Chemische reacties
Zuren en basen
Massaverhoudingen
...
antwoorden
antwoorden
antwoorden
antwoorden

Hoofdstuk 3
Massaverhoudingen

§1 Relatieve atoommassa
§2 Massaverhouding
§3 Overmaat

 

§1     Relatieve atoommassa

In dit hoofdstuk gaan we rekenen aan de massaverhoudingen waarin stoffen reageren of ontstaan. We beginnen in de eerste paragraaf met het bestuderen van de massa van atomen en moleculen.

Hieronder zien we nogmaals het periodiek systeem. Linksboven elk element staat de zogenaamde relatieve atoommassa. De massa is in dit geval niet gegeven in kilogram, maar in de atomaire massaeenheid (u). Een waterstofatoom (H) heeft bijvoorbeeld een massa van 1,0 u. zuurstofatoom (O) heeft een massa van 16,0 u en een ijzeratoom (Fe) heeft een massa van 55,8 u. We kunnen de massa in u als volgt omrekenen naar kilogram:

$$ 1 \text{ u} = 1,66 \times 10^{-27} \text{ kg} $$

Met deze kennis kunnen we bijvoorbeeld de massa van het gemiddelde watermolecuul berekenen. Water (H2O) bestaat uit twee waterstofatomen (H) met volgens het periodiek systeem elk een massa van 1,0 u en een zuurstofatoom (O) met een massa van 16,0 u. De totale massa van een watermolecuul wordt hiermee 1,0 + 1,0 + 16,0 = 18,0 u. We kunnen dit als volgt naar kilogram omrekenen:

$$ 18,0 \text{ u} \times 1,66 \times 10^{-27} = 2,99 \times 10^{-26} \text{ kg} $$

We kunnen nu ook het massapercentage van zuurstof in water uitrekenen. De massa van het zuurstofatoom is 16,0 u is en de massa van een watermolecuul is 18,0 u. Als we het massapercentage van het watermolecuul gelijkzetten aan 100%, dan kunnen we hiermee het massapercentage van zuurstof uitrekenen:

Massa 18,0 u 16,0 u
Massaprocent 100 % 88,9 %

88,9% van water bestaat dus uit zuurstofatomen.

De twee waterstofatomen hebben samen een massa van 1,0 + 1,0 = 2,0 u. Op een soortgelijke manier vinden we het massapercentage van waterstofatomen in water:

Massa 18,0 u 2,0 u
Massaprocent 100 % 11,1 %

11,1% van water bestaat dus uit waterstofatomen.

Dit zijn trouwens precies de percentages die we vinden als we water ontleden door middel van elektrolyse. Als we beide gassen wegen, dan vinden we inderdaad dat voor elke 11,1 gram waterstof die vrijkomt er 88,9 gram zuurstof wordt geproduceerd.

         Voorbeeld

 

Vraag:

Per dag wordt in een fabriek 1200 ton bauxiet (Al2O3) verwerkt tot aluminium door middel van elektrolyse. Bereken hoeveel ton aluminium per dag kan worden geproduceerd. Bepaal hiervoor eerst de massa van Al2O3 en van de aluminiumionen in deze verhoudingsformule.

Antwoord:

In het periodiek systeem vinden we dat de massa van een aluminiumatoom gelijk is aan 27,0 u. De massa van een zuurstofatoom is 16,0 u. Al2O3 heeft dus een massa van 27,0 + 27,0 + 16,0 + 16,0 + 16,0 = 102,0 u. Het aluminium in dit zout heeft een massa van 27,0 + 27,0 = 54,0 u.

Als we het massapercentage van het bauxiet gelijkzetten aan 100%, dan kunnen we hiermee het massapercentage van aluminium uitrekenen:

Massa 102,0 u 54,0 u
Massaprocent 100 % 52,9411 %

Er wordt in totaal per dag 1200 ton bauxiet verwerkt (1 ton = 1000 kg). Met een verhoudingstabel vinden we hoeveel ton overeenkomt met 52,9411 %:

Massa 1200 ton 635 ton
Massaprocent 100 % 52,9411 %

Er wordt dus 635 ton aluminium geproduceerd per dag (in 3 significante cijfers).

 

         Leerdoelen:
  • Zorg dat je met behulp van het periodiek systeem de relatieve atoommassa's kan vinden in de atomaire massaeenheid (u) en zorg dat je hiermee o.a. de massa van moleculen kan berekenen.
  • Zorg dat je de atomaire massaeenheid (u) kan omrekenen naar kilogram (kg).
  • Zorg dat je het massapercentage van een atoomsoort in een stof kan achterhalen met behulp van de relatieve atoommassa's.

         Opdrachten
  1. Bereken de massa van de volgende moleculen in in u en kg.
    1. (2p) Koolstofdioxide
    2. (2p) Waterstofperoxide
    3. (2p) Methaan
    4. (2p) Glucose
    5. (2p) Fluor
  2. (1p) Reken de massa van een koolstofdioxidemolecuul uit de vorige vraag om in kilogram.
  3. Bij elektrolyse van keukenzout ontstaat natrium en chloorgas.
    1. (3p) Bereken het massapercentage van natrium in keukenzout.
    2. (1p) Bereken het massapercentage van chloor in keukenzout.
  4. Bij elektrolyse van bauxiet (Al2O3) ontstaat aluminium en zuurstof.
    1. (3p) Bereken het massapercentage van aluminium in bauxiet.
    2. (1p) Bereken het massapercentage van zuurstof in bauxiet.
  5. Een leerling verbrandt 100 gram sucrose (C12H22O11). Hierbij ontstaat koolstof en water.
    1. (4p) Bereken hoeveel gram koolstof bij de verbranding ontstaat. Bereken hiervoor eerst het massapercentage koolstof in sucrose.
    2. (1p) Bereken hoeveel gram water bij de verbranding ontstaat.
  6. Een brok ijzererts (Fe2O3) heeft een massa van 4,5 kg.
    1. (4p) Bereken hoeveel kilogram ijzer hieruit te winnen is. Bereken hiervoor eerst het massapercentage van ijzer in ijzererts.
    2. (1p) Bereken hoeveel kilogram zuurstof in de erts zit.
    3. (2p) Per dag verwerkt een hoogoven 2500 ton Fe2O3. Bereken hoeveel ton ijzer deze hoogoven per dag maximaal kan produceren.
  7. (4p) Een vaccin bevat 1,34 mg aluminiumfosfaat (AlPO4). Laat met een berekening zien dat het aluminiumfosfaat in het vaccin 0,30 mg aluminiumionen bevat.
    (Bron: Examen VMBO-T, 2023-1)
  8. (4p) Een oplossing bevat 4,12 mg natriumhydroxide per mL. Bereken de concentratie hydroxide-ionen in mg/mL in deze oplossing.

 

§2     Massaverhouding

In deze paragraaf gaan we leren uitrekenen in welke massaverhouding verschillende stoffen met elkaar reageren of bij een reactie ontstaan.

Met de relatieve atoommassa’s uit de vorige paragraaf kunnen we achterhalen in welke verhouding stoffen met elkaar reageren of in welke verhouding stoffen ontstaan bij een reactie. Neem bijvoorbeeld het ontleden van water (H2O), waarbij waterstof (H2)en zuurstof (O2) ontstaat. De reactie is hieronder weergegeven:

De 4 waterstofatomen hebben een massa van 1,0 × 4 = 4,0 u en de 2 zuurstofatomen hebben een massa van 16,0 × 2 = 32,0 u. Waterstof en zuurstof ontstaan hier dus in de volgende massaverhouding:

$$ 4,0 : 32,0 $$

Wat betekent dit? Als we bijvoorbeeld 4,0 gram waterstof produceren, dat ontstaat ook 32,0 gram zuurstof. Omdat de massa van de stoffen voor de reactie gelijk moet zijn aan de massa na de reactie, weten we ook dat deze hoeveelheid waterstof en zuurstof is ontstaan uit 4,0 + 32,0 = 36,0 gram water.

         Voorbeeld

 

Vraag:

Een leerling ontleedt 50,0 gram waterstofchloride. Bereken hoeveel gram waterstof en hoeveel gram chloor hierbij vrijkomt. Bereken hiervoor eerst de massaverhouding waarin chloor en waterstof ontstaan. Gebruik hierbij de volgende reactievergelijking:

Antwoord:

Volgens het periodiek systeem hebben 2 waterstofatomen een massa van 1,0 × 2 = 2,0 u en hebben 2 chlooratomen een massa van 35,5 × 2 = 71,0 u. Bij deze reactie ontstaan waterstofgas en chloorgas dus in de massaverhouding:

$$ 2,0 : 71,0 $$

Als we bijvoorbeeld 2,0 gram waterstof produceren, dan ontstaat er ook 71,0 gram chloor. Dit moet zijn ontstaan uit 2,0 + 71,0 = 73,0 gram waterstofchloride.

We kunnen op basis hiervan de onderstaande verhoudingstabel maken. We kunnen hiermee uitrekenen hoeveel gram waterstofgas en hoeveel gram chloorgas er vrijkomt bij de ontleding van 50,0 gram waterstofchloride (zoals gevraagd is):

Waterstof 2,0 gram 2,25 gram
Chloor 71,0 gram 79,9 gram

Er ontstaat dus 1,4 gram waterstof en 48,6 gram chloor.

 

         Voorbeeld

 

Vraag:

Noteer de reactievergelijking van de verbranding van magnesium.

Antwoord:

Bij deze reactie ontstaat magnesiumoxide. Dit is een zout. Een magnesiumion heeft lading 2+ en een zuurstofion heeft lading 2-. Deze ionen vormen een neutraal zout met de verhoudingsformule MgO. Een eerste poging tot een reactievergelijking wordt hiermee:

$$ \text{... Mg} + \text{... O}_2 \rightarrow \text{... MgO}$$

Deze vergelijking maken we als volgt kloppend:

$$ \text{2 Mg} + \text{O}_2 \rightarrow \text{2 MgO}$$

Vraag:

Een leerling verbrandt 16,5 gram magnesium. Bereken hoeveel gram zuurstof we hiervoor nodig hebben.

Antwoord:

Nu we de reactie hebben kunnen we de massaverhouding berekenen van het magnesium en de zuurstof bij de reactie.

Met behulp van het periodiek systeem vinden we dat 2 zuurstofatomen een massa hebben van 16,0 × 2 = 32,0 u en 2 magnesiumatomen hebben een massa van 24,3 × 2 = 48,6 u. De massaverhouding tussen zuurstof en magnesium wordt hiermee:

$$ 32,0 : 48,6 $$

In de vraag lezen we dat 16,5 gram magnesium verbrand is. Met een verhoudingstabel berekenen we hoeveel zuurstof hiermee reageert:

Zuurstof 32,0 gram 10,86 gram
Magnesium 48,6 gram 16,5 gram

Er heeft dus 10,9 gram zuurstof gereageerd.

Vraag:

Bereken hoeveel magnesiumoxide hierbij ontstaat.

Antwoord:

Als 16,5 gram magnesium en 10,9 gram zuurstof met elkaar reageren, dan ontstaat er 16,5 + 10,9 = 27,4 gram magnesiumoxide.

 



Open het periodiek systeem in een nieuwe tab.

         Leerdoelen:
  • Zorg dat je met de relatieve atoommassa's in het periodiek systeem de massaverhouding kan vinden waarin stoffen met elkaar reageren of waarbij stoffen ontstaan bij een reactie
  • Zorg dat je met de massaverhouding kan uitrekenen hoeveel gram je nodigt hebt om stoffen volledig met elkaar te laten reageren of hoeveel gram er van verschillende stoffen ontstaan bij een reactie

         Opdrachten
    1. (1p) 11,1 gram waterstof reageert met 88,9 gram zuurstof, hoeveel gram water ontstaat hierbij.
    2. (1p) Bij de ontleding van zoutzuur ontstaat 2,0 gram waterstof en 71,0 gram chloor. Hoeveel gram zoutzuur is hiervoor ontleed.
    3. (2p) Bij de volledige ontbranding van 4,0 gram methaan ontstaat 9,0 gram water en 11,0 gram koolstofdioxide. Hoeveel gram zuurstof heeft er gereageerd?
    4. Magnesium en broom reageren met elkaar.
      1. (3p) Geef de reactievergelijking van de reactie.
      2. (2p) Bereken de massaverhouding waarin deze stoffen met elkaar reageren.
      3. (1p) Bereken hoeveel gram magnesium reageert met 60 gram broom.
      4. (1p) Bereken hoeveel gram magnesium reageert met 10 kg broom.
      5. (1p) Bereken hoeveel gram broom reageert met 60 gram magnesium.
      6. (1p) Bereken hoeveel gram broom reageert met 28 kg magnesium.
      7. (2p) Bereken de massa van de magnesiumbromide die bij vraag c t/m f is ontstaan.
    5. Als een scheikundedocent een mengsel van waterstof met zuurstof met een lucifer aansteekt, hoort de klas een knal.
      1. (1p) Welke stof wordt er gevormd bij deze reactie?
      2. (2p) Geef de reactievergelijking van de reactie.
      3. (2p) Bereken de massaverhouding waarin deze stoffen met elkaar reageren.
      4. (1p) Bereken hoeveel gram waterstof reageert met 28 gram zuurstof.
      5. (1p) Bereken hoeveel gram zuurstof reageert met 15 mg waterstof.
      6. (1p) Bereken hoeveel gram water bij deze twee reacties is ontstaan.
      7. (2p) Bereken hoeveel gram waterstof en zuurstof nodig zijn voor 54 gram water.
    6. Bij de verbranding van glucose (C6H12O6) ontstaat koolstofdioxidegas en waterdamp.
      1. (2p) Schrijf de reactievergelijking op.
      2. (4p) Bereken de massaverhouding waarin glucose en zuurstof met elkaar reageren.
      3. (2p) Bereken hoeveel zuurstof er nodig is als we 8 gram glucose verbranden.
    7. (2p) Magnesium, water en zuurstof kunnen met elkaar reageren volgens de volgende reactievergelijking: $$ \text{2 Mg} + \text{O}_2 + \text{2 H}_2\text{O} \rightarrow \text{2 Mg(OH)}_2 $$ Een druppel water heeft een massa van 0,05 gram. Bereken hoeveel gram magnesium hiermee kan reageren.
    8. (2p) Met beluchting kunnen ijzerionen uit water verwijderd worden. De ijzerionen worden hierbij omgezet tot Fe(OH)3. De vergelijking van deze reactie is hieronder weergegeven. $$ \text{4Fe}^{2+} + \text{O}_2 + \text{2H}_2\text{O} + \text{8HCO}_3^{-} \rightarrow \text{4Fe(OH)}_3 + \text{8CO}_2 $$ Bereken hoeveel kg O2 nodig is om 50,0 kg Fe2+-ionen uit het water te verwijderen

    9. (Bron: Examen VMBO-T, 2023-1)
    10. Een koperdraad in een bekerglas wordt overgoten met een kleurloze oplossing. Deze oplossing bevat o.a. zilverionen (Ag+). Op het koper ontstaat een grijswit laagje zilver en de oplossing in het bekerglas verandert hierbij van kleur. De chemische reactie die dit veroorzaakt kan als volgt worden weergegeven: $$ \text{2Ag}^+\text{(aq)} + \text{Cu(s)} \rightarrow \text{2Ag(s)} + \text{Cu}^{2+}\text{(aq)} $$
      1. (2p) Bepaal de massaverhouding waarin de zilverionen en het koper met elkaar reageren. Laat zien dat dit gelijk is aan 3,40 : 1,00.
      2. (2p) Bereken hoeveel mg koper maximaal kan reageren met 50,0 mL kleurloze oplossing die 21,6 mg zilverionen per mL bevat.
    11. (3p) De productie van waterstof met behulp van bruinkool kan vereenvoudigd worden weergegeven met de volgende vergelijking: $$ \text{2C} + \text{O}_2 + \text{2H}_2\text{O} \rightarrow \text{2CO}_2 + \text{2H}_2 $$ Bereken hoeveel kg H2 volgens deze reactie maximaal kan ontstaan per ton bruinkool (1 ton = 1000 kg). Neem aan dat bruinkool 65 massaprocent C bevat.
      (Bron: Examen VMBO-T, 2023-2)
    12. Een leerling onderzoekt in welke massaverhouding krijt en azijnzuur met elkaar reageren. Hij weegt 5,0 gram krijt af en doet dit in een erlenmeyer. De leerling voegt dan steeds 5 mL azijn toe en meet telkens hoeveel koolstofdioxide er ontstaat. Zijn metingen staan beschreven in de volgende grafiek:
      1. (1p) Waardoor gaat de grafiek op den duur horizontaal lopen?
      2. (1p) Bepaal het volume van de azijn dat heeft reageert met het krijt.
      3. (2p) De azijn bevat 0,10 gram azijnzuur per mL. Bepaal hiermee de massaverhouding waarin krijt en azijnzuur met elkaar reageren.

 

§3     Overmaat

In veel gevallen is er bij een reactie te veel van één van de stoffen aanwezig, waardoor niet alles kan reageren en dus een deel van de beginstoffen overblijft. We spreken dan van een overmaat. In deze paragraaf gaan we hier mee rekenen.

Stel we laten 25,0 gram magnesium en 25,0 gram zuurstof met elkaar reageren. Hoeveel gram magnesiumoxide ontstaat er dan? In de vorige paragraaf hebben we gezien dat zuurstof en magnesium reageren met massaverhouding 32,0 : 48,6. Hiermee kunnen we bijvoorbeeld uitrekenen hoeveel gram magnesium we kunnen laten reageren met 25,0 gram zuurstof.

Zuurstof 32,0 gram 25,0 gram
Magnesium 48,6 gram 38,0 gram

Als we 25,0 gram zuurstof willen laten reageren, dan hebben we dus wel 38,0 gram magnesium nodig. Maar we hebben slechts 25,0 gram magnesium, dus deze informatie is niet bruikbaar. Laten we in plaats daarvan eens uitrekenen hoeveel gram zuurstof er nodig is om 25,0 gram magnesium te laten reageren:

Zuurstof 32,0 gram 16,5 gram
Magnesium 48,6 gram 25,0 gram

Er is dus slechts 16,5 gram zuurstof nodig om 25,0 gram magnesium te laten reageren. Maar we begonnen met 25,0 gram zuurstof. Dit betekent dat als alle magnesium gereageerd heeft, er nog steeds 25,0 - 16,5 = 8,5 gram zuurstof over is. We zeggen dan dat de zuurstof in overmaat aanwezig is.

Er is in dat geval 25,0 + 16,5 = 41,5 gram magnesiumoxide is ontstaan bij de reactie. We vatten de reactie als volgt samen:

$$ \textbf{25,0 } \mathrm{g\;magnesium} + \textbf{25,0 } \mathrm{g\;zuurstof} \rightarrow \textbf{41,5 } \mathrm{g\;magnesiumoxide} + \textbf{8,5 } \mathrm{g\;zuurstof} $$


Open het periodiek systeem in een nieuwe tab.

         Leerdoelen:
  • Zorg dat je met de massaverhouding kan uitrekenen hoeveel van een bepaalde stof na een reactie in overmaat aanwezig is.

         Opdrachten
  1. Bij het verbranden van magnesium reageren zuurstof en magnesium met elkaar. Ga uit van een massaverhouding van 32,0 : 48,6.
    1. (2p) 10 g magnesium reageert met 6 g zuurstof. Welke stof is in overmaat aanwezig? Hoeveel van deze stof is na de reactie nog over?
    2. (1p) Hoeveel magnesiumoxide is er ontstaan?
    3. (2p) 7,5 g magnesium reageert met 5,7 g zuurstof. Welke stof is in overmaat aanwezig? Hoeveel van deze stof is na de reactie nog over?
    4. (1p) Hoeveel magnesiumoxide is er ontstaan?
  2. Zwavel (S8) en ijzer (8 Fe) reageren met elkaar tot ijzer(II)sulfide (8 FeS). Ga uit van een massaverhouding van 32,1 : 55,8.
    1. (2p) 4 gram zwavel reageert met 10 gram ijzer. Welke stof is in overmaat aanwezig? Hoeveel van deze stof is na de reactie nog over?
    2. (1p) Hoeveel ijzer(II)sulfide is er ontstaan?
    3. (2p) 10 gram zwavel reageert met 7 gram ijzer. Welke stof is in overmaat aanwezig? Hoeveel van deze stof is na de reactie nog over?
    4. (1p) Hoeveel ijzer(II)sulfide is er ontstaan?
  3. Als magnesium (Mg) met fosfor (P4) reageert, ontstaat het zout magnesiumfosfide. Het zout komt voor als een geel-groene vaste stof.
    1. (2p) Geef de verhoudingsformule van magnesiumfosfide.
    2. (2p) Geef de reactievergelijking van het ontstaan van magnesiumfosfide.
    3. (2p) Geef de massaverhouding waarbij magnesium en fosfor met elkaar reageren bij de productie van magnesiumfosfide.
    4. (2p) Een persoon laat 50,0 gram magnesium reageren met 50,0 gram fosfor. Welke stof is in overmaat aanwezig? Hoeveel gram is er van deze stof over na de reactie?
    5. (1p) Hoeveel gram magnesiumfosfide is er ontstaan?
  4. (3p) Een leerling mengt azijn en drie eetlepels soda. Hij gebruikt hiervoor azijn dat 40 gram azijnzuur per liter bevat. Bereken welke stof in overmaat was: soda of azijnzuur. Ga bij de berekening uit van de volgende gegevens:
    - Er is 50 mL azijn gebruikt.
    - Drie eetlepels soda (Na2CO3) bevatten samen 9,0 gram.
    - De massaverhouding soda : azijnzuur is bij deze reactie 5,3 : 6,0.
    (Bron: Examen VMBO-T, 2022-1)
  5. Grafeen (C) kan geproduceert worden uit CaCO3 met behulp van de volgende reactie: $$ \text{CaCO}_3 + \text{2 Mg} \rightarrow \text{2 MgO} + \text{C} $$
    1. (2p) Bereken hoeveel gram grafeen maximaal kan ontstaan uit 15 gram calciumcarbonaat.
    2. (1p) De reactie die is uitgevoerd is hieronder in een blokschema weergegeven. Noteer welke stof in overmaat aanwezig was volgens het blokschema. Licht je antwoord toe.


    (Bron: Examen VMBO-T, 2021-1)
  6. Turners gebruiken 'turnmagnesium' om de handen stroef te maken. Dit poeder is een mengsel van magnesiumzouten. Een van deze zouten is magnesiumcarbonaat. Een leerling onderzoekt hoeveel magnesiumcarbonaat aanwezig is in turnmagnesium. Ze gebruikt de opstelling die hieronder is weergegeven. De leerling weegt 420 mg turnmagnesium af in een erlenmeyer. Vervolgens voegt ze volgens voorschrift zoutzuur toe en doet het stopje met een buisje erdoor op de erlenmeyer. De inhoud van de erlenmeyer gaat bruisen. Het zoutzuur reageert met carbonaationen waarbij koolstofdioxide ontstaat. Het gevormde koolstofdioxide wordt opgevangen. Na afloop van de reactie is 75,9 mL koolstofdioxide ontstaan. De leerling berekent hiermee hoeveel magnesiumcarbonaat heeft gereageerd.

    1. (1p) Zoutzuur bestaat uit watermoleculen en nog twee andere soorten deeltjes. Welke andere deeltjes zijn dit?
    2. (1p) De leerling concludeert op basis van haar waarnemingen dat de reactiesnelheid steeds verder afneemt aan het einde van de proef. Leg uit hoe je dit kan zien.
    3. (1p) Het stopje moet direct na het toevoegen van zoutzuur op de erlenmeyer geplaatst worden. Geef aan waarom de uitkomst van de berekening te laag zal zijn als het stopje te laat geplaatst wordt.
    4. (2p) De leerling berekent dat 288 mg magnesiumcarbonaat heeft gereageerd. Laat met een berekening zien dat deze uitkomst klopt. Ga uit van de volgende gegevens:
      - De massaverhouding bij de reactie is MgCO3 : CO2 = 84,3 : 44,0.
      - 1,00 mL CO2 heeft een massa van 1,98 mg.
    5. (3p) Behalve magnesiumcarbonaat bevat turnmagnesium nog andere zouten. Een daarvan, het magnesiumoxide, reageert ook met zoutzuur, maar vormt hierbij geen gas. Geef de vergelijking van de reactie van magnesiumoxide met zoutzuur.
    6. (1p) De hoeveelheid zoutzuur in het voorschrift is een ruime overmaat. Geef aan waarom een overmaat zoutzuur nodig is voor de juiste uitkomst.
    7. (1p) De leerling berekent de massa magnesiumcarbonaat uit de gevormde hoeveelheid gas. Ze vraagt zich af of ze ook zou kunnen rekenen met de hoeveelheid zoutzuur die is verbruikt wanneer het bruisen stopt. Geef aan waarom de verbruikte hoeveelheid zuur een te hoge uitkomst oplevert.

    (Bron: Examen VMBO-T, 2022-1)
  7. Uit malachiet (Cu2CO3(OH)2) kan volgens een oud voorschrift in twee stappen zuiver koper worden gemaakt. Eerst wordt malachiet verhit, waarbij koper(II)oxide (CuO) ontstaat. De reactie die hierbij plaatsvindt, is hieronder onvolledig weergegeven. De formule van één stof is weergegeven met een X. $$ \text{Cu}_2\text{CO}_3\text{(OH)}_2 \rightarrow \text{2 CuO} + \text{CO}_2 + \text{X} $$ Uit het koper(II)oxide wordt vervolgens in de tweede stap koper gemaakt.
    1. (2p) Malachiet is opgebouwd uit koper(II)ionen en twee verschillende soorten negatieve ionen. Geef de namen van deze twee soorten negatieve ionen.
    2. (1p) Welk type reactie is reactie 1? Kies uit: een neerslagreactie, een ontledingsreactie, een verbrandingsreactie of een zuur-basereactie.
    3. (1p) Geef de formule van de ontbrekende stof (X).
    4. (3p) Een docent verhit 5,0 gram malachiet. Na afloop van reactie 1 is 2,9 gram koper(II)oxide aanwezig. Bereken met behulp van de vergelijking van reactie 1 of alle malachiet is omgezet. Gebruik voor Cu2CO3(OH)2 de massa 221 u en voor CuO de massa 79,5 u.
    5. (2p) Het koper(II)oxide (CuO) wordt in een bolbuis verhit, waarbij tegelijkertijd methaan door de bolbuis stroomt. Het koper(II)oxide reageert met een deel van het methaan tot koper, koolstofdioxide en water. Hierbij ontstaat een gasmengsel. Dit gasmengsel stroomt de bolbuis uit en wordt verbrand. Deze opstelling is hieronder afgebeeld:

      Geef de vergelijking van de reactie van koper(II)oxide met methaan.
    6. (2p) Het totale proces om koper te maken uit malachiet is in het onderstaande blokschema weergegeven. De namen van twee stoffen zijn vervangen door Y en Z.

      Geef de namen van de stoffen die horen bij de pijlen Y en Z.
      (TIP: In de afbeelding zien we de namen malachiet en koper in woorden staan. Noem de stoffen Y en Z daarom ook in woorden. Als je formules gebruikt, dan verlies je een punt).

    (Bron: Examen VMBO-T, 2022-2)

Stoffen die je uit je hoofd moet kennen:

Atomen

Metalen

Niet-metalen

Natrium

Na

Waterstof

H

Kalium

K

Koolstof

C

Magnesium

Mg

Stikstof

N

Calcium

Ca

Fosfor

P

Barium

Ba

Zuurstof

O

Chroom

Cr

Zwavel

S

IJzer

Fe

Fluor

F

Nikkel

Ni

Chloor

Cl

Platinum

Pt

Broom

Br

Koper

Cu

Jood

I

Zilver

Ag

Helium

He

Goud

Au

Neon

Ne

Zink

Zn

Argon

Ar

Cadmium

Cd

 

Kwik

Hg

Aluminium

Al

Tin

Sn

Metalloïde

Lood

Pb

Silicium

Si




Moleculen

Water

H2O

Waterstofperoxide

H2O2

Koolstofdioxide

CO­2

Koolstofmonoxide

CO

Methaan

CH4

Ammoniak

NH3

Ethanol (alcohol)

C6H12O

Glucose

C6H12O6

Edelgassen

X

Halogenen

X2

Stikstof

N2

Waterstof

H2

Zuurstof

O2

Ozon

O3




Samengestelde ionen

carbonaat-ion

CO32-

nitraat-ion

NO3-

sulfaat-ion

SO42-

fosfaat-ion

PO43-

hydroxide-ion

OH-

Ammonium-ion

NH4+




Zouten

Keukenzout

Natriumchloride

NaCl

Kalkwater

Calciumhydroxide

Ca(OH)2 (aq)

Kalksteen

Calciumcarbonaat

CaCO3

Soda

Natriumcarbonaat

Na2CO3

Natronloog

Natriumhydroxide

NaOH (aq)




Zuren

Basen

Triviale naam

Formule

Triviale naam

Formule

Zoutzuur

HCl (aq)

Natronloog

NaOH (aq)

Salpeterzuur

HNO3

Kalkwater

Ca(OH)2 (aq)

Zwavelzuur

H2SO4

Soda

Na2CO3

Koolzuurhoudend water

H2CO3 (aq)

Ammonia

NH3 (aq)

Azijnzuur

HAc

 

 

Fosforzuur

H3PO4

 

 




Zuur-ionen

Base-ionen

H+

OH-

 

O2-

 

CO32-

 

NH3




BINAS:
33 Elementen, symbolen, atoomnummers en atoommassa's
34 Periodiek systeem
36 Zuur-base-indicatoren
42 Triviale en rationele namen stoffen