Exam (elaborations)
5HAVO scheikunde hoofdstuk 11, Duurzame chemie
- Course
- Institution
oefentoets hoofdstuk 11, Duurzame chemie chemie overal
[Show more]
1 review
By: hilawaqar786 • 2 year ago
Seller
Follow
chemistrymaster2012
Reviews received
Content preview
hoofdstuk 11: Duurzame chemieToetsvragen
1
Salpeterzuur
Salpeterzuur is een grondstof voor de productie van stikstofhoudende vaste en vloeibare meststoffen.
Een bereidingswijze van salpeterzuur, HNO3, kan als volgt in een blokschema worden weergegeven
(zie onderstaand figuur):
In blok 1 wordt stof X verbrand.
a Welke stof is stof X? Leg je antwoord goed uit.
b Geef de vergelijking van de reactie in blok I.
c Geef de vergelijking van de reactie in blok II.
d Geef de vergelijking van de reactie in blok III.
Het massapercentage salpeterzuur in de salpeterzuuroplossing die de fabriek verlaat, is 60%. Neem
aan dat de dichtheid van de salpeterzuuroplossing1,0 g mL–1 is.
e Bereken de molariteit van salpeterzuur in de salpeterzuuroplossing.
2
Steenkoolcentrale
Wanneer een elektriciteitscentrale (zwavelhoudende) steenkool als brandstof gebruikt, moeten de
verbrandingsproducten ontzwaveld worden.
Men laat dan het ontstane SO2 met zuurstof en ammoniak reageren. Hierbij ontstaat
ammoniumsulfaat, een kunstmest.
Dit proces is als volgt samen te vatten:
stap 1:Het verbrandingsgas met SO2 wordt ‘gewassen’ met een oplossing van ammoniak in water.
SO2 reageert dan met NH3 en H2O. Er ontstaat een oplossing van ammoniumsulfiet, 2 NH4+(aq) +
SO32−(aq).
stap 2: De oplossing van ammoniumsulfiet reageert met zuurstof uit de lucht. Hierbij ontstaat een
oplossing van ammoniumsulfaat, 2 NH4+(aq) + SO42−(aq).
stap 3: De oplossing van ammoniumsulfaat wordt ingedampt.
a Geef de (reactie)vergelijkingen bij elk van de drie stappen in het proces.
Een centrale van 200 MW verbruikt per uur 1,00∙102 ton steenkool. Het massapercentage zwavel in
de steenkool is 0,90%.
b Laat door een berekening zien dat er 2,8∙104 mol SO2 per uur bij de verbranding ontstaat.
90 procent van de hoeveelheid SO2 die je in vraag b hebt berekend, reageert met NH3 en H2O (stap 1
hierboven).
c Laat door een berekening zien dat er 2,5∙104 mol sulfietionen wordt gevormd.
d Bereken hoeveel ton ammoniumsulfaat per uur geproduceerd kan worden.
,3
Methanolproductie
Vrijwel alle methanol, CH4O, wordt geproduceerd uit koolstofmono-oxide en waterstofgas. Deze
reactie verloopt onder invloed van een katalysator. Het rendement van deze reactie is kleiner dan
100%.
a Schrijf de reactievergelijking van deze reactie op.
Het bovenstaande proces is in een zogenaamd blokschema weer te geven:
b Neem het schema op je proefwerkpapier over en zet de juiste stoffen bij de pijlen.
c Leg uit wat er in elk van de blokken gebeurt.
d Waar moet je in het schema de katalysator plaatsen?
De methanolbereiding vindt plaats bij een druk van 50 tot 100 bar.
e Verklaar waardoor de snelheid van de reactie tussen koolstofmono-oxide en waterstof bij
hogere druk groter is.
4
Aardolie
Aardolie is een mengsel van vloeistoffen. Het wordt door destillatie gescheiden in fracties.
a Heeft een aardoliefractie een kookpunt of een kooktraject? Licht je antwoord toe.
Nafta en kerosine zijn allebei aardoliefracties.
b Geef voor elk van beide fracties een toepassing.
In een naftakraker wordt de naftafractie gekraakt. Eén van de beginstoffen van de kraakreactie is
C8H18. Hierbij ontstaat onder andere C3H6.
c Geef de naam en structuurformule van C3H6.
d Geef de vergelijking van deze kraakreactie in molecuulformules.
C3H6 wordt gebruikt voor de productie van een kunststof.
e Geef de structuurformule en de naam van deze kunststof.
f Leg uit dat deze kunststof niet duurzaam is.
,5
Zwavelzuur
Pyriet, FeS2, wordt gebruikt om zwavelzuur te maken. De bereiding verloopt in drie stappen. In
onderstaand blokschema is de bereiding van zwavelzuur uit pyriet schematisch weergegeven.
a Geef de vergelijking van de reactie die in stap 1 plaatsvindt.
Tijdens stap 2 ontstaat een stof die in het blokschema als stof X is aangeduid.
b Geef de formule van stof X.
c Geef de vergelijking van de reactie in blok 3.
We nemen aan dat het rendement van de reacties in alle drie de blokken 100 procent is.
De som van de drie reactie vergelijkingen is:
4 FeS2(s) + 15 O2(g) + 8 H2O(l) → 2 Fe2O3(s) + 16 H+(aq) + 8 SO42−(aq)
d Bereken hoeveel ton zwavelzuur er kan worden gemaakt uit 1,0 ton FeS2?
e Bereken de atoomenergie van deze reactie.
f Bereken de E-factor van deze reactie.
g Leg uit welke informatie de atoomeconomie en de E-factor van een reactie geven.
6
Ethanol
In een ethanolfabriek wordt ethanol, C2H6O, gemaakt uit etheen en water.
a Geef de vergelijking van deze reactie.
Het rendement van deze ethanolbereiding is minder dan 100 procent.
b Welke stoffen bevinden zich in het reactiemengsel?
Het reactiemengsel is gasvormig. Door af te koelen worden twee stoffen uit het reactiemengsel
vloeibaar.
c Welke twee stoffen zijn dat?
De twee vloeibare stoffen worden gescheiden. Daarna heeft men zuivere ethanol in handen.
d Welke scheidingsmethode past men dan toe?
Hieronder staat een nog niet ingevuld blokschema voor de ethanolbereiding.
e Neem het blokschema over en geef met een woord aan welk proces in elk blok plaatsvindt.
f Zet bij de pijlen de juiste formules.
, 7
IJzer
IJzer wordt gemaakt uit ijzererts. Dit proces vindt plaats in een hoogoven. IJzererts bestaat
voornamelijk uit Fe2O3.
a Wat is de lading van het ijzerion in Fe2O3?
In een hoogoven reageert Fe2O3 met koolstofmonooxide. Hierbij ontstaat onder andere ijzer.
b Geef de vergelijking van de reactie tussen Fe 2O3 en koolstofmonooxide.
c Leg uit dat de reactie tussen Fe2O3 en koolstofmonooxide een redoxreactie is.
De temperatuur waarbij de reactie tussen Fe2O3 en koolstofmonooxide optreedt is zo hoog dat het
ijzer in de vloeibare fase ontstaat.
d Zoek in je Binas op hoe hoog de temperatuur minimaal moet zijn.
8
Koelmiddel
CFK-12 is een koelmiddel dat veel in koelkasten is toegepast. De molecuulformule van CFK-12 is
CCl2F2. Aangezien deze stof de ozonlaag aantast, moet het CFK-12 uit oude koelkasten onschadelijk
worden gemaakt. Dit kan door CFK-12 bij hoge temperatuur met waterdamp te laten reageren. Daarbij
ontstaan de gassen HF, HCl en CO2.
a Geef de vergelijking van bovengenoemde reactie.
De ontstane gassen worden afgekoeld en vervolgens volledig omgezet in andere stoffen. Een
blokschema van dit proces staat hieronder.
In reactor 1 reageren zowel HCl als CO2 met een NaOH-oplossing. Na afloop is al het HCl en CO2
volledig omgezet en er is geen opgelost NaOH meer aanwezig.
b Geef de vergelijkingen van de twee reacties die in reactor 1 optreden.
In reactor 2 reageert vast calciumhydroxide met opgelost HF. Daarbij ontstaat onder andere vast
calciumfluoride. Na afloop is al het HF volledig omgezet en er is geen vast calciumhydroxide meer
over.
c Geef de vergelijking van deze reactie die in reactor 2 optreedt.
d Welke scheidingsmethode wordt toegepast in de scheidingsruimte?
In de oplossing die de scheidingsruimte verlaat zijn nog drie ionsoorten aanwezig.
e Geef de namen en formules van deze drie ionsoorten.
9
Methaan
In moerasgebieden is veel rottend plantaardig materiaal aanwezig. Het plantaardig materiaal bestaat
uit cellulose, (C6H10O5)n.
Tijdens het rottingsproces reageert cellulose met water tot methaan en koolstofdioxide. Beide gassen
ontstaan in de molverhouding 1 : 1.
a Geef de vergelijking van deze reactie.
b Bereken hoeveel kg methaan en hoeveel kg koolstofdioxide kan ontstaan uit 1,0 kg cellulose.
Neem bij deze berekening aan dat de letter ‘n’ in de formule van cellulose 100 is.
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller chemistrymaster2012. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $5.89. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
67474 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now