opmaken dat ijzeroxide bestaat uit ijzeratomen en zuurstofatomen. Dit is niet juist. 1p 17 Geef de naam van het soort deeltjes waaruit ijzeroxide bestaat. 200017 23 5 Lees verder Voor alle eindexamens, zie www.eindexamens.nl. Voor de perfecte voorbereiding op je eindexamen, zie ook www.ssl.nl. Pagina: 2070 ### Pagina 6 ```json { "description": "Deze pagina behoort tot een Scheikunde examen (waarschijnlijk Havo/VWO) en bevat opgaven met betrekking tot chemische reacties, milieu-impact van industriële processen, de werking van koelsystemen en organische chemie. De pagina bevat twee belangrijke secties: 'IJzerproductie' en 'Koelmiddel'.\n\nVisuele elementen:\n- Tekst met omschrijvingen en vragen.\n- Een schematische figuur (figuur 2) van een gesloten koelinstallatie, die bestaat uit een koelruimte, een verdamper (1) en een condensor (2), waarbij pijlindicaties de circulatie van 'gas' en 'vloeistof' en de stroom van het koelmiddel aangeven.\n- Een structuurformule voor HFK-134a (CH2F-CF3), visueel weergegeven met atomen H, C, F en hun bindingen.\n\nWiskundige/wetenschappelijke concepten:\n- Chemische reactievergelijkingen (vraag 18, 22), stoichiometrie en massaberekeningen (vraag 20: omzetting van ton Fe2O3 naar ton Fe, met een conversiefactor 1,0 ton = 1,0·10^3 kg).\n- Milieuwetenschappen: impact van industriële processen (CCF-proces versus hoogovenproces) op het milieu (vraag 19), ozonlaagafbraak door CFK's en de rol van HFK's als alternatieven (vragen 21, 22).\n- Fysica/Thermodynamica: principe van verdamping voor koeling (vraag 21).\n- Organische chemie: structuurformules en systematische naamgeving van organische verbindingen (HFK-134a) (vraag 23, met structuurformule als visuele hint).\n\nVan de student wordt gevraagd:\n- Een chemische reactievergelijking op te stellen.\n- Argumenten te formuleren op basis van gegeven tekstfragmenten.\n- Een stoichiometrische berekening uit te voeren met eenhedenconversie.\n- Een fisisch principe (koeling door verdamping) uit te leggen.\n- Een reactievergelijking voor ozonafbraak te geven.\n- De systematische naam te bepalen van een organische stof aan de hand van de structuurformule. ", "summary": "Examenpagina scheikunde met vragen over chemische reacties, stoichiometrie (Fe2O3 naar ### Pagina 7 Bij de productie van HFK-134a is etheen een beginstof. De productie gebeurt in drie stappen die hieronder in een blokschema zijn weergegeven. [FIGUUR: Blokschema met drie reactoren achter elkaar. Reactor 1 krijgt etheen en chloor als input en produceert 1,2-dichlooretheen en waterstofchloride. Reactor 2 krijgt 1,2-dichlooretheen, chloor en waterstoffluoride als input en produceert 1,1,2-trichloor-1,2,2-trifluoretheen en waterstofchloride. Reactor 3 krijgt 1,1,2-trichloor-1,2,2-trifluoretheen en waterstof als input en produceert 1,1,1,2-tetrafluorethaan (HFK-134a) en waterstofchloride.] 2p 24 Is de reactie die plaatsvindt in reactor 1 een additiereactie? Geef een verklaring voor je antwoord. 2p 25 Geef de vergelijking van de reactie die plaatsvindt in reactor 2. Gebruik hierbij de formules zoals ze in blokschema 2 zijn weergegeven. 2p 26 Bereedeneer aan de hand van blokschema 2 hoeveel mol HCl er in totaal ontstaat bij de productie van 1,0 mol HFK-134a uit etheen. Er is een methode ontwikkeld voor de recycling van de grote hoeveelheid HCl die bij de productie van HFK-134a ontstaat. Bij deze methode wordt door middel van elektrolyse het gas HCl omgezet in $H_2$ en $Cl_2$. Bij de elektrolyse wordt aan de ene elektrode het gas HCl omgezet in $Cl_2$ en $H^+$. De vergelijking van deze halfreactie is: $$2 \text{ HCl} \rightarrow \text{ Cl}_2 + 2 \text{ H}^+ + 2 \text{ e}^-$$ Het $H^+$ dat ontstaat, gaat naar de andere elektrode en wordt omgezet in $H_2$. 2p 27 Vindt de omzetting van HCl in $Cl_2$ en $H^+$ plaats aan de positieve of aan de negatieve elektrode? Geef een verklaring voor je antwoord. Bij de elektrolyse van HCl gas ontstaan dus $Cl_2$ gas en $H_2$ gas. Al het $Cl_2$ gas en een deel van het $H_2$ gas worden opnieuw gebruikt voor de productie van HFK-134a, de rest van het $H_2$ gas wordt afgevoerd. Het blokschema van de productie van HFK-134a kan worden uitgebreid met de strofstromen die ontstaan doordat het product wordt uitgebreid met de elektrolyse van het geproduceerde HCl gas. Op de bijlage is het uitgebreide blokschema getekend. 4p 28 Geef in het blokschema op de bijlage de ontbrekende strofstromen op de juiste wijze weer. Eiwit Hieronder is een stukje van de structuurformule van een eiwitmolecuul weergegeven. De bindingen in de hoofdketen zijn genummerd. [FIGUUR: Structuurformule van een deel van een eiwit, met genummerde bindingen in de hoofdketen.] Bij volledige hydrolyse worden alle peptidebindingen in het eiwitmolecuul verbroken. 2p 29 Geef de nummers van de bindingen in de bovenstaande structuurformule die peptidebindingen zijn. 1p 30 Geef de naam van het soort stoffen dat ontstaat bij de volledige hydrolyse van eiwitten. Let op: de laatste vragen van dit examen staan op de volgende pagina. 200017 23 7 Lees verder Beschikbaar ### Pagina 8 Rookgasreiniging Bij industriële processen kunnen gasvormige verbrandingsproducten ontstaan die belastend zijn voor het milieu. Deze verbrandingsproducten, meestal rookgassen genoemd, moeten worden behandeld alvorens ze de schoorsteen uit mogen. Hieronder is een deel van een artikel weergegeven waarin een mogelijke methode is beschreven. artikel 1 [FIGUUR: Schematische weergave van een biologische rookgasontzwaveling met vier stappen.] BIOLOGISCHE ROOKGASONTZWAWELING schoon verbrandingsgas contactplaten met natronloog rookgas (verbrandings- gas met SO2, NOx, (HCI)) natronloog en NaCl anaërobe bacteriën op drager- materiaal omzetting NOx naar stikstofgas anaërobe reactor stof zwavel waterstof- gas oxidatie tot zwavel zwavel natron- loog en NaCl aërobe bacteriën op draagermateriaal aërobe reactor filter gaswasser Biologische rookgasontzwaveling vindt plaats in een aantal gescheiden stappen. In de gaswasser komt de rook op een aantal contactplaten met natronloog. Het zwaveldioxide (SO2) lost daarin op als sulfiet. Ook de stikstofoxiden en eventueel HCl lossen op. De vloeistof gaat dan naar de anaërobe reactor. Daar wordt het sulfiet omgezet in sulfide. De NOx-en worden Als elektrondonor wordt water gebruikt. Zuurstof wordt geblazen. In deze reactor wordt tegelijkertijd NOx om- gezet naar stikstofgas. De sulfide-oplossing gaat daarna naar de aërobe reac- tor. Met behulp van lucht wordt het sulfide hier door bacteriën omgezet in zwavel, dat daarna afgescheiden en verkocht kan worden. Hierbij ontstaat bovendien water. Op het einde verlies aan natronloog ontstaat in de gas- wasser door de reactie met HCl tot keukenzout. Als de concentratie NaCl te hoog wordt, wordt het na- tronloog volledig vervangen. naar: Chemisch Weekblad 3p 31 ☐ Geef de vorming van sulfiet in de gaswasser in een reactievergelijking weer. Bij de beschrijving van het proces in de gaswasser staat: „Ook de stikstofoxiden en eventueel aanwezig HCl lossen op.” Het is niet juist dat HCl oplost. 2p 32 ☐ Geef een zin uit artikel 1 waaruit blijkt dat het niet juist is dat HCl oplost. Een proces dat plaatsvindt in de anaërobe reactor is de omzetting van NO2 tot N2. Dit is een redoxreactie. De vergelijking van de halfreactie van de oxidator is hieronder gedeeltelijk weergegeven. Enige coëfficiënten en e⁻ zijn weggelaten. NO2 + H2O → N2 + 8 OH⁻ 3p 33 ☐ Neem deze vergelijking over, voeg aan de juiste kant van de pijl e⁻ toe en maak de vergelijking kloppend door de juiste coëfficiënten in te vullen. In de aërobe reactor treedt ook een redoxreactie op. Daarbij is het sulfide de reductor. 2p 34 ☐ Geef de formule van de stof die in de aërobe reactor als oxidator optreedt. Uit de tekst en de bijbehorende tekening in artikel 1 kun je opmaken dat keukenzout niet op dezelfde manier van het natronloog kan worden afgescheiden als zwavel. Dit wordt veroorzaakt doordat keukenzout en zwavel verschillen in eigenschappen. 1p 35