IMPORTANT IDEAS 2021 & 2022 FO R M ET M O SH ER IF DR. MO SHERIF TALAAT (c) Fuels obtained from the fractions may contain impurities. Explain how the combustion of a common impurity in fuels may cause an environmental problem. (3) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (i) Give the name of the process used to convert long-chain molecules into more useful shorter-chain molecules. (1) SH ER IF (d) Some of the fractions contain long-chain molecules which are not very useful. M (ii) Give the catalyst and temperature used in the industrial process to convert long-chain molecules into shorter-chain molecules. M ET O ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2) FO R catalyst ........... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................................ ........................................................................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . temperature.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ............................................................. .............................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (iii) When C13H28 is used in this process, three different molecules are formed. Complete the equation for this reaction. (2) C13H28 → C8H18 + ............................... + ............................... (Total for Question 3 = 13 marks) *P67080A0732* 7 Turn over 5 A student uses this apparatus to investigate the effect of heat on different solid metal carbonates. metal carbonate boiling tube delivery tube test tube heat limewater This is the student’s method. use a spatula to put some metal carbonate in the boiling tube fit the delivery tube into position pour some limewater into the test tube start a timer and immediately begin to heat the metal carbonate record the time when a change first occurs in the limewater M O SH ER IF M ET The student repeats the method using different metal carbonates. When a metal carbonate is heated a reaction sometimes occurs. FO R The equation for the reaction is metal carbonate → metal oxide + carbon dioxide 12 *P67080A01232* (a) State the name given to this type of reaction. (1) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (b) State two variables that the student should control in this investigation. (2) 1............................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ........................................................................................................................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ........................................................................................................................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 .. ........................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ............................................................................................................................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ............................................................................................................................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (1) ER IF (c) Suggest why bubbles appear in the limewater immediately after heating has started but before there is any change to the metal carbonate. ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SH ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2) M ET M (d) Explain the purpose of limewater in this investigation. ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FO R ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . *P67080A01332* 13 Turn over (e) The table shows some of the results for the student’s investigation. Metal carbonate Colour change of solid Time taken for any change in limewater calcium carbonate remains white 90 seconds sodium carbonate remains white no change copper(II) carbonate 50 seconds (i) State the colour change that occurs for copper(II) carbonate. (2) from . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................................... to ..................................................................... (ii) Give a chemical equation for this reaction of copper(II) carbonate. (1) ER IF ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Use the student’s results and your own knowledge to deduce this relationship. (2) O SH (f ) (i) There is a relationship between the position of a metal in the reactivity series and how easily the metal carbonate reacts when heated. M ET M ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FO R ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ............................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ............................ ............................................................................................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (ii) State how you should extend the investigation to see if your deduction is correct. (1) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (Total for Question 5 = 12 marks) 14 *P67080A01432* 6 Zinc reacts with dilute hydrochloric acid to form hydrogen. (a) (i) Give a chemical equation for this reaction. (2) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (ii) Give a test for hydrogen gas. (1) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (b) A student investigates the reaction between pieces of zinc and dilute hydrochloric acid. In each experiment, he uses the same mass of zinc but a different volume of the acid. He collects the hydrogen and measures its volume in each experiment. The graph shows the student’s results. SH ER IF M ET M O 120 FO R 100 80 Volume of hydrogen in cm3 60 40 20 0 0 20 40 60 80 Volume of dilute hydrochloric acid in cm3 16 *P67080A01632* 100 (i) Use the graph to find the minimum volume of acid needed to react with all of the zinc. (1) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (ii) The student repeats the investigation, using hydrochloric acid of double the original concentration. Determine the volume of hydrogen that would be collected using 15 cm3 of this acid. Show your working on the graph. (2) volume = ...................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cm3 ER IF (c) Explain how increasing the concentration of the hydrochloric acid affects the rate of reaction. (3) SH ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M ET ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FO R ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . *P67080A01732* 17 Turn over (d) The rate of reaction could also be affected by changing the temperature of the hydrochloric acid, or by using a catalyst. Explain one other way in which the rate of reaction between zinc and hydrochloric acid can be affected. (3) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ER IF ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SH ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (Total for Question 6 = 12 marks) FO R M ET M O ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 *P67080A01832* 8 (a) (i) Organic compounds can exist as isomers. Explain what is meant by the term isomers. (2) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (ii) Organic compound Q reacts with bromine, without the presence of ultraviolet radiation, to form the compound C4H8Br2 Draw the displayed formulae of two isomers of Q. (2) M O SH ER IF M ET (b) An acrylic polymer can be formed from molecules with this structure. FO R H CH3 C C H COOCH3 (i) A student describes the molecule as an unsaturated hydrocarbon. Explain whether this is a correct description. (2) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (ii) Name the type of polymerisation that occurs in the formation of the polymer. (1) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 *P67080A02232* (iii) Complete the equation for the polymerisation reaction. H n (2) CH3 C C H COOCH3 (c) Octane is a compound in petrol. The equation for the complete combustion of octane is C8H18 + 12.5 O2 → 8 CO2 + 9 H2O (i) The fuel tank of a car contains 50.0 dm3 of octane. Calculate the mass, in kg, of carbon dioxide formed if all the octane in the fuel tank undergoes complete combustion. (5) FO R M ET M O SH ER IF [mass of 1 dm3 of octane = 700 g] mass = .................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . kg (ii) State an environmental problem caused by carbon dioxide. (1) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (Total for Question 8 = 15 marks) *P67080A02332* 23 Turn over 10 This question is about salts. (a) Soluble salts can be prepared by the reaction between a metal oxide and an acid. The equation for this type of reaction is metal oxide + acid → salt + water (i) State the name given to this type of reaction. (1) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (ii) State, in terms of protons, what happens in this reaction. (1) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ER IF (b) (i) A student is given 50 cm3 of dilute sulfuric acid and a bottle of solid copper(II) carbonate. Describe the method that the student should use to prepare a saturated solution of copper(II) sulfate. In your answer, refer to the pieces of apparatus that the student should use. (5) O SH M ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M ET ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FO R ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 *P67080A02832* (ii) The student produces dry crystals of hydrated copper(II) sulfate from the saturated solution. He calculates that 6.40 g of dry crystals should be formed. The mass of dry crystals he actually obtains is 1.80 g less than he calculated. Calculate the student’s percentage yield. Give your answer to one decimal place. percentage yield = ................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . % FO R M ET M O SH ER IF (3) *P67080A02932* 29 Turn over (c) (i) Gypsum is hydrated calcium sulfate. A sample of gypsum contains 79% of calcium sulfate by mass. Calculate the value of x in CaSO4.xH2O (3) (ii) Describe a test for calcium ions in the sample of gypsum. SH Mr of H2O = 18] ER IF [Mr of CaSO4 = 136 x = ......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2) M O ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M ET ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FO R ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (Total for Question 10 = 15 marks) TOTAL FOR PAPER = 110 MARKS 30 *P67080A03032* 6 This question is about salts. (a) When solutions of salts are mixed together, precipitates sometimes form. The insoluble salt barium carbonate forms as a precipitate when solutions of the soluble salts ammonium carbonate and barium chloride react together. When solutions of the soluble salts potassium chloride and magnesium sulfate are mixed, no precipitate forms. Complete the table to show the results of mixing solutions of some soluble salts. ammonium carbonate solution magnesium sulfate solution precipitate of barium carbonate ER IF barium chloride solution no precipitate M ET FO R calcium chloride solution M O SH potassium chloride solution 14 (3) *P67079A01436* precipitate of calcium sulfate (ii) Suggest why the student does not need to add bromine solution to sodium bromide solution. (1) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (iii) The ionic equation for the reaction between bromine and sodium iodide is Br2(aq) + 2I−(aq) → I2(aq) + 2Br−(aq) Explain why this is a redox reaction. (2) ER IF ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SH ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (Total for Question 8 = 12 marks) FO R M ET M O ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . *P67079A02336* 23 Turn over (c) The diagram represents a molecule of propane. H H H H C C C H H H H Describe the forces of attraction between the atoms in a molecule of propane. (2) ER IF ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SH ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . An equation for cracking is M ET M (d) Propane can be produced by cracking. O ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FO R C13H28 → C3H8 + 2C3H6 + 2C2H4 Explain why cracking is an important process in the oil industry. (3) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . *P67079A02536* 25 Turn over (d) The equation for the complete combustion of one mole of an alkane can be represented by alkane + ZO2 → XCO2 + YH2O Complete combustion of one mole of the alkane produces 308 g of carbon dioxide and 144 g of water. X, Y and Z are the numbers used to balance the equation. Calculate the values of X, Y and Z. [Mr of CO2 = 44, Mr of H2O = 18] M O SH ER IF (3) FO R M ET X = ................................ Y = ................................ Z = ................................ (Total for Question 10 = 14 marks) *P67079A03136* 31 Turn over 11 This question is about reactions that form gases. (a) Hydrogen peroxide decomposes to form water and oxygen. The equation for the reaction is 2H2O2 → 2H2O + O2 25.0 cm3 of hydrogen peroxide solution are poured into a conical flask and 1.00 g of solid manganese(IV) oxide is added. Bubbles of oxygen gas are formed. (i) Give the test for oxygen gas. (1) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ER IF (ii) Describe a method to show that solid manganese(IV) oxide is a catalyst in this reaction and not a reactant. (3) SH O ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M ET ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FO R ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . *P67079A03336* 33 Turn over (b) A student uses this apparatus to investigate the rate of the reaction between zinc and an excess of dilute hydrochloric acid. dilute hydrochloric acid zinc This is the student’s method. • pour 50 cm3 of dilute hydrochloric acid into a conical flask • add about 1.2 g of zinc lumps • record the volume of hydrogen gas collected every 30 s until no more hydrogen is collected The graph shows the student’s results. ER IF 500 SH 450 O 400 M 350 FO R M ET 300 Volume of hydrogen 250 in cm3 200 150 100 50 0 0 60 120 180 240 Time in s 34 *P67079A03436* 300 (i) Calculate the mean (average) rate of reaction, in cm3 / s, in the first 120 s. (2) mean rate = ........................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cm3 / s (ii) The equation for the reaction between zinc and hydrochloric acid is Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g) ER IF Use this equation and the particle collision theory to explain why the rate of reaction is greatest at the start of the reaction. (3) SH O ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M ET ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FO R ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (iii) The student repeats the experiment at a higher temperature but keeps all other conditions the same. On the grid, draw the curve you would expect to see in this experiment. (2) Question continues on next page *P67079A03536* 35 Turn over 5 Two experiments are done to determine the percentage composition by volume of a mixture of three gases, carbon dioxide, oxygen and argon. (a) In experiment 1, a student bubbles the mixture of gases through limewater. Carbon dioxide reacts with limewater. The diagram shows the apparatus the student uses. syringe A syringe B mixture of gases limewater M O SH ER IF gas syringe in 1 cm3 divisions M ET Give one change the student needs to make to the apparatus for gas bubbles to appear in the limewater. FO R The student pushes the mixture of gases out of syringe A, but no gas bubbles appear in the limewater. (1) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 *P66058RA01240* (b) When the apparatus in experiment 1 is set up correctly, the mixture of gases is bubbled gently through the limewater so that all the carbon dioxide is removed. The volume of the mixture of gases in syringe A at the start is 76 cm3. The volume of the mixture of gases in syringe B at the end is 66 cm3. (i) Calculate the percentage by volume of carbon dioxide in the mixture of gases in syringe A. (2) (ii) Give the change in the appearance of the limewater. (1) SH ER IF percentage of carbon dioxide = .............................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . % ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (iii) Explain why the gas syringes in experiment 1 cannot be used to find the percentage of carbon dioxide in a typical sample of air. M ET M O ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2) FO R ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . *P66058RA01340* 13 Turn over (c) In experiment 2, a teacher pushes the remaining gases over hot copper powder. The diagram shows the apparatus the teacher uses. copper powder gas syringe HEAT The copper powder turns black as it reacts with oxygen. Argon is extremely unreactive, so it does not react with copper. (i) Name the black substance that forms on the copper powder. (1) (ii) Suggest why the teacher uses copper powder instead of the same mass of large pieces of copper. SH ER IF ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (1) M O ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M ET ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (iii) Explain why argon is extremely unreactive. FO R (2) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (Total for Question 5 = 10 marks) 14 *P66058RA01440* 10 A teacher uses this apparatus to separate a mixture of ethanol and water. B SH ER IF A M (1) M ET (a) (i) Name this method of separation. O HEAT ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (ii) Name the change of state taking place at A. FO R (1) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (iii) Name the change of state taking place at B. (1) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 *P66058RA03040* (b) The mixture contains 15.5 cm3 of ethanol. 1.0 cm3 of ethanol has a mass of 0.79 g. One mole of ethanol contains 6.00 × 1023 molecules. [Mr of ethanol = 46] (i) Calculate the amount, in moles, of ethanol in 15.5 cm3 of ethanol. (2) amount = ..................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . mol (ii) Calculate the number of molecules of ethanol in 15.5 cm3 of ethanol. SH ER IF (1) O number of molecules = ......................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (i) Describe a chemical test to show that the colourless liquid contains water. M ET M (c) After five minutes, the teacher collects a sample of colourless liquid in a new beaker. (2) FO R ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (ii) Describe a physical test to show if the colourless liquid is pure water. (2) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . *P66058RA03140* 31 Turn over 11 This question is about the reactivity of metals. (a) Table 1 shows whether a reaction occurs between a metal and an aqueous solution of a metal sulfate. Metal Metal sulfate Does a reaction occur? manganese chromium sulfate yes tin cadmium sulfate no chromium cadmium sulfate yes Table 1 (i) Name the type of reaction that occurs between manganese and chromium sulfate. (1) ER IF ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (ii) Use the information in Table 1 to complete the order of reactivity. SH manganese O most reactive M ET M ...................................................................... ...................................................................... FO R least reactive ...................................................................... 34 *P66058RA03440* (1) (b) Table 2 shows the colours of four metals and the colours of their metal sulfate solutions. Metal Colour of metal Colour of metal sulfate solution copper brown blue iron dark grey green magnesium silvery colourless zinc light grey colourless Table 2 When a metal is added to a metal sulfate solution there may be a colour change on the surface of the metal and in the solution. Use the information in Table 2 and your knowledge of the reactivity series to explain any colour changes in these two experiments. ER IF (5) SH copper added to magnesium sulfate solution. ..................................................................................................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M O ................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ........................................................................................................................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M ET ................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ........................................................................................................................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ........................................................................................................................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FO R ................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ........................................................................................................................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . zinc added to iron sulfate solution. . . . . . . . . ....................................................................................................................... .................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ............................................................................................................................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ............................................................................................................................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ............................................................................................................................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ............................................................................................................................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . *P66058RA03540* 35 Turn over (c) A different experiment can be used to place metals in order of reactivity. This is the method. Step 1 add 1 g of a metal to 25 cm3 of dilute sulfuric acid Step 2 measure the volume of gas produced in one minute (i) Give two variables that should be controlled in this experiment. (2) 1............................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ........................................................................................................................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ........................................................................................................................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2............................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ........................................................................................................................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ........................................................................................................................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (ii) A small piece of calcium is added to some dilute sulfuric acid in a beaker. ER IF One of the products of the reaction, calcium sulfate, is insoluble in water. Suggest why the reaction stops after a short time, even though the beaker still contains calcium and dilute sulfuric acid. (1) M O SH M ET ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FO R ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 *P66058RA03640* (d) 1.00 g of aluminium is added to 0.0600 mol of dilute sulfuric acid. The equation for the reaction is 2Al(s) + 3H2SO4(aq) → Al2(SO4)3(aq) + 3H2(g) Show by calculation that the sulfuric acid is in excess. M ET M O SH ER IF (2) (Total for Question 11 = 12 marks) TOTAL FOR PAPER = 110 MARKS FO R *P66058RA03740* 37 7 (a) Explain the meaning of the term thermal decomposition. (2) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (b) The equation for the thermal decomposition of potassium hydrogencarbonate is 2KHCO3 → K2CO3 + H2O + CO2 Calculate the maximum mass of K2CO3 that could be produced from the thermal decomposition of 2.50 g of KHCO3 (4) FO R M ET M O SH ER IF maximum mass of K2CO3 = .............................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . g (Total for Question 7 = 6 marks) *P70703A01736* 17 Turn over 10 (a) A student is given a pure sample of sodium carbonate crystals and is told that the formula of the crystals is Na2CO3.xH2O State what xH2O in the formula shows about the sodium carbonate crystals. (1) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (b) The student uses this apparatus to find the value of x in Na2CO3.xH2O crucible ER IF sodium carbonate crystals O This is the student’s method. find the mass of an empty crucible without a lid • add some sodium carbonate crystals Na2CO3.xH2O to the crucible • find the total mass of the crucible and sodium carbonate crystals • heat the crucible to remove water from the crystals • allow the crucible and contents to cool down • find the mass of the cold crucible and contents M ET M • FO R SH heat These are the student’s results. Mass in grams 26 empty crucible 22.75 crucible and sodium carbonate crystals Na2CO3.xH2O 29.71 cold crucible and contents 25.93 *P70703A02636* (i) Calculate the mass of sodium carbonate left after heating and cooling. (1) mass of sodium carbonate = .............................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . g (ii) Calculate the mass of H2O lost from the sodium carbonate crystals during heating. (1) (iii) Show that the student’s results suggest that the formula of the sodium carbonate crystals is Na2CO3.7H2O (3) FO R M ET M O [Mr of Na2CO3 = 106 Mr of H2O = 18] SH ER IF mass of H2O = .............................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . g *P70703A02736* 27 Turn over (c) The student’s teacher says that the correct formula of the sodium carbonate crystals is Na2CO3.10H2O (i) The student did not make any mistakes in their measurements. Explain what could have caused the student’s value for x to be too low. (2) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (ii) Describe how the student could improve the method to obtain a more accurate value for x. (2) ER IF ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SH ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FO R M ET M O (Total for Question 10 = 10 marks) 28 *P70703A02836* (iii) A sample of magnesium contains these percentages of the three isotopes. Mg‑24 = 79.00 % Mg‑25 = 10.00 % Mg‑26 = 11.00 % Use this information to show that the relative atomic mass of magnesium is 24.32 (2) (iv) One mole of magnesium has a mass of 24.32 g. There are 6.022 × 1023 atoms in one mole. Calculate the mass, in grams, of one atom of magnesium. Give your answer to 4 significant figures. (2) M O SH ER IF M ET mass = .............................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . g FO R (c) The equation for the reaction between magnesium and oxygen is 2Mg + O2 → 2MgO Determine the maximum amount, in moles, of magnesium oxide that can be produced from 0.50 mol of magnesium and 0.20 mol of oxygen. (1) amount = ..................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . mol (Total for Question 5 = 11 marks) *P70701A01532* 15 Turn over (d) Compound E is used to make an addition polymer. (i) Complete the equation to show part of the polymer formed from two molecules of compound E. 2 C H (2) H H H C C H C C C C H (ii) Give one problem caused by the disposal of addition polymers. ER IF (1) SH ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (Total for Question 8 = 15 marks) FO R M ET M O ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 *P70701A02232* 11 A student uses this apparatus to heat crystals of hydrated zinc sulfate and collect the liquid produced. hydrated zinc sulfate heat colourless liquid ER IF (a) (i) Describe a chemical test to show that the colourless liquid contains water. (2) SH ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M O ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (ii) Describe a physical test to show the colourless liquid is pure water. (2) FO R M ET ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 *P70701A03032* (b) The equation for the decomposition of hydrated zinc sulfate is ZnSO4·7H2O(s) → ZnSO4(s) + 7H2O(l) The student records these masses. mass of boiling tube = 41.64 g mass of boiling tube + ZnSO4·7H2O = 54.46 g Calculate the maximum volume, in cm3, of pure water that could be produced. Give your answer to 1 decimal place. [1.00 cm3 of pure water has a mass of 1.00 g] [Mr of ZnSO4·7H2O = 287 Mr of H2O = 18] FO R M ET M O SH ER IF (5) maximum volume of pure water = .................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cm3 (c) In an experiment using a different mass of ZnSO4·7H2O the maximum volume of pure water that could be produced is 8.5 cm3. The student collected the pure water and calculated the percentage yield to be 20.3 %. (i) Calculate the volume, in cm3, of pure water collected. (1) volume of pure water = .................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cm3 *P70701A03132* 31 Turn over (ii) Explain an improvement to the apparatus that would increase the percentage yield of pure water. (2) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (Total for Question 11 = 12 marks) FO R M ET M O SH ER IF TOTAL FOR PAPER = 110 MARKS 32 *P70701A03232* 3 The diagram shows a chromatogram of the food dyes in four different food colourings, A, B, C and D. 8 solvent front 7 6 5 4 3 2 1 A B C D start line ER IF 0 (1) SH (a) (i) Give the letter of the food colouring that contains three different food dyes. ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O (ii) Give the letters of the two food colourings that contain the same dye. (1) M ET M ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (iii) Using the scale on the diagram, determine the Rf value of the dye in food colouring C. FO R (2) Rf = ......................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (iv) Give a reason why the dye in food colouring D moves the furthest from the start line. (1) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 *P70946A0836* (b) Describe how a student could obtain a chromatogram similar to the one shown in the diagram. (4) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ER IF ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SH ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (Total for Question 3 = 9 marks) FO R M ET M O ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . *P70946A0936* 9 Turn over (d) A teacher adds a small piece of sodium to a glass trough containing water and universal indicator. The universal indicator changes colour. The equation for the reaction is 2Na(s) + 2H2O(l) → 2NaOH(aq) + H2(g) (i) Explain the final colour of the universal indicator. (2) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (ii) The teacher repeats the experiment with potassium instead of sodium. Give one similarity and one difference observed with potassium. SH ER IF ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O similarity (2) M ET M ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FO R difference ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . *P70946A01136* 11 Turn over (iii) The reaction with sodium produces 0.036 g of hydrogen gas. One mole of hydrogen gas contains 6.0 × 1023 molecules. Calculate the number of molecules of hydrogen gas produced in the reaction with sodium. Give your answer to two significant figures. ER IF (3) number of molecules of hydrogen gas = ......................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FO R M ET M O SH (Total for Question 4 = 12 marks) 12 *P70946A01236* (b) A student is given a solid metal carbonate with the formula XCO3 X represents the symbol of a Group 2 metal. A student uses this apparatus to heat a sample of XCO3 until it all decomposes. cotton wool plug The equation for the decomposition of XCO3 is ER IF XCO3 SH XCO3 → XO + CO2 The student records the mass of XCO3 and the mass of carbon dioxide that escapes through the cotton wool plug. These are the student’s results. FO R mass of CO2 = 2.20 g M ET mass of XCO3 = 7.40 g M O (i) Give a reason why the student uses a cotton wool plug. (1) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 *P70946A01436* (ii) Calculate the amount, in mol, of carbon dioxide produced. [for carbon dioxide Mr = 44] (1) amount of carbon dioxide = ..................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . mol (iii) Use the equation to determine the amount, in mol, of XCO3 that decomposed. (1) (iv) Use the mass of XCO3 and your answer to (b)(iii) to calculate the relative formula mass (Mr) of XCO3 (2) FO R M ET M O SH ER IF amount of XCO3 = ..................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . mol Mr of XCO3 = ......................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (v) Use your answer to (b)(iv) and the Periodic Table on page 2 to determine the identity of the Group 2 metal X. Show your working. (2) identity of X = ......................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (Total for Question 5 = 11 marks) *P70946A01536* 15 Turn over (b) C12H26 is present in kerosene. In process 2, C12H26 is cracked to produce two molecules of ethene and one molecule of another hydrocarbon. (i) Complete the equation for the cracking of C12H26 (1) C12H26 → 2C2H4 + .............................................................. (ii) Explain why cracking is a useful process in the oil industry. (4) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ER IF ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SH ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M O ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M ET ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FO R (c) This is the equation for one of the reactions that may occur during process 3. H H H H C H H + Cl2 C H C C H Cl Cl What is the name of this type of reaction? A addition (1) B combustion C decomposition D substitution 20 *P70946A02036* (d) (i) Complete the equation for the polymerisation of chloroethene in process 4. C C H n H H Cl (2) (ii) Explain why the disposal of polymers such as poly(chloroethene) is difficult. (2) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ER IF ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SH ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (Total for Question 7 = 15 marks) FO R M ET M O ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . *P70946A02136* 21 Turn over 11 This question is about the reduction of tungsten oxide, WO3 (a) A teacher uses this apparatus to reduce tungsten oxide. excess hydrogen burning hydrogen gas heat record the mass of a weighing boat • add tungsten oxide and record the mass again • heat the weighing boat and tungsten oxide strongly for two minutes and then allow to cool • record the mass of the weighing boat and its contents SH ER IF • (i) Complete the equation by adding the state symbols. (2) M This is the teacher’s method. O tungsten oxide in weighing boat (ii) Give an addition to the method to check that the tungsten oxide has been completely reduced. FO R M ET WO3(…………. . ) + 3H2(… … … … .. ) → W(… … … … .. ) + 3H2O(… … … … .. ) (1) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 *P70946A03236* (iii) The table shows the teacher’s results. Mass in g empty weighing boat 14.72 weighing boat and tungsten oxide 17.04 weighing boat and tungsten 16.56 Use the teacher’s results to show that the empirical formula of tungsten oxide is WO3 for oxygen, Ar = 16] (3) FO R M ET M O SH ER IF [for tungsten, Ar = 184 (iv) The teacher wears eye protection and a lab coat during the experiment. Give one other safety precaution the teacher should take. (1) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . *P70946A03336* 33 Turn over (b) In industry, tungsten oxide is reduced on a large scale using hydrogen. The percentage yield of tungsten is 73.5% This is the equation for the reaction. WO3 + 3H2 → W + 3H2O Calculate the mass, in tonnes, of tungsten that is produced when 2784 tonnes of tungsten oxide are reacted with an excess of hydrogen. [1 tonne = 1 × 106 g] for oxygen, Ar = 16] (3) FO R M ET M O SH ER IF [for tungsten, Ar = 184 mass of tungsten = .............................................. . . . . . . . . . . . . . . . . tonnes (Total for Question 11 = 10 marks) TOTAL FOR PAPER = 110 MARKS 34 *P70946A03436* 4 A student uses the reaction between iron and oxygen to find the percentage of oxygen in air. The diagram shows the apparatus the student uses. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 3 cm air (1) O SH (a) (i) State why the iron powder needs to be wet. ER IF wet iron powder M ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (ii) State the colour of the compound formed in the reaction between iron and oxygen. FO R M ET ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (1) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (iii) Give the formula of the compound formed. (1) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (iv) Explain the advantage of using iron powder rather than pieces of iron. (2) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 *P70945A0828* (b) The syringe in the diagram shows the reading at the end of the experiment. Complete table 1 to show the readings on the syringe. Give both values to the nearest 1 cm3. (2) syringe reading at start syringe reading at end change in volume in cm3 65 Table 1 (c) The student repeats the experiment and obtains a different set of results. ER IF Table 2 shows these results. volume of air in conical flask and glass tube in cm3 260 syringe reading at start 90 SH 22 M O syringe reading at end Use the results from table 2 to calculate the percentage by volume of oxygen in the air. FO R M ET Table 2 (3) percentage by volume of oxygen in air = ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . % (Total for Question 4 = 10 marks) *P70945A0928* 9 Turn over 6 A student uses this apparatus to investigate the reaction between magnesium and dilute hydrochloric acid. gas syringe dilute hydrochloric acid magnesium ribbon (a) The word equation for the reaction is Mg + 2HCl → . . . . .......................................................... (ii) Give the test for hydrogen. + (1) .............................................................. (1) M ET M SH (i) Complete the chemical equation for this reaction. O ER IF magnesium + hydrochloric acid → magnesium chloride + hydrogen ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (iii) The student uses 0.090 g of magnesium and 0.025 mol of hydrochloric acid. FO R ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Show by calculation that the hydrochloric acid is in excess. *P70945A01328* (2) 13 Turn over (b) The student measures the volume of hydrogen collected at regular intervals until the reaction stops. The table shows the student’s results. Time in s 0 15 30 45 60 75 Volume of hydrogen in cm3 0 40 68 80 88 88 (i) Plot the student’s results. (ii) Draw a curve of best fit. (1) (1) ER IF 100 SH 80 M M ET 40 FO R Volume of hydrogen in cm3 O 60 20 0 0 20 40 60 80 Time in s (iii) Determine the volume of hydrogen collected in the first 10 seconds. Show on the graph how you obtained your answer. (2) volume of hydrogen = ..................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cm3 14 *P70945A01428* (b) When red lead oxide (Pb3O4) is heated, yellow lead oxide forms. The equation for the reaction is 2Pb3O4 → 6PbO + O2 A scientist heats a known mass of red lead oxide in a crucible in a fume cupboard. The scientist leaves the crucible to cool, then records the total mass of the crucible and its contents. (i) Describe what the scientist should do next to make sure that all the red lead oxide has reacted. (2) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ER IF ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (ii) The red lead oxide used in the reaction has a mass of 5.48 g. Calculate the maximum mass of yellow lead oxide that could form. O SH M [Mr of Pb3O4 = 685 Mr of PbO = 223] FO R M ET (3) maximum mass of PbO = .............................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . g (Total for Question 9 = 11 marks) *P70945A02328* 23 Turn over (ii) Fertilisers add nitrogen to the soil to help plants grow. Ammonia and ammonium sulfate can both be used as fertilisers. Discuss the advantages and disadvantages of using each of these compounds as fertilisers. Use information from the table in your answer. [pH of rainwater is approximately 5.6] (4) ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ER IF ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SH ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M ET ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FO R ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................... ................................................................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (Total for Question 10 = 14 marks) TOTAL FOR PAPER = 110 MARKS *P70945A02728* 27
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