Transcript Hs4 Zouten - uitwerkingensite.nl

Uitwerkingen Scheikunde Curie VWO Deel 1 Hoofdstuk 4 Zouten www.uitwerkingensite.nl
Curie vwo 1 • Antwoorden Hoofdstuk 4
Hoofdstuk 4
30
Zouten
Inleiding
4 .1
4.2
a
b
Leesopdracht.
In de techniek: beton; in de landbouw: kunstmest; in de kunst: verf.
a
1+
2+
1+
b
c
4.3
d
2-
e
12+
f
Er zijn vijf positieve ionsoorten. Elk positief ion kan zich binden aan vijf negatieve
ionsoorten. Er zijn minimaal vijf en maximaal 5 x 5 = 25 soorten zout opgelost.
4.1 / 4.2 Kenmerken van zouten / lonladingen
4.4
a
b
c
d
e
f
g
Een stof die uit ionen is opgebouwd.
Een verbinding, opgebouwd uit ionen.
De binding tussen positieve en negatieve ionen door elektrische aantrekking.
Hetzelfde als de elektrovalentie: de waarde van de lading die een element in de ionvorm
kán hebben: 1+, 2+, enzovoort of 1-, 2-, enzovoort.
De regelmatige rangschikking van ionen in de vaste fase.
Een deeltje dat slechts één kern heeft en een elektrische lading .
Een deeltje dat méér kernen heeft en een elektrische lading.
4.5
Leerwerk: zorg dat je dit grondig doet, want deze namen en formules heb je alle volgende
hoofdstukken nodig!
4.6
a
b
c
d
e
4.7
4.8
f
g
h
Cu(OHh
Ca(HC03}i
NH4 HSO,
Fe2(SO.b
FeCl2
Eigen voorbeelden.
a
b
c
d
4.9
AICl3
K20
cas
KiSO,
Na2Si03
a
b
koper(ll)chloride
ammoniumcarbonaat
platina(ll )hydroxide
bariumsulfiet
In een vast metaal kunnen elektronen vrij bewegen door het rooster; elk metaalatoom
heeft een of meer vrije elektronen. In een vast zout kunnen de ionen niet vrij bewegen,
zij vormen het rooster.
In vloeibare metalen zijn ook vrije elektronen en is er dus stroomgeleiding , denk aan
kwik. In vloeibare zouten kunnen de ionen vrij bewegen, dus de stroom geleiden .
4.10
Dat zijn: d. NaOH(I); e. Mg(s); g. CaF2 (1): gesmolten zouten (d, g) en metalen (e) kunnen
elektrische stroom geleiden.
4.11
De smelt- en kookpunten van metalen en zouten zijn redelijk tot zeer hoog. De bindende
krachten in de roosters zijn dus sterk.
4.12
AIK(SO, Ji
4.13
a
b
Ca.A12(Si0 3 ),
Een verhoudingsformule: het is een zout, een verbinding van metalen en niet-metalen.
31
Curie vwo 1 • Antwoorden Hoofdstuk 4
4.14
a
b
c
d
4.15
a
b
c
4.16
PbS2
Cr02
SnCI.
UF6
e
f
g
h
Cu20
Hg2SO.
Cr203
Mn02
tin(IV)ftuoride
lood(IV)oxide
tin(ll )oxide
a
Naam
mineraal
tenoriet
kooeralans
malachiet
cuoriet
borniet
kooerkies
b
c
d
Formule
mineraal
CuO
Cu2S
cu,/OHJ,CO,
cu.o
Cu,Fes.
CuFeS,
Massa in u
Massa Cu in u
Massaoercentaae Cu
79,55
159,16
221, 13
143 10
501,84
183,52
63,55
127,10
127,10
127.10
317,75
63,55
79.89%
79,86%
57,48%
88,82%
63,32%
34,63%
Het grootste percentage koper komt dus voor in cupriet.
Het kan worden gewonnen op makkelijk toegankelijke plaatsen; Het komt in grote
concentraties voor op bepaalde plaatsen; Het bevat ook het waardevolle element ijzer.
tenoriet: koper(ll)oxide; koperglans: koper(l)sulfide.
2 sulfide-ionen hebben een totale lading van 2 x 2- = 4-. De metaalionen van Cu en Fe
moeten dus samen een lading van 4+ hebben. Dit kan op twee manieren: de combinatie
Cu' en Fe 3' en de combinatie Cu 2' en Fe2•.
4 .3 Zouten en water
4.17
a
Omringing van ionen door watermoleculen.
Zouten die in hun kristallen water bevatten.
c Het in zoutkristallen gebonden water.
d Is een stof waarvan slechts weinig in een oplosmiddel oplost.
e De watermoleculen die een ion omringen.
f
Vloeistof waarin vaste deeltjes zweven.
g Vergelijking van het oplossen van een zout in water.
h De vorming van een vast zout als water verdampt.
i
Een oplossing die de maximale hoeveelheid van een bepaalde opgeloste stof bevat.
Een mogelijk begrippenschema is:
b
+ kristalwater
uitkristalliseren ver2adigde oplossin
zouthydraat
oplosvergelijking
goed
oplosbaar
zout
watermantel
slecht
oplosbaar
,- -
hydratatie
suspensie
Curie vwo 1 • Antwoorden Hoofdstuk 4
4.18
a
b
CuCl2(s) 7 Cu2·(aq) + 2 Cr(aq)
CuC12(s) 7 Cu(s) + C12(g)
Cu2·(aq) + 2 Cl-(aq) 7 Cu(s) + Cl2(g)
Cu2·(aq) + 2 Cl-(aq) 7 CuCl2(s)
Proces (1) is het oplossen, (Il) is het ontleden van koper(ll)chloride. (111) is de elektrolyse
van een koper(ll)chloride-oplossing. (IV) is het indampen of uitkristalliseren van een
koper(lt)chloride-oplossing.
(Il) en (111) zijn chemische reacties: bij deze twee processen ontstaan nieuwe stoffen,
koper en chloor. Bij (1) en (IV) is er alleen sprake van een toestandsovergang van vast
naar opgelost of andersom.
4.19
a
b
c
d
e
f
NaBr(s) 7 Na'(aq) + Br-(aq)
CuSO,(s) 7 Cu2'(aq) + SO/ -(aq)
K3PO.(s) 7 3K'(aq) + P0,3- (aq)
NH.,N03(S) 7 NH, \aq) + N03-(aq)
Al2(SO,h(s) 7 2 Al3.~q) + 3 so,2-(aq)
ZnS0,.7H20(s) 7 Zn '(aq) + SO/-(aq) + 7 H.20(1)
4.20
a
b
c
bariumbromidedihydraat
kobalt(ll)chloridehexahydraat
mangaan(Il)nitraattetrahydraat
4.21
a
b
c
K'(aq) + 1-(aq) -? Kl(s)
2 NH;(aq) + SO/-(aq)-? (NH,)iSO.(s)
Mg 2'(aq) + 2 Ac-(aq) -? Mg(Ach(s)
of: Mg2'{aq) + 2 CH. ,coo-(aq) 7 Mg(CH3C00)2(s)
Cu2'(aq) + SO/-(aq) + 5 H. 20(1) 7 CuS04 .5H20(s)
d
4.23
a
b
c
d
4.24
a
32
In KAISi 30 8 is Si 4+ en de ladingsbalans (1+) + (3+) + 3 x (4+) + 8 x (2-) = O
In Al 2Si 20 5 (0H), is, als Si weer 4+ is, de lad ingsbalans in orde: 2 x (3+) + 2 x (4+) + 5 x
(2-) + 4 x (1-) = 0. In Si0 2 is Si weer 4+: (4+) + 2 x ~2-) = O
2 KA1Si30 8 + 3 H.20 -? Al2Si20 5(0H.), + 4 Si02 + 2 K + 2 OH-.
Zelfstandige opdracht.
Voordelen: makkelijk schoon te houden, weinig schoonmaakmiddel nodig bij het
onderhoud; kan lang mee.
Nadelen: hoge energiekosten en veel afvalwater bij de productie; makkelijk breekbaar
en dan nièt meer bruikbaar.
M(MgCl2.6H. 20) = (95,22) + 6 x (18.02) = 203,34. Massapercentage Mg in deze stof:
24·31 • 100% = 11,96%.
203,34
b
20,33 g opgelost hydraat bevat 0, 1196 x 20,33 g = 2,431 g Mg2•. In 100 g oplossing is
dat 2,43 massaprocent.
Massapercentage Cl in deze stof:
2 x 35.45 • 100% 34,87%.
203,34
=
20,33 g opgelost hydraat bevat 0,3487 x 20,33 g = 7,089 g Cl. In 100 g oplossing is dat
7,09 massaprocent.
Curie vwo 1 · Antwoorden Hoofdstuk 4
33
4.414.5 Neers lagreacties/ Toepassingen v an neerslagreacties
4 .25
a
b
c
d
4.26
Nee: een 'g' betekent dat aluminiumnitraat goed oplosbaar is in water, een 's' betekent dat
ijzer(lll)hydroxide slecht oplosbaar is in water.
4.27
Bariumsulfaat lost slecht op in water en zal zich dus nauwelijks (via lichaamsvocht en bloed)
door het lichaam verspreiden.
4.28
Niet mee eens: De suspensie is namelijk niet via een reactie (uit twee oplossingen)
ontstaan, maar doordat calciumcarbonaat slecht oplosbaar is.
4.29
a
b
c
d
e
f
g
Ca2'(aq) + co,2-(aq) -7 CaC03(s)
Pb2.(aq) + so/-(aq) -7 PbSO.(s)
Geen reactie.
Mg2•(aq) + s 2-(aq) -> MgS(s) (MgS is matig oplosbaar.)
Ba2 ·(aq) + 20H"(aq) + Zn2•(aq) + so/-(aq) -7 BaSO.(s) + Zn(OHh(s) (Je mag ook
beide neerslagvormingen als twee aparte vergelijkingen schrijven.)
3 Cu 2•(aq) + 2 P0,3-(aq) -7 Cu3 (PO,h(s)
Pb2.(aq) + 21-(aq) -7 Pbl2(s)
4 .30
Nee, dit is niet mogelijk: beide stoffen zijn slecht oplosbaar volgens tabel 45 A. Je kunt dus
ook geen neerslagreactie ver1<rijgen met een van beide.
4.31
a
b
'magnesiumionen geven een neerslag met sulfietionen.' Of: 'magnesiumsulfiet is slecht
oplosbaar.'
'magnesiumchloride is goed oplosbaar' Of: 'magnesiumionen en chloride-ionen
reageren geven geen neerslagreactie met elkaar.'
4.32
a
b
In groep 2, de aardalkalimetalen.
Sr staat tussen Ca en Ba in. De verwachte oplosbaarheid zal dus tussen die van het
matig oplosbare calciumsulfaat en het slecht oplosbare bariumsulfaat in liggen.
4.33
a
b
c
Ba 2·(aq) + 20 H"(aq) + Cu2'(aq) + so,Z-(aq) -7 BaSO.(s) + Cu(OH)z(s)
De (totale) ionenconcentratie in de oplossing daalt zolang neerslag wordt gevormd.
Op een gegeven moment (punt A) hebben alle barium ionen en hydroxide-ionen
gereageerd met (respectievelijk) de sulfaationen en de koper(ll)ionen. Als je dan
doorgaat met het toedruppelen van de koper(ll)sulfaatoplossing komen er weer vrije
ionen in de oplossing en gaat de oplossing weer geleiden.
Er zullen op punt A toch nog (zeer kleine hoeveelheden) vrije ionen in het water zijn
omdat de slecht oplosbare zouten BaS04 en Cu(OH). niet totaal onoplosbaar zijn.
d
4.34
a
b
!.
Een mengsel met fijn verdeelde. niet-opgeloste, vaste stofdeeltjes die in een vloeistof
zweven.
Een vaste stof die uit een suspensie bezonken is.
Een reactie waarbij uit twee oplossingen een slecht oplosbare vaste stof ontstaat.
lonen die wel in de oplossing aanwezig zijn, maar niet aan een (neerslag)reactie
deelnemen.
Eén van de volgende vergelijkingen:
3 Pb2.(aq) + 2 PO,3-(aq) -7 Pb3(PO,)z(s)
Fe3\aq) + P0,3-(a~ -7 FeP04 (s)
3 Cu ·(aq) + 2 PO, (aq) -7 Cu3 (P0 4 h(s)
Al3 •(aq) + P0 .3-(aq) 7 AIP0 4(s)
IJzerverbindingen komen overal in de natuur voor en de zouten ervan zijn goedkoop.
Lood- en koperionen zijn zware metaalionen, die als ze in overmaat worden toegevoegd
om alle fosfaationen in het afvalwater te verwijderen, in het milieu terechtkomen.
Curie vwo 1 • Antwoorden Hoofdstuk 4
4.35
a
b
c
34
Dit gaat goed: los de stof op; als er een gedeelte niet oplost kan dit een verontreiniging
met calciumfosfaat zijn.
Geen reactievergelijking .
Dit gaat niet: er is geen enkel positief ion dat niet met sulfietionen, maar wel met
sulfaationen een neerslag geeft.
Los de stof op; voeg een (natrium)fluoride-oplossing toe: als er een neerslag ontstaat, is
het magnesiumnitraat, want magnesiumfluoride is slecht oplosbaar.
Reactievergelijking: Mg2 · (aq) ... 2 F-(aq) -7 MgF2 (s)
4.36
Maak een oplossing van magnesiumsulfaat en van natriumcarbonaat of
ammoniumcarbonaat; voeg beide oplossing bij elkaar; filtreer het neerslag af. dit is
magnesiumcarbonaat.
4.37
(1) kan door de gootsteen; magnesiumcarbonaat is geen verbinding van een zwaar metaal.
(Il) kan door de gootsteen; ijzer(ll)sulfaat is wel een verbinding van een zwaar metaal, maar
geldt als uitzondering.
(111) moet in het afvalvat 'Zware metalen'; zilvernitraat is eeri verbinding van een zwaar
metaal.
(IV) moet in het afvalvat 'Zware metalen'; bariumcarbonaat is een verbinding van een zwaar
metaal.
(V) mag in de prullenbak; is een poedervormig metaal. Grotere hoeveelheden komen in
aanmerking voor hergebruik en worden apart ingezameld.
(VI) kan door de gootsteen; geen verbindingen van zware metalen (kan eventueel als NPKkunstmest voor planten dienen).
Curie vwo 1 ·Antwoorden Hoofdstuk 4
35
Afsluiting
4.38
4.39
a
b
De stof lost op in water, hierdoor komen er steeds meer vrije ionen in het water.
a
Cu2 (0H}2C03
Een verhoudingsformule, want de stof bestaat uit ionen.
Ja: want er zullen onder andere vrije koperionen ontstaan.
b
c
Als de oplossing verzadigd is, lost er geen calciumsulfaat meer op en is er geen
toename in de concentratie van vrije ionen.
4.40
In aluminiumnitride bevinden zich Al3• ionen en nitride-ionen . De formule van het laatste ion
kun je uit het periodiek systeem afleiden en is N'-. (N staat als driewaardig element in groep
15, naast het tweewaardige element O in groep 16.)
De aantrekkingskracht tussen deze driewaardige ionen is, bij gelijke afstand, 9x groter dan
de aantrekkingskracht tussen de eenwaardige ionen K. en er. De hardheid en het
smeltpunt zullen afhangen van de aantrekkingskrachten in het ionrooster.
4.41
Soda is natriumcarbonaatdecahydraat, zie SINAS tabel 103 A.
M(Na2 C03 .10H 20) 106,0 +10x(18,02) 286,0
180 2
massapercentage water =
· • 100% = 63,00%.
286,0
a FeCl3 .6H2 0
b FeCl3.6H,O(s) ' Fe"'(aq) + 3 Cl-(aq) + 6 H,0(1)
c lichtgeel (zie BINAS 65 A); deze kleur wordt veroorzaakt door de ijzer(lll)ionen met een
watermantel, Fe3'(aq).
d Het water ontsnapt/ verdampt; er blijft watervrij FeCl3 (s) over.
e De hoeveelheid water die is opgenomen door het ijzer(lll)chloride is nu niet bekend: als
de klonten er vochtig uitzien is niet al het water als kristalwater gebonden.
4.42
=
=
4.43
a
b
c
4.44
Maak oplossingen van natriumfosfaat en calciumchloride of calciumnitraat. Meng de twee
oplossingen, calciumfosfaat slaat dan neer:
3 Ca'°(aq) + 2 P0.3-(aq)' Ca3(P04 '2{s)
Filtreer het mengsel, spoel het residu na met water en droog het.
4.45
a
b
4.46
a
b
c
geen reactie.
2
2 Ag\aq) + so.2-(aq) + Ba ·(aq) + 2 Cr(aq)' 2 AgCl(s) + BaSO.(s)
2
3 Pb (aq) + 2 PO. '-(aq) ' Pb3(PO.),(s)
Water toevoegen aan het mengsel; natriumfluoride lost dan op; filtreren; het residu is
(slecht oplosbaar) calciumfluoride; aan het filtraat (bijvoorbeeld) een oplossing van
magnesiumchloride toevoegen; als er een neerslag ontstaat, bevatte het filtraat
(opgelost) natriumfluoride.
Het zout oplossen; (bijvoorbeeld) een oplossing van NaOH of Na2C03 toevoegen; Bij
aanwezigheid van MgCl2 vormt zich een neerslag van Mg(OH), of MgC0 3
Ca2P04(0H); Ca 3(P04)(0H)3; Ca.(P0 4)(0H)5; Ca5(P04)3(0H) etc.
Een verhoudingsformule: het is een zout, een verbinding van metalen en niet-metalen.
ca,PO.F; Ca3(PO,)F3; Ca.(PO,)Fs; Cas(P0,)3F etc.