20
PUNTE: 150 TYD: 3 hours Hierdie vraestel bestaan uit 16 bladsye en 4 inligtingsblaaie. GRADE 12 FISIESE WETENSKAPPE: CHEMIE (V2) SEPTEMBER 2015 METRO-SUID ONDERWYSDISTRIK

METRO-SUID ONDERWYSDISTRIK · Watter EEN van die volgende stel ‘n molekulêre formule van ‘n verbinding voor wat aan dieselfde homoloë reeks as but-2-yn behoort. A C. 6 H 6

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: METRO-SUID ONDERWYSDISTRIK · Watter EEN van die volgende stel ‘n molekulêre formule van ‘n verbinding voor wat aan dieselfde homoloë reeks as but-2-yn behoort. A C. 6 H 6

PUNTE: 150

TYD: 3 hours

Hierdie vraestel bestaan uit 16 bladsye en 4 inligtingsblaaie.

GRADE 12

FISIESE WETENSKAPPE: CHEMIE (V2)

SEPTEMBER 2015

METRO-SUID ONDERWYSDISTRIK

Page 2: METRO-SUID ONDERWYSDISTRIK · Watter EEN van die volgende stel ‘n molekulêre formule van ‘n verbinding voor wat aan dieselfde homoloë reeks as but-2-yn behoort. A C. 6 H 6

Fisiese Wetenskappe V2 2 September 2015 NSS

INSTRUKSIES EN INLIGTING

1. Skryf jou eksamennommer en sentrumnommer in die toepaslike ruimtes opdie ANTWOORDEBOEK neer.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

Hierdie vraestel bestaan uit ELF vrae. Beantwoord AL die vrae in dieANTWOORDEBOEK.

Begin ELKE vraag op 'n NUWE bladsy in die ANTWOORDEBOEK.

Nommer die antwoorde korrek volgens die nommeringstelsel wat in hierdievraestel gebruik is.

Laat EEN reël oop tussen twee subvrae, byvoorbeeld tussen VRAAG 2.1 enVRAAG 2.2.

Jy mag 'n nieprogrammeerbare sakrekenaar gebruik.

Jy mag toepaslike wiskundige instrumente gebruik.

Jy word aangeraai om die aangehegte GEGEWENSBLAAIE te gebruik.

Toon ALLE formules en substitusies in ALLE berekeninge.

Rond jou finale numeriese antwoorde tot 'n minimum van TWEE desimaleplekke af.

Gee kort (bondige) motiverings, besprekings, ensovoorts waar nodig.

Skryf netjies en leesbaar.

Page 3: METRO-SUID ONDERWYSDISTRIK · Watter EEN van die volgende stel ‘n molekulêre formule van ‘n verbinding voor wat aan dieselfde homoloë reeks as but-2-yn behoort. A C. 6 H 6

3 Fisiese Wetenskappe V2 NSS September 2015

VRAAG 1: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE

Vier opsies word as moontlike antwoorde op die volgende vrae gegee. Elke vraag het slegs EEN korrekte antwoord. Skryf slegs die letter (A–D) langs die vraagnommer (1.1–1.10) op jou ANTWOORDSTEL neer, byvoorbeeld 1.11 C.

1.1 Watter EEN van die volgende stel ‘n molekulêre formule van ‘n verbinding voor wat aan dieselfde homoloë reeks as but-2-yn behoort.

A C6H6

B C6H10

C C6H12

D C6H14. (2)

1.2 Watter EEN van die volgende stellings is VERKEERD?

A Sonneblomolie ondergaan hidrogenering om margarine te vorm

B Alkyne is meer reaktief as alkene

C Alkyne sal ‘n broomoplossing ontkleur sonder die hulp van UV-lig

D Alkane ondergaan oor die algemeen addisiereaksies en alkene sal meestal eliminasie reaksies ondergaan .

(2)

1.3 Watter EEN van die volgende organiese verbindings sal die LAAGSTE kookpunt het?

A Propanoësuur

B Propan-1-ol

C Propan-2-ol

D Propanaal. (2)

Gemeenskaplike eksamen vir deelnemende skole in Metro-Suid Onderwysdistrik (MSOD).

Page 4: METRO-SUID ONDERWYSDISTRIK · Watter EEN van die volgende stel ‘n molekulêre formule van ‘n verbinding voor wat aan dieselfde homoloë reeks as but-2-yn behoort. A C. 6 H 6

4 Fisiese Wetenskappe V2 NSS September 2015

1.4 Beskou die volgende reaksie: 2 SO3(g) → 2 SO2(g) + O2(g) ∆H = 198 kJ∙mol-1

Watter EEN van die volgende is WAAR vir die reaksie?

Wanneer 2 mol SO2(g) gevorm word, word …

A 198 kJ energie absorbeer

B 198 kJ energie vrygestel

C 396 kJ energie absorbeer

D 396 kJ energie vrygestel. (2)

1.5 Watter EEN van die volgende is 'n primêre voedingstof wat deur plante

benodig word?

A N

B C

C Mg

D Na (2)

1.6 Die teenwoordigheid van opgeloste kunsmisstowwe wat ryk is aan nitrate en fosfate kan lei tot …

A eutrofikasie

B besoedeling

C gronderosie

D klimaatsverandering. (2)

Gemeenskaplike eksamen vir deelnemende skole in Metro-Suid Onderwysdistrik (MSOD).

Page 5: METRO-SUID ONDERWYSDISTRIK · Watter EEN van die volgende stel ‘n molekulêre formule van ‘n verbinding voor wat aan dieselfde homoloë reeks as but-2-yn behoort. A C. 6 H 6

5 Fisiese Wetenskappe V2 NSS September 2015

1.7 Die grafiek verteenwoordig die verandering in die reaksietempo teenoor tyd vir die omkeerbare reaksie wat plaasvind wanneer waterstofgas (H2) en jodiumgas (I2) in ‘n geslote houer geplaas word.

Die vergelyking vir die reaksie is: H2(g) + I2(g) ⇄ 2HI(g) ∆H < 0

Ewewig was na 5 minute bereik.

Watter verandering was by 15 minute aangebring tot die reaksietempo soos aangedui op die grafiek?

A ‘n Katalisator was bygevoeg.

B ‘n Toename in temperatuur.

C ‘n Afname in temperatuur.

D ‘n Afname in die eksterne druk van die reaksiemengsel. (2)

1.8 Watter EEN van die volgende swak sure, elk met ‘n konsentrasie van 0,1 mol∙dm-3, sal die HOOGSTE pH-waarde het?

Suur Ka-waarde

A H2S (aq) 1,0x10–7

B H2CO3 (aq) 4,2x10–7

C H2SO3 (aq) 1,2x10–2

D (COOH)2 (aq) 5,6x10–2 (2)

Gemeenskaplike eksamen vir deelnemende skole in Metro-Suid Onderwysdistrik (MSOD).

Page 6: METRO-SUID ONDERWYSDISTRIK · Watter EEN van die volgende stel ‘n molekulêre formule van ‘n verbinding voor wat aan dieselfde homoloë reeks as but-2-yn behoort. A C. 6 H 6

6 Fisiese Wetenskappe V2 NSS September 2015

Cu2+

1.9 Die volgende vergelykings verteenwoordig twee hipotetiese halfreaksies. Die standaardreduksiepotensiale word ook verskaf:

X2 + 2e- ⇄ 2X– + 1,09 V

Y+ + e- ⇄ Y - 2,8 V

Watter EEN van die volgende stowwe van die hipotetiese halfreaksies het die grootste waarskynlikheid om elektrone te skenk?

A X–

B X2

C Y

D Y+. (2)

1.10 Oorweeg die onderstaande elektrochemiese sel:

Die korrekte selnotasie vir bostaande sel wat onder standaardtoestande funksioneer, is:

A Cu / Cu2+ // Cl- / Cl2

B Pt / Cl- // Cu2+ / Cu

C Cu2+ / Cu // Cl- / Cl2 / Pt

D Cu / Cu2+ // Cl2 / Cl- / Pt (2) [20]

Gemeenskaplike eksamen vir deelnemende skole in Metro-Suid Onderwysdistrik (MSOD).

Page 7: METRO-SUID ONDERWYSDISTRIK · Watter EEN van die volgende stel ‘n molekulêre formule van ‘n verbinding voor wat aan dieselfde homoloë reeks as but-2-yn behoort. A C. 6 H 6

7 Fisiese Wetenskappe V2 NSS September 2015

A heksanoësuur B CH3-CH2-CH2 | OH

Br O | ||

D CH3−CH−CH−CH2−CH2−C−CH3 |

CH3

E CH3CH2CH2CHO F CHCCH3

H CH3 H H | | | |

C H—C—C═C—C—C—H | | | | H CH3 H H

VRAAG 2 Letters A – F in die tabel hieronder verteenwoordig ses organiese verbindings.

Gebruik die informasie in die tabel (waar van toepassing) om die volgende vrae te beantwoord: 2.1 Skryf slegs die LETTER van ‘n verbinding wat die volgende verteenwoordig:

(‘n verbinding kan meer as een keer of glad nie gebruik word)

2.1.1 ‘n onversadigde verbinding. (1)

2.1.2 ‘n hidroksielgroep as ‘n funksionele groep. (1)

2.2 Skryf neer die:

2.2.1 IUPAC-naam van verbinding C. (2)

2.2.2 IUPAC-naam van verbinding D. (2)

2.2.3 struktuurformule van verbinding F. (1)

2.3 Oorweeg die begrip ISOMERE:

2.3.1 Watter verbinding in die tabel is ‘n funksionele isomeer van etielbutanoaat? (1)

2.3.2 Teken die struktuurformule van ‘n kettingisomeer van verbinding E. (2)

2.4 Teken die struktuurformule van die organiese verbinding wat gevorm word wanneer verbindings A en B reageer in die teenwoordigheid van gekonsentreerde swawelsuur. (3)

[13]

Gemeenskaplike eksamen vir deelnemende skole in Metro-Suid Onderwysdistrik (MSOD).

Page 8: METRO-SUID ONDERWYSDISTRIK · Watter EEN van die volgende stel ‘n molekulêre formule van ‘n verbinding voor wat aan dieselfde homoloë reeks as but-2-yn behoort. A C. 6 H 6

8 Fisiese Wetenskappe V2 NSS September 2015

Reaksie 1:

H H H H l l l l

H–C–C–C–C–H + NaOH l l l l H Br H H

X + NaBr

Reaksie 2:

H H H H l l l l

H–C–C–C–C–H + NaOH l l l l H Br H H

Y + NaBr + H2O

Reaksie 3: CH3CH2CH2CH2CH2CH3 CH2CH2 + Z + CH3CH3 +

hitte, katalisator

VRAAG 3 Beskou die volgende reaksie van organiese verbindings:

Reaksie 1 gebruik ‘n verdunde oplossing van NaOH terwyl Reaksie 2 gebruik ‘n gekonsentreerde oplossing van NaOH in warm etanol.

3.1 Oorweeg reaksie 1:

3.1.1 X is die hoofproduk wat gevorm word. Teken die struktuurformule van X. (2)

3.1.2 Benoem die tipe reaksie. (1)

3.2 Oorweeg reaksie 2:

3.2.1 Teken die struktuurformule van hoofproduk, Y. (2)

3.2.2 Benoem die tipe reaksie. (1)

3.3 Oorweeg reaksie 3:

3.3.1 Benoem die tipe eliminasiereaksie. (1)

3.3.2 Gee die gekondenseerde formule van produk Z. (2)

3.4 Verbinding Z is ‘n monomeer van ‘n polimeer wat gebruik word om plastieksakke te maak: 3.4.1 Skryf neer die NAAM en GEKONDENSEERDE STRUKTUURFORMULE

van hierdie polimeer. (3)

3.4.2 Beskryf die tipe polimerisasie wat die polimeer in VRAAG 3.4.1 vorm. (2)

[14]

Gemeenskaplike eksamen vir deelnemende skole in Metro-Suid Onderwysdistrik (MSOD).

Page 9: METRO-SUID ONDERWYSDISTRIK · Watter EEN van die volgende stel ‘n molekulêre formule van ‘n verbinding voor wat aan dieselfde homoloë reeks as but-2-yn behoort. A C. 6 H 6

9 Fisiese Wetenskappe V2 NSS September 2015

VRAAG 4

4.1 Alkane word primêr gebruik as brandstowwe. Bestudeer die energiewaardes van verskillende verbindings:

Brandstof Energie in kJ∙mol-1 Energie in kJ∙g-1

Steenkool 394 33

petrol (C8H18) 5 510 48

Butaan 2 636 45

Metaan 890 ?

4.1.1 Maak gebruik van molekulêre formules om ‘n gebalanseerde vergelyking vir die volledige verbranding van butaan te skryf. (3)

4.1.2 Bepaal met behulp van ‘n berekening watter brandstof, butaan of metaan, stel die meeste energie per massa-eenheid (g) vry. (3)

4.1.3 Gee EEN rede waarom baie nywerhede steenkool verkies as brandstof ten spite van ‘n lae energie per mol verhouding. (1)

4.2 Bestudeer die kookpunt van die volgende alkane:

4.2.1 Verduidelik waarom die kookpunt van pentaan hoër is as die van butaan. Verwys na struktuur, sterkte van intermolekulêre kragte (IMK’s) en energie in jou antwoord. (3)

4.2.2 Metielpropaan is ‘n isomer van butaan. Verduidelik waarom dit ‘n laer kookpunt het as butaan ten spite van die feit dat die molekulêre massa dieselfde is. (2)

4.2.3 Waarom dit belangrik is dat die verbindings dieselfde molekulêre massa (of naastenby dieselfde is) het wanneer die kookpunte van butaan en metielpropaan vergelyk word? (1)

4.2.4 Watter verbinding in bostaande tabel besit die hoogste dampdruk? (1)

[14]

Alkaan Kookpunt (OC) Molekulêre Massa (g/mol)

Propaan - 42 44

Metielpropaan - 11,7 58

Butaan - 0,5 58

Pentaan 36 72

Gemeenskaplike eksamen vir deelnemende skole in Metro-Suid Onderwysdistrik (MSOD).

Page 10: METRO-SUID ONDERWYSDISTRIK · Watter EEN van die volgende stel ‘n molekulêre formule van ‘n verbinding voor wat aan dieselfde homoloë reeks as but-2-yn behoort. A C. 6 H 6

10 Fisiese Wetenskappe V2 NSS September 2015

114,6

verdunde salpetersuur

koper

VRAAG 5

Sarah wil graag reaksietempo ondersoek. Sy plaas ‘n glasbeker gevul met verdunde

salpetersuur op ‘n sensitiewe skaal in ‘n dampkas. Sy voeg ‘n paar stukke koper metaal in

die glasbeker. Die massa van die glasbeker en die inhoud word elke 15 s gemeet van die

oomblik dat die koper metaal in die glasbeker gegooi word totdat geen koper metaal meer

teenwoordig is nie.

Die volgende resultate was verkry:

Die reaksie wat plaasvind word voorgestel deur die volgende vergelyking:

Cu(s) + 4HNO3 (aq) → Cu(NO3)2 (aq) + 4NO (g) + 2H2O (l) ∆H > 0

5.1 Verskaf ‘n reder waarom die massa van die glasbeker en die inhoud AFNEEM. (1)

5.2 Gebruik die waardes in die tabel en bereken die gemiddelde reaksietempo in g∙s-1 vir die totale 150 s van die reaksie. (3)

Tyd (s) Massa van glasbeker en inhoud (g)

Afname in massa (g)

0 114,6 0,0 15 114,0 0,6 30 112,4 2,2 45 110,4 4,2 60 109,4 5,2 75 108,7 5,9 90 108,4 6,2

105 108,3 6,3 120 108,3 6,3 135 108,3 6,3 150 108,3 6,3

Gemeenskaplike eksamen vir deelnemende skole in Metro-Suid Onderwysdistrik (MSOD).

Page 11: METRO-SUID ONDERWYSDISTRIK · Watter EEN van die volgende stel ‘n molekulêre formule van ‘n verbinding voor wat aan dieselfde homoloë reeks as but-2-yn behoort. A C. 6 H 6

11 Fisiese Wetenskappe V2 NSS September 2015

Bestudeer onderstaande grafiek wat Afname in massa teenoor Tyd aandui:

5.3 Gee ‘n rede vir die vorm van die grafiek vanaf 105 s tot 120 s. (1)

5.4 Gee ‘n rede waarom …

5.4.1 die reaksietempo TOENEEM tussen 0 s en 30 s. (1)

5.4.2 die reaksietempo AFNEEM tussen 45 s en 105 s. (1)

5.5 Gebruik die botsingsteorie om jou antwoord in VRAAG 5.4.2 te verduidelik. (2)

5.6 Bereken die massa koper wat gebruik word in die reaksie. (4)

[13]

Tyd (s)

Afn

ame

in m

assa

(g)

Gemeenskaplike eksamen vir deelnemende skole in Metro-Suid Onderwysdistrik (MSOD).

Page 12: METRO-SUID ONDERWYSDISTRIK · Watter EEN van die volgende stel ‘n molekulêre formule van ‘n verbinding voor wat aan dieselfde homoloë reeks as but-2-yn behoort. A C. 6 H 6

12 Fisiese Wetenskappe V2 NSS September 2015

VRAAG 6 Die vinnige toename in menslike bevolking het ‘n toenemende aanvraag na voedsel tot gevolg. Plaasboere moet jaarliks kunsmis toedien tot die landerye om hierdie aanvraag te bereik.

6.1 Verduidelik waarom plaasboere JAARLIKS kunsmis aan dieselfde grond moet toedien. (1)

6.2 Skryf EEN nadelige impak wat ‘n oormaat kunsmis op mense kan het. (2)

6.3 Swawelsuur is ‘n belangrike bestandeel vir die vervaardiging van kunsmis.

Onderstaande vergelyking verteenwoordig een van die stappe tydens die industriële bereiding van swawelsuur:

2 SO2 (g) + O2 (g) ⇄ 2 SO 3 (g) ∆H < 0

6.3.1 Benoem die industriële proses wat gebruik word om swawelsuur te berei. (1)

6.3.2 Skryf neer die NAAM of FORMULE van die katalisator wat gebruik word. (1)

6.3.3 Swaweltrioksied (SO3) los in oleum op om gekonsentreerde swawelsuur te vorm. Skryf neer die FORMULE van oleum. (1)

6.3.4 Skryf die FORMULE van die kunsmis wat gevorm word wanneer swawelsuur reageer met ammoniak. (2)

6.3.5 Swawelsuur speel ook ‘n rol om fosfate te verander in superfosfate. (a) Verduidelik waarom hierdie proses noodsaaklik is? (1) (b) Noem EEN natuurlike (organiese) bron van fosfate. (1)

6.4 Die reaksie in VRAAG 6.3 bereik ewewig by 350 OC in ‘n 2 dm3 geslote houer. Tydens verdere analise, word gevind dat dit 0,8 mol SO2, 0,5 mol O2 en 0,6 mol SO3

bevat.

6.4.1 Verduidelik wat word bedoel met term “ewewig”. (2)

6.4.2 Hoe moet die druk in die houer verander word of die produksie van SO3 te verhoog? Skryf slegs VERHOOG of AFNEEM. (1)

6.4.3 Gebruik Le Chatelier se Beginsel om jou antwoord in VRAAG 6.4.2 te verduidelik. (2)

6.4.4 Die temperatuur word nou verhoog tot 500 OC en die reaksie word toegelaat om ewewig te bereik by die nuwe temperatuur. By verdure ondersoek word gevind dat, 0,3 mol SO2 teenwoordig is in die houer. Bereken die ewewigskonstante by 500 OC. (7)

6.4.5 By watter temperatuur sal die Kc-waarde groter wees as: 350 OC of 500 OC? (1)

[23]

Gemeenskaplike eksamen vir deelnemende skole in Metro-Suid Onderwysdistrik (MSOD).

Page 13: METRO-SUID ONDERWYSDISTRIK · Watter EEN van die volgende stel ‘n molekulêre formule van ‘n verbinding voor wat aan dieselfde homoloë reeks as but-2-yn behoort. A C. 6 H 6

13 Fisiese Wetenskappe V2 NSS September 2015

VRAAG 7

Anhidriese oksaalsuur is ‘n voorbeeld van ‘n diprotiese suur en ioniseer in twee stappe soos voorgestel in onderstaande vergelykings:

I: (COOH)2 (aq) + H2O (l) ⇄ H3O+ (aq) + H(COO)2- (aq)

II: H(COO)2- (aq) + H2O (l) ⇄ H3O+ (aq) + (COO)22- (aq)

7.1 Skryf neer:

7.1.1 wat word bedoel met ‘n diprotiese suur? (1)

7.1.2 die FORMULEs van elk van die TWEE bassisse in reaksie II. (2)

7.1.3 die FORMULE van die verbinding wat optree as ‘n amfoliet in reaksies I en II. (1)

7.2 “Oksaalsuur is ‘n swak suur en daarom sal dit altyd ‘n verdunde oplossing vorm.”

7.2.1 Is ‘n swak suur altyd ‘n verdunde suur? (1)

7.2.2 Verduidelik jou antwoord in VRAAG 7.2.1. (2)

7.3 ‘n Standaardoplossing van (COOH)2 met ‘n konsentrasie van 0,2 mol∙dm-3 word voorberei deur ‘n bepaalde hoeveelheid anhidriese oksaalsuur, (COOH)2•2H2O, in water in ‘n 250 cm3 volumetriese fles op te los. Bereken die massa oksaalsuur wat benodig word om ‘n standaardoplossing voor te berei. (4)

Gemeenskaplike eksamen vir deelnemende skole in Metro-Suid Onderwysdistrik (MSOD).

Page 14: METRO-SUID ONDERWYSDISTRIK · Watter EEN van die volgende stel ‘n molekulêre formule van ‘n verbinding voor wat aan dieselfde homoloë reeks as but-2-yn behoort. A C. 6 H 6

14 Fisiese Wetenskappe V2 NSS September 2015

7.4 Tydens titrasie word 25 cm3 van die standaardoplossing van (COOH)2 voorberei in VRAAG 7.3 word geneutraliseer deur ‘n natriumhidroksiedoplossing van ‘n buret. Die gebalanseerde vergelyking vir die reaksie is:

(COOH)2 (aq) + 2 NaOH (aq) → (COONa)2 (aq) + 2 H2O (l)

Onderstaande diagramme toon onderskeidelik die buretlesings voor die titrasie begin en by eindpunt.

7.4.1 Verduidelik wat bedoel word met die eindpunt van titrasie? (1)

7.4.2 Watter indikator is die mees geskikste vir hierdie titrasie? Kies vanuit: fenolftaleïen / broomtimolblou / metieloranje. (1)

7.4.3 Gebruik die buretlesings en bereken die konsentrasie van die natriumhidroksied-oplossing. (5)

7.4.4 Wat sal die pH van die oplossing by die eindpunt wees? Skryf slegs minder as 7, gelyk aan 7 of groter 7, neer. (1)

7.4.5 Skryf neer ‘n gebalanseerde vergelyking wat jou antwoord in VRAAG 7.4.4 sal verduidelik. (3)

7.4.6 Gebruik die antwoord in VRAAG 7.4.3 en bereken die pH vir die natriumhidroksied-oplossing. (4)

[22]

Gemeenskaplike eksamen vir deelnemende skole in Metro-Suid Onderwysdistrik (MSOD).

Page 15: METRO-SUID ONDERWYSDISTRIK · Watter EEN van die volgende stel ‘n molekulêre formule van ‘n verbinding voor wat aan dieselfde homoloë reeks as but-2-yn behoort. A C. 6 H 6

15 Fisiese Wetenskappe V2 NSS September 2015

VRAAG 8

Bestudeer onderstaande elektrochemiese sel:

In die eerste elektrochemiese sel word die Cr/Cr3+ halfsel verbind aan ‘n Ag/Ag+ half-sel. Beide elektroliete is nitrate onder standaardtoestande. Die aanvanklike lesing op die voltmeter is 1,54 V.

8.1 Watter tipe elektrochemiese sel word voorgestel? (1)

8.2 Noem die standaardtoestande waaronder die sel funksioneer. (2)

8.3 Skryf neer die halfreaksie wat by die anode plaasvind. (2)

8.4 Skryf neer die netto ioniese selreaksie (gebruik halfreaksies). (2)

8.5 Hoe sal die aanvanklike lesing op die voltmeter verander indien…

8.5.1 ‘n groter Cr-plaat gebruik word? (1) 8.5.2 die Ag+-oplossing se konsentrasie verdubbel? (1) 8.5.3 die Ag/Ag+ halfsel vervang word met ‘n Sr/Sr2+ halfsel? (1)

Skryf slegs TOENEEM, AFNEEM of GEEN VERANDERING.

8.6 Die Ag/Ag+ halfsel word nou vervang deur ‘n onbekende elektrode X in sy elektroliet. Wanneer dit onder standaardtoestande funksioneer is die aanvanklike voltmeterlesing 1,08 V. Nadat die stroom vir ‘n tydjie gelewer word, word waargeneem dat die massa van die Cr-elektrode AFNEEM.

8.6.1 Watter electrode is die anode: Cr or X? (2)

8.6.2 Identifiseer metaal X deur die standaard-reduksiepotensiaal vir X te bereken. (5)

[17]

Gemeenskaplike eksamen vir deelnemende skole in Metro-Suid Onderwysdistrik (MSOD).

Page 16: METRO-SUID ONDERWYSDISTRIK · Watter EEN van die volgende stel ‘n molekulêre formule van ‘n verbinding voor wat aan dieselfde homoloë reeks as but-2-yn behoort. A C. 6 H 6

16 Fisiese Wetenskappe V2 NSS September 2015

VRAAG 9

Die eenvoudige diagram van ‘n membraansel wat gebruik word in die chloor-alkali-industrie, word hieronder getoon. Gas A, gas B en verbinding C is die drie hoofprodukte wat tydens hierdie proses gevorm word.

9.1 Wat is pekel? (1)

9.2 Identifiseer die gas B wat by die positiewe terminaal produseer word. (2)

9.3 Beskou die volgende standard-reduksiepotensiale:

Na+ + e- ⇄ Na (s) EӨ = - 2,71 V

2H2O + 2e- ⇄ H2(g) + 2OH-

Cl2(g) + 2e- ⇄ 2Cl-EӨ = - 0,83 V

EӨ = 1,36 V

9.3.1 Verduidelik waarom H2O gereduseer word in plaas van Na+. (2)

9.3.2 Skryf neer die FORMULE vir verbinding C. (2)

9.4 Wat is die funksie van die membraan? (1)

9.5 Verskaf die kragbron WS of GS stroom? (1)

9.6 Verskaf ‘n rede waarom vir jou keuse in VRAAG 9.5. (1)

[10]

TOTAAL: 150

Membraan Gas A

Pekel

Gebruikte sout-oplossing

Water

Verbinding C

Gas B

+

Krag-bron

_

Gemeenskaplike eksamen vir deelnemende skole in Metro-Suid Onderwysdistrik (MSOD).

Page 17: METRO-SUID ONDERWYSDISTRIK · Watter EEN van die volgende stel ‘n molekulêre formule van ‘n verbinding voor wat aan dieselfde homoloë reeks as but-2-yn behoort. A C. 6 H 6

Fisiese Wetenskappe V2 17 September 2015 NSS

DATA FOR PHYSICAL SCIENCES GRADE 12 PAPER 2 (CHEMISTRY)

GEGEWENS VIR FISIESE WETENSKAPPE GRAAD 12 VRAESTEL 2 (CHEMIE)

TABLE 1: PHYSICAL CONSTANTS/TABEL 1: FISIESE KONSTANTES

NAME/NAAM SYMBOL/SIMBOOL VALUE/WAARDE Standard pressure Standaarddruk

θp 1,013 x 105 Pa

Molar gas volume at STP Molêre gasvolume by STD Vm 22,4 dm3∙mol-1

Standard temperature Standaardtemperatuur

θT 273 K

Charge on electron Lading op elektron e -1,6 x 10-19 C

Avogadro's constant Avogadro-konstante NA 6,02 x 1023 mol-1

TABLE 2: FORMULAE/TABEL 2: FORMULES

Mmn=

ANNn=

Vnc = or/of

MVmc =

mVVn=

b

a

bb

aa

nn

vcvc

= pH = -log[H3O+]

Kw = [H3O+][OH-] = 1 x 10-14 at/by 298 K

θanode

θcathode

θcell EEE −= / θ

anodeθkatode

θsel EEE −=

or/of θoxidation

θreduction

θcell EEE −= / θ

oksidasieθreduksie

θsel EEE −=

or/of θ

agent reducingθ

agent oxidisingθcell EEE −= / θ

ddelreduseermiθ

ddeloksideermiθsel EEE −=

Gemeenskaplike eksamen vir deelnemende skole in Metro-Suid Onderwysdistrik (MSOD).

Page 18: METRO-SUID ONDERWYSDISTRIK · Watter EEN van die volgende stel ‘n molekulêre formule van ‘n verbinding voor wat aan dieselfde homoloë reeks as but-2-yn behoort. A C. 6 H 6

Fisiese Wetenskappe V2 18 September 2015 NSS

TABLE 3: THE PERIODIC TABLE OF ELEMENTS TABEL 3: DIE PERIODIEKE TABEL VAN ELEMENTE

1 (I)

2 (II)

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (III)

14 (IV)

15 (V)

16 (VI)

17 (VII)

18 (VIII)

2,1

1 H 1

2 He

4

1,0

3 Li 7

1,5

4 Be

9

2,0

5 B 11

2,5

6 C 12

3,0

7 N 14

3,5

8 O 16

4,0

9 F 19

10 Ne 20

0,9

11 Na 23

1,2

12 Mg 24

1,5

13 Aℓ 27

1,8

14 Si 28

2,1

15 P 31

2,5

16 S 32

3,0

17 Cℓ 35,5

18 Ar 40

0,8

19 K 39

1,0

20 Ca 40

1,3

21 Sc 45

1,5

22 Ti 48

1,6

23 V 51

1,6

24 Cr 52

1,5

25 Mn 55

1,8

26 Fe 56

1,8

27 Co 59

1,8

28 Ni 59

1,9

29 Cu 63,5

1,6

30 Zn 65

1,6

31 Ga 70

1,8

32 Ge 73

2,0

33 As 75

2,4

34 Se 79

2,8

35 Br 80

36 Kr 84

0,8

37 Rb 86

1,0

38 Sr 88

1,2

39 Y 89

1,4

40 Zr 91

41 Nb 92

1,8

42 Mo 96

1,9

43 Tc 2,

2 44 Ru 101

2,2

45 Rh 103

2,2

46 Pd 106

1,9

47 Ag 108

1,7

48 Cd 112

1,7

49 In 115

1,8

50 Sn 119

1,9

51 Sb 122

2,1

52 Te 128

2,5

53 I

127

54 Xe 131

0,7

55 Cs 133

0,9

56 Ba 137

57 La 139

1,6

72 Hf 179

73 Ta 181

74 W 184

75 Re 186

76 Os 190

77 Ir

192

78 Pt 195

79 Au 197

80 Hg 201

1,8

81 Tℓ 204

1,8

82 Pb 207

1,9

83 Bi 209

2,0

84 Po 2,

5

85 At

86 Rn

0,7

87 Fr 0,

9

88 Ra 226

89 Ac 58

Ce 140

59 Pr 141

60 Nd 144

61 Pm

62 Sm 150

63 Eu 152

64 Gd 157

65 Tb 159

66 Dy 163

67 Ho 165

68 Er 167

69 Tm 169

70 Yb 173

71 Lu 175

90 Th 232

91 Pa

92 U

238

93 Np

94 Pu

95 Am

96 Cm

97 Bk

98 Cf

99 Es

100 Fm

101 Md

102 No

103 Lr

Electronegativity Elektronegatiwiteit

Approximate relative atomic mass Benaderde relatiewe atoommassa

Atomic number Atoomgetal

29 Cu 63,5

1,9 Symbol Simbool

KEY/SLEUTEL

Gemeenskaplike eksamen vir deelnemende skole in Metro-Suid Onderwysdistrik (MSOD).

Page 19: METRO-SUID ONDERWYSDISTRIK · Watter EEN van die volgende stel ‘n molekulêre formule van ‘n verbinding voor wat aan dieselfde homoloë reeks as but-2-yn behoort. A C. 6 H 6

Fisiese Wetenskappe V2 19 September 2015 NSS

TABLE 4A: STANDARD REDUCTION POTENTIALS TABEL 4A: STANDAARD-REDUKSIEPOTENSIALE

Half-reactions/Halfreaksies θE (V) F2(g) + 2e− ⇌ 2F− + 2,87

Co3+ + e− ⇌ Co2+ + 1,81 H2O2 + 2H+ +2e− ⇌ 2H2O +1,77

MnO −4 + 8H+ + 5e− ⇌ Mn2+ + 4H2O + 1,51

Cℓ2(g) + 2e− ⇌ 2Cℓ− + 1,36

Cr2O −27 + 14H+ + 6e− ⇌ 2Cr3+ + 7H2O + 1,33

O2(g) + 4H+ + 4e− ⇌ 2H2O + 1,23 MnO2

+ 4H+ + 2e− ⇌ Mn2+ + 2H2O + 1,23 Pt2+ + 2e− ⇌ Pt + 1,20

Br2(ℓ) + 2e− ⇌ 2Br− + 1,07

NO −3 + 4H+ + 3e− ⇌ NO(g) + 2H2O + 0,96

Hg2+ + 2e− ⇌ Hg(ℓ) + 0,85 Ag+ + e− ⇌ Ag + 0,80

NO −3 + 2H+ + e− ⇌ NO2(g) + H2O + 0,80

Fe3+ + e− ⇌ Fe2+ + 0,77 O2(g) + 2H+ + 2e− ⇌ H2O2 + 0,68

I2 + 2e− ⇌ 2I− + 0,54 Cu+ + e− ⇌ Cu + 0,52

SO2 + 4H+ + 4e− ⇌ S + 2H2O + 0,45

2H2O + O2 + 4e− ⇌ 4OH− + 0,40 Cu2+ + 2e− ⇌ Cu + 0,34

SO −24 + 4H+ + 2e− ⇌ SO2(g) + 2H2O + 0,17

Cu2+ + e− ⇌ Cu+ + 0,16 Sn4+ + 2e− ⇌ Sn2+ + 0,15

S + 2H+ + 2e− ⇌ H2S(g) + 0,14 2H+ + 2e− ⇌ H2(g) 0,00 Fe3+ + 3e− ⇌ Fe − 0,06 Pb2+ + 2e− ⇌ Pb − 0,13 Sn2+ + 2e− ⇌ Sn − 0,14 Ni2+ + 2e− ⇌ Ni − 0,27

Co2+ + 2e− ⇌ Co − 0,28 Cd2+ + 2e− ⇌ Cd − 0,40

Cr3+ + e− ⇌ Cr2+ − 0,41 Fe2+ + 2e− ⇌ Fe − 0,44 Cr3+ + 3e− ⇌ Cr − 0,74 Zn2+ + 2e− ⇌ Zn − 0,76

2H2O + 2e− ⇌ H2(g) + 2OH− − 0,83 Cr2+ + 2e− ⇌ Cr − 0,91

Mn2+ + 2e− ⇌ Mn − 1,18 Aℓ3+ + 3e− ⇌ Aℓ − 1,66

Mg2+ + 2e− ⇌ Mg − 2,36 Na+ + e− ⇌ Na − 2,71

Ca2+ + 2e− ⇌ Ca − 2,87 Sr2+ + 2e− ⇌ Sr − 2,89

Ba2+ + 2e− ⇌ Ba − 2,90 Cs+ + e- ⇌ Cs - 2,92 K+ + e− ⇌ K − 2,93 Li+ + e− ⇌ Li − 3,05

Incr

easi

ng o

xidi

sing

abi

lity/

Toen

emen

de o

ksid

eren

de v

erm

Incr

easi

ng re

duci

ng a

bilit

y/To

enem

ende

redu

sere

nde

verm

Gemeenskaplike eksamen vir deelnemende skole in Metro-Suid Onderwysdistrik (MSOD).

Page 20: METRO-SUID ONDERWYSDISTRIK · Watter EEN van die volgende stel ‘n molekulêre formule van ‘n verbinding voor wat aan dieselfde homoloë reeks as but-2-yn behoort. A C. 6 H 6

Fisiese Wetenskappe V2 September 2015 20 NSS

TABLE 4B: STANDARD REDUCTION POTENTIALS TABEL 4B: STANDAARD-REDUKSIEPOTENSIALE

Half-reactions/Halfreaksies θE (V) Li+ + e− ⇌ Li − 3,05 K+ + e− ⇌ K − 2,93

Cs+ + e− ⇌ Cs − 2,92 Ba2+ + 2e− ⇌ Ba − 2,90 Sr2+ + 2e− ⇌ Sr − 2,89

Ca2+ + 2e− ⇌ Ca − 2,87 Na+ + e− ⇌ Na − 2,71

Mg2+ + 2e− ⇌ Mg − 2,36 Aℓ3+ + 3e− ⇌ Aℓ − 1,66

Mn2+ + 2e− ⇌ Mn − 1,18 Cr2+ + 2e− ⇌ Cr − 0,91

2H2O + 2e− ⇌ H2(g) + 2OH− − 0,83 Zn2+ + 2e− ⇌ Zn − 0,76 Cr3+ + 3e− ⇌ Cr − 0,74 Fe2+ + 2e− ⇌ Fe − 0,44

Cr3+ + e− ⇌ Cr2+ − 0,41 Cd2+ + 2e− ⇌ Cd − 0,40 Co2+ + 2e− ⇌ Co − 0,28 Ni2+ + 2e− ⇌ Ni − 0,27

Sn2+ + 2e− ⇌ Sn − 0,14 Pb2+ + 2e− ⇌ Pb − 0,13 Fe3+ + 3e− ⇌ Fe − 0,06 2H+ + 2e− ⇌ H2(g) 0,00

S + 2H+ + 2e− ⇌ H2S(g) + 0,14 Sn4+ + 2e− ⇌ Sn2+ + 0,15 Cu2+ + e− ⇌ Cu+ + 0,16

SO −24 + 4H+ + 2e− ⇌ SO2(g) + 2H2O + 0,17

Cu2+ + 2e− ⇌ Cu + 0,34 2H2O + O2 + 4e− ⇌ 4OH− + 0,40 SO2 + 4H+ + 4e− ⇌ S + 2H2O + 0,45

Cu+ + e− ⇌ Cu + 0,52 I2 + 2e− ⇌ 2I− + 0,54

O2(g) + 2H+ + 2e− ⇌ H2O2 + 0,68 Fe3+ + e− ⇌ Fe2+ + 0,77

NO −3 + 2H+ + e− ⇌ NO2(g) + H2O + 0,80

Ag+ + e− ⇌ Ag + 0,80 Hg2+ + 2e− ⇌ Hg(ℓ) + 0,85

NO −3 + 4H+ + 3e− ⇌ NO(g) + 2H2O + 0,96

Br2(ℓ) + 2e− ⇌ 2Br− + 1,07 Pt2+ + 2 e− ⇌ Pt + 1,20

MnO2 + 4H+ + 2e− ⇌ Mn2+ + 2H2O + 1,23

O2(g) + 4H+ + 4e− ⇌ 2H2O + 1,23

Cr2O −27 + 14H+ + 6e− ⇌ 2Cr3+ + 7H2O + 1,33

Cℓ2(g) + 2e− ⇌ 2Cℓ− + 1,36

MnO −4 + 8H+ + 5e− ⇌ Mn2+ + 4H2O + 1,51

H2O2 + 2H+ +2 e− ⇌ 2H2O +1,77 Co3+ + e− ⇌ Co2+ + 1,81

F2(g) + 2e− ⇌ 2F− + 2,87

Incr

easi

ng o

xidi

sing

abi

lity/

Toen

emen

de o

ksid

eren

de v

erm

Incr

easi

ng re

duci

ng a

bilit

y/To

enem

ende

redu

sere

nde

verm

Gemeenskaplike eksamen vir deelnemende skole in Metro-Suid Onderwysdistrik (MSOD).