Edexcel GCSE Chemistry/Sciencetggsscience.weebly.com/uploads/2/9/2/8/29284241/c1... · 2018-09-10 · S39589A0318 3 Turn over Answer ALL questions Some questions must be answered

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5CH1H/01Additional Sample Assessment MaterialTime: 1 hour

Chemistry/ScienceUnit C1: Chemistry in our World

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*S39589A0118*S39589A©2011 Edexcel Limited.

6/8/8/2/

Instructions• Use black ink or ball-point pen.• Fill in the boxes at the top of this page with your name, centre number and candidate number.• Answer all questions.• Answer the questions in the spaces provided – there may be more space than you need.

Information• The total mark for this paper is 60. • The marks for each question are shown in brackets – use this as a guide as to how much time to spend on each question.• Questions labelled with an asterisk (*) are ones where the quality of your written communication will be assessed – you should take particular care with your spelling, punctuation and grammar, as

well as the clarity of expression, on these questions.

Advice• Read each question carefully before you start to answer it.• Keep an eye on the time.• Try to answer every question.• Check your answers if you have time at the end.

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*S39589A0218*

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Some questions must be answered with a cross in a box . If you change your mind about an answer, put a line through the box and then mark your new answer with a cross .

Metal carbonates

1 (a) Limestone contains a large percentage of calcium carbonate.

Complete the sentence by putting a cross ( ) in the box next to your answer.

Waste gases are produced by some power stations. These waste gases are passed through limestone to remove

(1) A carbon monoxide

B nitrogen

C smoke

D sulfur dioxide

4

*S39589A0418*

(b) Most metal carbonates decompose when they are heated. The products are the solid metal oxide and carbon dioxide gas.

A student heated equal masses of different metal carbonates using the same Bunsen flame in each case.

The bar chart shows the mass lost by each metal carbonate after it had been heated for two minutes.

Use the data to explain which of the metal carbonates seems to be the most thermally stable.

(2)

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HEAT

metal carbonate

1.4

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0

mass lost / g

barium carbonate

magnesium carbonate

calcium carbonate

copper carbonate

5


(c) Write the balanced equation for the decomposition of copper carbonate, CuCO3, to copper oxide and carbon dioxide.

(2)

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(d) The decomposition of calcium carbonate produces calcium oxide. Calcium oxide reacts with water. The equation for the reaction is

CaO + H2O → Ca(OH)2

(i) 5.6 g of calcium oxide reacts with water to form 7.4 g of calcium hydroxide.

Calculate the mass of the water that has reacted.(1)

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answer = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . g

(ii) Describe how the solid calcium hydroxide could be used to test for carbon dioxide.

(2)

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(Total for Question 1 = 8 marks)

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*S39589A0618*

Cracking

2 (a) Crude oil is separated into fractions by fractional distillation.

Which of these fractions contains hydrocarbon molecules with the largest number of carbon atoms?

Put a cross ( ) in the box next to your answer. (1)

A bitumen

B diesel oil

C fuel oil

D kerosene

(b) Fractions from crude oil contain alkanes. Some fractions containing larger alkane molecules are cracked.

(i) When a fraction containing alkanes is cracked, the products are different alkanes and another type of hydrocarbon.

Give the name of the other type of hydrocarbon produced.(1)

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(ii) A molecule with the formula C18H38 is cracked to give one molecule of ethene, C2H 4, and one other molecule only.

Complete the equation for this reaction.(1)

C18H38 → C2H 4 + ………….. . . .…………..

(iii) Draw the structure of one molecule of ethene, C2H4, showing all bonds.(2)

7


(c) The table shows the percentage composition of one type of crude oil and the relative demand for each of the fractions.

fraction percentage composition (%) relative demand

gases 4 10

petrol 15 28

kerosene 20 5

diesel oil 37 14

fuel oil 21 3

bitumen 3 1

Explain why cracking is necessary.(3)

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*S39589A0818*

Acids

3 (a) Hydrochloric acid is produced in the stomach.

(i) Give two reasons why the stomach produces hydrochloric acid.(2)

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(ii) Complete the sentence by putting a cross ( ) in the box next to your answer.

An indigestion tablet removes excess acid by(1)

A breaking down food in the stomach

B diluting the food in the stomach

C making the contents of the stomach more acidic

D neutralising the excess acid

(iii) Some indigestion tablets contain magnesium carbonate.

Write the word equation for the reaction of magnesium carbonate with hydrochloric acid.

(2)

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(b) The diagram shows the electrolysis of hydrochloric acid. Chlorine is produced in this process.

(i) Which of the following statements is not correct for ALL electrolysis experiments?

Put a cross ( ) in the box next to your answer.(1)

A a direct current supply is used

B compounds are decomposed

C electrical energy is used

D the products are always gases

(ii) Chlorine is given off in this experiment.

Describe the test to show the gas is chlorine. (2)

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(iii) Explain one precaution that should be taken if hydrochloric acid is electrolysed on a large scale.

(2)

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chlorine hydrogen

hydrochloric acid

6 V d.c. supply

+ –

10

*S39589A01018*

Fuels

4 (a) Coal is a solid fuel. When coal is burned in air, three of the products are carbon dioxide, water and

sulfur dioxide.

(i) Give the name of the three elements that must be present in coal. (2)

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(ii) State a problem that can be caused by releasing sulfur dioxide into the atmosphere.

(1)

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(b) A student was comparing how much heat was produced when different liquid hydrocarbons were burned.

One of the hydrocarbons was placed in the burner. The burner was placed under 100 cm3 of water in a container and the hydrocarbon

was ignited. The hydrocarbon was allowed to burn for one minute. The temperature rise in the water and the mass of fuel burned were found.

The experiment was repeated for each hydrocarbon.

The table shows the student’s results.

hydrocarbon temperature rise in water / oC

mass of fuel burned / g

pentane 30 0.52

octane 43 0.75

dodecane 59 1.02

(i) Write the balanced equation for the complete combustion of pentane, C5H12, to form carbon dioxide and water.

(3)

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burner

water

thermometer

container

12

*S39589A01218*

(ii) When the hydrocarbons burn, a black deposit forms on the bottom of the container.

Explain why the black deposit forms.(2)

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(iii) The table shows that different hydrocarbons produce different temperature rises and that different masses of each hydrocarbon burned in one minute.

Use the students results to compare how effective the fuels are at producing heat energy.

(3)

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13


Metals

5 A few metals are found in the Earth as free metals. Most metals are found as compounds in ores. The picture shows an area from which copper ores have been extracted.

(a) Metals are produced from their ores but can also be obtained by recycling.

Explain why it is important to recycle metals.(2)

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(b) Copper is found combined as a compound, whilst gold is found as a free metal.

State what can be deduced about the relative reactivity of copper and gold.(1)

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(c) Metallic substances have many uses.

Which row of the table shows a metallic substance with its use and the property that enables the metal to be used in this way?

Put a cross ( ) in the box next to your answer.(1)

metallic substance use property

A aluminium overhead electrical cables high density

B copper coins high melting point

C gold jewellery corrodes

D steel artificial knee joints strong

(d) The extraction of a metal from its ore involves oxidation and reduction. Iron is extracted from its ore by reacting it with carbon monoxide. The equation for the reaction is

Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2

Explain either how this reaction involves oxidation or how this reaction involves reduction.

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*(e) Converting pure metals into their alloys changes the properties and the structures of the metals.

The uses of metals are increased by alloying the metals.

Describe how the alloys of aluminium and of gold and the alloy nitinol are more useful than the pure metals.

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Gases in the air

6 (a) The Earth’s early atmosphere contained a mixture of gases.

Complete the sentence by putting a cross ( ) in the box next to your answer.

The Earth’s early atmosphere contained a large amount of (1)

A argon

B carbon dioxide

C nitrogen

D oxygen

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(b) This experiment was carried out in a research laboratory some years ago. The experiment involved the use of white phosphorus, which smoulders as it

reacts with oxygen at room temperature. The phosphorus was put into the apparatus shown in the diagram.

The water level in the graduated tube was read. The apparatus was left for a few days. During this time, the water level in the graduated tube rose slowly and then

stopped rising. The final water level in the graduated tube was read.

Initial reading on graduated tube = 50 cm3

Final reading on graduated tube = 40 cm3

Explain how the readings taken in this experiment can be used to calculate the percentage of oxygen in the air.

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white phosphorus

graduated tube

18

*S39589A01818*

*(c) Some processes add carbon dioxide to today’s atmosphere. Other processes remove carbon dioxide from the atmosphere. As a result, the amount of carbon dioxide in the atmosphere can change.

Explain how carbon dioxide is added to and removed from today’s atmosphere.(6)

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TOTAL FOR PAPER: 60 MARKS

Additional Sample Mark Scheme

GCSE Science 2011

GCSE

GCSE Chemistry (5CH1H/01)

Edexcel Limited. Registered in England and Wales No. 4496750 Registered Office: One90 High Holborn, London WC1V 7BH

5CH1H/01 Additional Sample Mark Scheme

General Marking Guidance

• All candidates must receive the same treatment. Examiners must mark the first candidate in exactly the same way as they mark the last.

• Mark schemes should be applied positively. Candidates must be rewarded for what they have shown they can do rather than penalised for omissions.

• Examiners should mark according to the mark scheme not according to their perception of where the grade boundaries may lie.

• There is no ceiling on achievement. All marks on the mark scheme should be used appropriately.

• All the marks on the mark scheme are designed to be awarded. Examiners should always award full marks if deserved, i.e. if the answer matches the mark scheme. Examiners should also be prepared to award zero marks if the candidate’s response is not worthy of credit according to the mark scheme.

• For questions worth more than one mark, the answer column shows how partial credit can be allocated. This has been done by the inclusion of part marks eg (1).

• Where some judgement is required, mark schemes will provide the principles by which marks will be awarded and exemplification may be limited.

• When examiners are in doubt regarding the application of the mark scheme to a candidate’s response, the team leader must be consulted.

• Crossed out work should be marked UNLESS the candidate has replaced it with an alternative response.

Quality of Written Communication

Questions which involve the writing of continuous prose will expect candidates to:

• Write legibly, with accurate spelling, grammar and punctuation in order to make the meaning clear

• Select and use a form and style of writing appropriate to purpose and to complex subject matter

• Organise information clearly and coherently, using specialist vocabulary when appropriate.

Full marks will be awarded if the candidate has demonstrated the above abilities.

Questions where QWC is likely to be particularly important are indicated (QWC) in the mark scheme, but this does not preclude others.


General Information The following symbols are used in the mark schemes for all questions:

Symbol Meaning of symbol

eq Indicates that credit should be given for other correct alternatives to a word or statement

/ oblique Words or phrases separated by an oblique are alternatives to each other

{ } curly brackets

Indicate the beginning and end of a list of alternatives (separated by obliques) where necessary to avoid confusion

( ) round brackets

Words inside round brackets are to aid understanding of the marking point but are not required to award the point


Question Number

Answer Acceptable answers Mark

1(a) D

(1)

Question Number


1(b) An explanation linking the following points

• barium carbonate (1) • least mass loss (1)

(2)

Question Number


1(c) CuCO3 → CuO + CO2

• CuO (1) • CO2 (1)

additional incorrect balancing max 1

(2)

Question Number


1(d) (i) 7.4 - 5.6 (=1.8) (1)

(1)

Question Number


1(d) (ii) A description including two of the following points

• dissolve in water (1) • bubble carbon dioxide through

solution (1) • (solution) turns milky / cloudy

/ white (with carbon dioxide) (1)

make into solution

(2)


Question Number


2(a) A (1)

Question Number


2(b)(i) alkene(s) (1)

Question Number


2(b)(ii) C16H34

(1)

Question Number


2(b)(iii)

(2)

allow 1 mark for incorrect structure, but containing only two carbons and with double bond

(2)

Question Number


2(c) An explanation linking three of the following points

• surplus of larger molecules (diesel oil, fuel oil, bitumen (1)

• shortage of petrol / gases (1)

• shorter chain molecules more

useful (1)

alkenes formed (1) (alkenes can be used) to make polymers (1) Accept any other correct deduction from table

(3)


Question Number


3(a)(i) • to digest food (1) • to kill bacteria (1)

(2)

Question Number


3(a)(ii) D (1)

Question Number


3(a)(iii) magnesium carbonate + hydrochloric acid → magnesium chloride + water + carbon dioxide (2) if equation incorrect / incomplete allow magnesium chloride as product (1)

(2)

Question Number


3(b)(i) D (1)

Question Number


3(b)(ii) A description including the following points

• damp blue litmus paper (into gas) (1)

• (turns) red then bleached (1)

(2)

Question Number


3(b)(iii) An explanation linking the following points

• chlorine toxic (1) • (therefore) gas must not

escape (1)

Accept hydrogen flammable

(therefore) no naked flames

(2)


Question Number


4(a) (i) • carbon • hydrogen • sulfur

allow any one correct for 1 mark

(2)

Question Number


4 (a) (ii) acid rain / specific effect of acid rain (1)

Question Number


4(b)(i) • C5H12 + 8O2 → 5CO2 + 6H2O

• LHS formulae correct (1) • RHS formulae correct (1) • balancing correct formulae (1)

(3)

Question Number


4(b)(ii) A description linking two of the following points

• (black deposit is) carbon / soot (1)

• (formed by) incomplete

combustion (1)

• (formed because) insufficient / limited oxygen (1)

(2)


Question Number


4(b) (iii) Any three from the following points

• dodecane biggest temperature rise / pentane smallest rise (1)

• dodecane used faster /

pentane used slower (1) • dodecane gives out most heat

/ pentane gives out least (1) • comparison of temperature

rise per gram for three fuels / gram of fuel used per °C (1)

(3)


Question Number


5(a) An explanation linking two of the following points

• conserves resources (1) • avoids damage to

landscape/scarring (1)

• may save energy (1)

(2)

Question Number


5(b) gold less reactive (than copper) ORA

(1)

Question Number


5(c) D (1)

Question Number


5(d) An explanation linking the following points EITHER

• iron (oxide) is reduced (1) • (because) it has lost oxygen

(1) OR

• carbon (monoxide) is oxidised (1)

• (because) it has gained oxygen (1)

(2)


Question Number

Indicative Content Mark

QWC *5(e) A description including some of the following points aluminium

• aluminium used in aircraft • aluminium alloy remains low density • aluminium alloy is stronger

gold

• gold used in rings and jewellery • pure gold is soft • alloy is harder • smaller the carats / the less gold present, the stronger the alloy • alloy cheaper than pure metal

nitinol

• nitinol is alloy of nickel and titanium • shape memory alloy • smart material • regains shape after distortion • used e.g. in spectacle frames

• alloys generally stronger than pure metals • (because) in pure metals layers of particles slide over one another • different sized particles of other metal in alloy • disrupt / obstruct sliding

(6)

Level 0 No rewardable content 1 1 - 2 • a limited description including at least four relevant points

• the answer communicates ideas using simple language and uses limited scientific terminology

• spelling, punctuation and grammar are used with limited accuracy 2 3 - 4 • a description including at least five relevant points about the uses of at

least two metals / at least three relevant points about the uses of any of the metals, with an explanation making at least one point about structure

• the answer communicates ideas showing some evidence of clarity and organisation and uses scientific terminology appropriately

• spelling, punctuation and grammar are used with some accuracy 3 5 - 6 • a detailed description including at least seven relevant points about the use

of at least two metals, with an explanation making at least two points about the structure

• the answer communicates ideas clearly and coherently uses a range of scientific terminology accurately

• spelling, punctuation and grammar are used with few errors


Question Number


6(a) B (1)

Question Number


6(b) An explanation linking four of the following points

• (during experiment) oxygen removed (1)

• water level stops rising when

all oxygen removed (1)

• phosphorus oxide (formed) (1)

• volume of air = 50 cm3 (1)

• volume of oxygen = 50 – 40 cm3 (1) = 10 (cm3)

• percentage of oxygen (in air)

= 10 ÷ 50 x100 (1) = 20%

(4)


Question Number

Indicative Content Mark

QWC *6(c) An explanation linking some of the following points carbon dioxide is added to the atmosphere by

• volcanic activity – gases burnt out in eruption • burning fossil fuels – because they contain carbon • deforestation – because less tress to absorb carbon dioxide • respiration – process of breathing forms carbon dioxide

carbon dioxide is removed from the atmosphere by

• dissolving in oceans – because carbon dioxide is soluble • carbon dioxide taken from ocean - to make corals and shells • photosynthesis – because carbon dioxide converted to sugars in

plants

• relative amounts added and removed determine whether amount of carbon dioxide in atmosphere rises, falls or remains the same

(6)

Level 0 No rewardable content 1 1 - 2 • two points identified as addition or removal with one justified / three

points identified addition or removal • the answer communicates ideas using simple language and uses limited

scientific terminology • spelling, punctuation and grammar are used with limited accuracy

2 3 - 4 • one point identified as addition and one point identified as removal, with both justified / four points identified, at least one of which must be an addition and at least on eof which must be a removal, with any one justified

• the answer communicates ideas showing some evidence of clarity and organisation and uses scientific terminology appropriately

• spelling, punctuation and grammar are used with some accuracy 3 5 - 6 • four points identified as addition or removal, with all justified and at least

one addition and at least one removal / six points identified as addition or removal with two justified

• the answer communicates ideas clearly and coherently uses a range of scientific terminology accurately

• spelling, punctuation and grammar are used with few errors

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