Redox-electrochemische cel
Alle oefentoetsen

Oefentoets

Redox-electrochemische cel

Deze oefentoets bestaat uit 3 vragen over het onderwerp redox – electrochemische cel.

De uitwerking vind je na het openen van alle hints. Let op, als er geen ‘Controleer antwoord’ knop staat, moet je zelf je antwoord controleren met behulp van de hints en uitwerking.

 

Vraag 1

De Edison-batterij is een nikkel-ijzer-batterij. Deze oplaadbare batterijen hebben een lange laadtijd en worden daarom nauwelijks meer gebruikt. Enige jaren geleden is door de structuur van de elektroden te wijzigen de laadtijd van de batterij duizenden keren korter geworden.

Een nikkel-ijzer-batterij bestaat uit een plaat ijzer en een plaat nikkelperoxide (Ni2O3). De platen staan in een oplossing van kaliumhydroxide (het elektrolyt).

a)

Teken de elektrochemische cel en geef aan welke elektrode de positieve elektrode is. Motiveer je antwoord.

Tijdens stroomlevering reageren de platen met stoffen uit het elektrolyt, hierbij wordt aan de ijzeren plaat Fe(OH)2 gevormd en aan de nikkelperoxide plaat Ni(OH)2. Oorspronkelijk zijn deze stoffen niet in de batterij aanwezig.

b)

Geef de halfreacties van de oxidator en reductor die plaatsvinden aan de elektroden, hierbij reageert het elektrolyt ook mee.

c)

Het elektrolyt van een Edison-batterij wordt per ongeluk bijgevuld met accuzuur (H2SO4-oplossing).

Leg uit of deze vergissing invloed heeft op de werking van de Edison-batterij

Vraag 2

In 2007 hebben onderzoekers van Sony een prototype ontwikkeld van een elektrochemische cel (batterij) die zijn energie haalt uit een reactie van glucose met zuurstof. Hieronder is deze suikerbatterij schematisch weergegeven.

De batterij bevat twee koolstofelektroden (A en B) die elk zijn bedekt met een laagje van een verschillend enzym. De elektroderuimtes worden gescheiden door een membraan. Aan elektrode A wordt glucose omgezet tot gluconolacton (C6H10O6) volgens de halfreactie:

C6H12O6 → C6H10O6 + 2 H+ + 2 e

a)

Is elektrode A de positieve of de negatieve pool van de suikerbatterij? Motiveer je antwoord.

Bij elektrode B wordt zuurstof omgezet tot water. Bij deze omzetting reageren ook H+ ionen.

b)

Leid met behulp van de vergelijking van de halfreactie van zuurstof en de vergelijking van de halfreactie bij elektrode A, de vergelijking af van de totale redoxreactie die plaatsvindt in de suikerbatterij.

c)

De H+ ionen kunnen zich door het membraan verplaatsen.

Leg uit of de H+ ionen zich van elektrode A naar elektrode B verplaatsen of van elektrode B naar elektrode A.

Het prototype van de suikerbatterij heeft de vorm van een kubus met een ribbe van 4 cm. De elektroderuimte van elektrode A wordt gevuld met 20 mL 0,40 M glucose-oplossing. De suikerbatterij kan worden gebruikt om een MP3-speler te voorzien van elektrische stroom. Het gemiddelde stroomverbruik van de MP3-speler is 61,6 mA
(1 A = 1 C s–1).

d)

Bereken hoeveel uur de MP3-speler kan spelen op de glucose die aanwezig is in 20 mL 0,40 M glucose-oplossing. Neem aan dat alle glucose wordt omgezet.

Ga uit van het gegeven dat 1 mol elektronen een lading heeft van 9,649*104 C.

Schrijf je antwoord op in het aantal uur.

Je kunt je antwoord checken met de ‘Controleer antwoord’ knop.
Let op: op een toets 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.

Gegeven is de elektrochemische cel hieronder. De cel is gebaseerd op de redoxkoppels Cr3+/ Cr  en  Cl2 / Cl. De cel bevat een membraan in het midden.

a)

Geef aan in welke cel de sterkste oxidator zich bevindt.

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

Klopt! Het gegeven antwoord is juist.

b)

Geef aan welke elektrode de negatieve elektrode is als deze cel stroom levert.

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

Klopt! Het gegeven antwoord is juist.

c)

Geef de halfreacties die optreden als de cel stroom levert.

d)

Leg uit of de elektronen van links naar rechts of van rechts naar links zullen gaan als de cel stroom levert.

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

Klopt! Het gegeven antwoord is juist.

e)

Leg uit welke ionen door het membraan heen bewegen en in welke richting.

Bekijk ook eens

studiehulp icoon Redoxreacties
Scheikunde | Vwo | 5
Oefentoets
Redoxreacties
Oefentoets over redoxreacties herkennen, half- en totaalreacties.
Bekijk de toets
studiehulp icoon Zuren en basen
Scheikunde | Vwo | 5
Oefentoets
Zuren en basen
Oefentoets over zuur-base reacties, de PH en indicatoren.
Bekijk de toets
studiehulp icoon Organische chemie - reacties
Scheikunde | Vwo | 5
Oefentoets
Organische chemie - reacties
Oefentoets over addities, substituties en eliminaties.
Bekijk de toets
studiehulp icoon Organische chemie - naamgeving
Scheikunde | Vwo | 5
Oefentoets
Organische chemie - naamgeving
Oefentoets over structuur- isomerie en structuurformules.
Bekijk de toets
studiehulp icoon Mechanismen
Scheikunde | Vwo | 5
Oefentoets
Mechanismen
Oefentoets over reactie- mechanismen en lading.
Bekijk de toets
studiehulp icoon Lewisstructuren
Scheikunde | Vwo | 5
Oefentoets
Lewisstructuren
Oefentoets over VSEPR, vrije elektronenparen en de octetregel.
Bekijk de toets
studiehulp icoon Elektrochemische cel en batterij
Scheikunde | Havo | 5
Oefentoets
Elektrochemische cel en batterij
Oefentoets over redoxreacties in elektrochemische cellen.
Bekijk de toets
studiehulp icoon Redoxreacties
Scheikunde | Havo | 5
Oefentoets
Redoxreacties
Oefentoets over lading, oxidatoren en reductoren.
Bekijk de toets
studiehulp icoon Polymeren
Scheikunde | Vwo | 6
Oefentoets
Polymeren
Oefentoets over polymeren en polymerisatiereacties.
Bekijk de toets
studieorientatie icoon Op de mavo wilde ik al scheikunde studeren Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Op de mavo wilde ik al scheikunde studeren
Lara is chemisch analist bij het bedrijf Astellas.
Bekijk het filmpje