Hulp bij leren Eindexamens

Scheikunde – havo – 2021 – tijdvak 2 – deel 5

Alle eindexamens

Eindexamen

Toner

Vak

Scheikunde

Niveau

Havo

Leerjaar

5

Dit zijn opgaven 29 t/m 38 uit het eindexamen scheikunde havo 2021 tijdvak 2.

Wil je bij opgave 1 starten? Ga dan naar het begin van dit examen.

Toner

In laserprinters en kopieerapparaten wordt ‘toner’ gebruikt om tekst en afbeeldingen op papier te brengen. Toner is een korrelig poeder. De korreltjes toner bevatten een kern van voornamelijk Fe₃O₄ met daaromheen een laagje kunststof.

Vraag 29 (2 punten)

Geef de lading van elk van de twee soorten ijzerionen die aanwezig zijn in Fe₃O₄ en geef de verhouding waarin deze twee ionsoorten in dit zout voorkomen.

Noteer je antwoord als volgt:
Fe^… : Fe^… = …. : ….

Fe²⁺ : Fe³⁺ = 1 : 2

Toelichting antwoord:

IJzer kan twee ladingen hebben, namelijk 2+ of 3+. Dit is terug te vinden in Binas-tabel 40A. De twee soorten ijzer-ionen zijn dus Fe²⁺ en Fe³⁺.

O₄ heeft vier ionen O^2-. Dit is terug te vinden in Binas-tabel 49 (zuur- en baseconstanten). In totaal heeft O₄ dus een negatieve lading van 8-.

Om de lading nul te maken in het molecuul Fe₃O₄ is er 8+ nodig. Er zijn drie ijzerionen. Om de totale lading 8+ te maken moet de verhouding 2x Fe³⁺ en 1x Fe²⁺ zijn. Dat geeft een verhouding voor Fe²⁺ : Fe³⁺ = 1 : 2.

Toelichting puntenscore:
- De ladingen 2+ en 3+ = 1 punt.
- Verhouding in overeenstemming met de gegeven ladingen = 1 punt.

Vraag 30 (3 punten)

Het laagje kunststof bestaat voornamelijk uit een co-polymeer dat is opgebouwd uit de monomeren methylmethacrylaat en styreen. De structuurformules van deze monomeren staan hieronder.

Geef de structuurformule van een fragment van een additiepolymeer van methylmethacrylaat en styreen. Dit fragment moet komen uit het midden van de polymeerketen en moet bestaan uit één eenheid methylmethacrylaat en één eenheid styreen.

Toelichting puntenscore:
- Een keten van 4 koolstofatomen verbonden door enkelvoudige bindingen = 1 punt.
- De zijgroepen juist weergegeven = 1 punt.
- De uiteinden juist weergegeven, bijvoorbeeld met ~, en de rest van de structuurformule juist = 1 punt.

Vraag 31 (2 punten)

Toner wordt verkocht in een omhulsel, dat een cartridge wordt genoemd. Per jaar worden naar schatting wereldwijd 1,1 miljard cartridges gevuld met toner verkocht. Van deze hoeveelheid cartridges komen er uiteindelijk 500 miljoen na gebruik op een vuilnisbelt terecht. Een gebruikte cartridge bevat nog een achtergebleven hoeveelheid toner. Het is ongewenst wanneer toner in het milieu terechtkomt.

Bereken hoeveel kg toner nog aanwezig is in 500 miljoen gebruikte cartridges. Neem aan dat:

een nieuwe cartridge gemiddeld 160 gram toner bevat.
in een gebruikte cartridge gemiddeld 8,0 massaprocent van de oorspronkelijke hoeveelheid toner achterblijft.

Let op: op een examen verwacht een docent de hele berekening zoals in de uitwerking staat.

Vul een antwoord in.

Helaas. Het antwoord is niet juist. Probeer het nog een keer!

Klopt! Het gegeven antwoord is juist.

6,4×10^6

Toelichting antwoord:

Er zijn meerdere juiste berekeningen. Deze berekeningen zijn allemaal correct:
1. In de cartridges zat oorspronkelijk 500 x 10⁶ (500 miljoen) x 160 x 10^–3 (aanwezige toner)^= 8,00 x 10⁷ (kg toner).
  
  In een gebruikte cartridge blijft gemiddeld 8,0 massaprocent van de oorspronkelijke hoeveelheid toner achter.
  
  De hoeveelheid toner na gebruik is dus nog 8,00 x 10⁷ x (8,0 : 10²) = 6,4 x 10⁶ (kg).
  
  500 x 10⁶ x 160 x 10^-3 x (8,0 : 10²) = 6,4 x 10⁶ (kg)
2. In een cartridge blijft (8,0 : 10²) x 160 = 12,8 (g) toner achter.
  
  In 500 miljoen cartridges is dat (12,8 x 500 x 10⁶) : 10³ = 6,4 x 10⁶(kg).
Toelichting puntenscore:

Berekening 1:
- Berekening van de massa toner in kg in 500 miljoen nieuwe cartridges = 1 punt.
- Omrekening naar de massa toner in kg die aanwezig is in 500 miljoen gebruikte cartridges = 1 punt.
Berekening 2:
- Berekening van de massa toner in g per gebruikte cartridge = 1 punt.
- Omrekening naar de massa toner in kg die aanwezig is in 500 miljoen gebruikte cartridges = 1 punt.

Vraag 32 (2 punten)

De cartridges zijn veelal gemaakt van een thermoplastische kunststof en kunnen daardoor gemakkelijk gerecycled worden.

Geef een kenmerk op microniveau en een eigenschap op macroniveau van een thermoplast.

Er zijn meerdere juiste mogelijkheden.

Voorbeelden van een juist kenmerk op microniveau zijn:
- De moleculen zijn lineair/zijn (lange) losse ketens.
- De moleculen zijn niet verbonden door middel van crosslinks./Een thermoplast bevat geen crosslinks.
- De moleculen vormen geen netwerk.
Voorbeelden van een juiste eigenschap op macroniveau zijn:
- Een thermoplast wordt zacht bij verwarmen.
- Een thermoplast wordt vervormbaar bij verwarmen.
Toelichting puntenscore:
- Juist kenmerk op microniveau = 1 punt.
- Juiste eigenschap op macroniveau = 1 punt.

Vraag 33 (2 punten)

De cartridges zouden gerecycled kunnen worden, maar voor de overgebleven toner is dat lastiger. Australische onderzoekers hebben een proces ontwikkeld waarmee ijzer uit toner kan worden teruggewonnen. Dit gebeurt door het Fe3O4 met behulp van het co-polymeer, dat eveneens in toner aanwezig is, om te zetten tot ijzer. Hieronder is beschreven hoe dit proces op kleine schaal wordt uitgevoerd.

De toner wordt samengeperst tot tabletten. Een tablet wordt vervolgens in een oven geplaatst bij een temperatuur van 1550 °C. Door de oven wordt voortdurend argon geleid.

In de oven ontleedt het co-polymeer tot methaan, koolstofmono-oxide en koolstofdioxide. Het gevormde methaan ontleedt vervolgens tot koolstof en waterstof. Vervolgens wordt ijzer gevormd als gevolg van voornamelijk onderstaande reacties.

Geef de vergelijking van de ontleding van methaan.

CH₄ > C + 2 H₂

Toelichting antwoord:

De formule voor methaan is te vinden in Binas-tabel 66B (naamgeving chemische stoffen).

Toelichting puntenscore:
- Uitsluitend CH₄ voor de pijl = 1 punt.
- C en H₂ na de pijl en de elementbalans juist = 1 punt.

Vraag 34 (3 punten)

Bereken de reactiewarmte van reactie 1 (bij T = 298 K en p = p₀) per mol Fe₃O₄. Maak hierbij gebruik van de volgende informatie:

Binas-tabel 57 of ScienceData-tabel 9.2
De vormingswarmte van Fe₃O₄ is –11,2 x 10⁵ J mol^–1.

Vul een antwoord in.

Helaas. Het antwoord is niet juist. Probeer het nog een keer!

Klopt! Het gegeven antwoord is juist.

0,21×10^5

Toelichting antwoord:

Er zijn meerdere juiste berekeningen. Deze berekeningen zijn allemaal correct:

Reactie 1 is: Fe₃O₄ + CO > 3 FeO + CO₂

E begin is gelijk aan de vormingswarmtes van Fe₃O₄ + CO, Die van Fe₃O₄is gegeven, die van CO is te vinden met binas tabel 57A.

E eind is gelijk aan de vormingswarmtes van 3 FeO + CO₂. De vormingswarmtes zijn te vinden in Binas-tabel 57A.

Toelichting puntenscore:
- Juiste absolute waarden van de vormingswarmtes = 1 punt.
- Verwerking van de coëfficiënten = 1 punt.
- Rest van de berekening = 1 punt.
Opmerking
Wanneer een antwoord is gegeven als ‘(11,2 + 1,11) – (3 x 2,72 + 3,94) = 0,21 x 10⁵ (J mol^–1)’, dit goed rekenen.

Vraag 36 (3 punten)

Leg uit, aan de hand van de gegeven reactievergelijkingen, waardoor minder ijzer kan ontstaan wanneer een gasstroom van lucht zou worden gebruikt (in plaats van argon).

Er zijn meerdere juiste antwoorden mogelijk. Deze antwoorden zijn allemaal correct:
- Lucht bevat (in tegenstelling tot argon) zuurstof, waardoor de gevormde koolstofmono-oxide/methaan//koolstof zal worden omgezet tot koolstofdioxide. De reacties 1, 2 en 3 kunnen dan niet optreden. (Dus zal dan geen/minder ijzer ontstaan.)
- De koolstofverbindingen zullen dan (volledig) verbranden (met zuurstof uit de lucht), waardoor niet alle reacties verlopen. (Er zal dan geen/minder ijzer ontstaan.)
- Zuurstof in lucht zet CO om in CO₂ waardoor er minder FeO ontstaat (volgens reactie 1), en reactie 2 en 3 minder kunnen plaatsvinden (waardoor er minder ijzer ontstaat).
Toelichting puntenscore:
- Lucht bevat zuurstof, eventueel impliciet = 1 punt.
- Koolstofverbindingen verbranden / worden met zuurstof omgezet = 1 punt.
- Dus reactie 1/2/3 verloopt minder/anders = 1 punt.
Opmerkingen
- Indien een antwoord is gegeven als ‘ijzer wordt omgezet/reageert met zuurstof, waardoor er minder ijzer overblijft’, maximaal 2 punten toekennen.
- Indien een antwoord is gegeven als ‘ijzer reageert met lucht’, 0 punten toekennen.

Vraag 37 (2 punten)

Voorafgaand aan de behandeling in de oven heeft een tablet een massa van 0,50 g en bevat het 23,9 massaprocent ijzer. Na de behandeling is er 0,098 gram ijzer verkregen.

Bereken het rendement van de vorming van ijzer uit een tablet volgens deze behandeling.

Let op: op een examen verwacht een docent de hele berekening zoals in de uitwerking staat.

Vul een antwoord in.

Helaas. Het antwoord is niet juist. Probeer het nog een keer!

Klopt! Het gegeven antwoord is juist.

Het rendement is 82%.

Toelichting antwoord:

Toelichting puntenscore:
- Berekening van de massa ijzer in één tablet = 1 punt.
- Omrekening naar het rendement = 1 punt.
Opmerking
Wanneer de omrekening naar percentage is weggelaten, dit niet aanrekenen.

Dit was het laatste onderdeel van het eindexamen scheikunde havo 2021 tijdvak 2 deel 5.

Bron: examenblad.nl

Bekijk ook eens

Scheikunde | Vwo | 6

Eindexamen

Groene chemie met dimethylcarbonaat

Vragen 1 t/m 8 uit eindexamen scheikunde vwo 2022 tijdvak 1.

Lees meer

Scheikunde | Havo | 5

Eindexamen

Palladiumvanger

Lees meer

Bekijk meer

Kom je er nog niet uit?

Stap 1

Zoek verder in hulp bij leren

Stap 2

Stel de vraag in de vraagbaak

Eindexamen

Toner

Vak

Scheikunde

Niveau

Havo

Leerjaar

5

Toner

Vraag 29 (2 punten)

Toelichting antwoord:

Toelichting puntenscore:

Vraag 30 (3 punten)

Toelichting puntenscore:

Vraag 31 (2 punten)

Toelichting antwoord:

Toelichting puntenscore:

Vraag 32 (2 punten)

Toelichting puntenscore:

Vraag 33 (2 punten)

Toelichting antwoord:

Toelichting puntenscore:

Vraag 34 (3 punten)

Toelichting antwoord:

Toelichting puntenscore:

Vraag 35 (2 punten)

Toelichting puntenscore:

Vraag 36 (3 punten)

Toelichting puntenscore:

Vraag 37 (2 punten)

Toelichting antwoord:

Toelichting puntenscore:

Vraag 38 (1 punt)

Bekijk ook eens

Eindexamen

Groene chemie met dimethylcarbonaat

Eindexamen

Palladiumvanger

Eindexamen

Battolyser

Eindexamen

Lood in wijn

Eindexamen

Wasmiddel verwijdert vlekken

Eindexamen

Ethyllactaat

Eindexamen

Lithium-ionbatterij

Eindexamen

Bromide in grondwater

Eindexamen

Groen is niet vers

Eindexamen

Eiwitvertering

Kom je er nog niet uit?

Examenopgaven over bromide in grondwater - Scheikunde

Chemo en jouw afweer samen tegen kanker

Verliefd op moleculen