INTERNATIONAL ADVANCED LEVEL CHEMISTRY ECONOMICS … Advanced Level... · Introduction The Pearson...

SPECIFICATIONEdexcel International GCSE in Economics (9-1) (4ET0)

First examination June

ECONOMICSEDEXCEL INTERNATIONAL GCSE

MATHS A (9-1)INTERNATIONAL ADVANCED LEVEL

CHEMISTRYSAMPLE ASSESSMENT MATERIALSPearson Edexcel International Advanced Subsidiary in Chemistry (XCH11)Pearson Edexcel International Advanced Level in Chemistry (YCH11)First teaching September 2018First examination from January 2019First certifi cation from August 2019 (International Advanced Subsidiary) and August 2020 (International Advanced Level)

Edexcel, BTEC and LCCI qualifications

Edexcel, BTEC and LCCI qualifications are awarded by Pearson, the UK’s largest awarding body offering academic and vocational qualifications that are globally recognised and benchmarked. For further information, please visit our qualification website at qualifications.pearson.com. Alternatively, you can get in touch with us using the details on our contact us page at qualifications.pearson.com/contactus

About Pearson

Pearson is the world's leading learning company, with 35,000 employees in more than 70 countries working to help people of all ages to make measurable progress in their lives through learning. We put the learner at the centre of everything we do, because wherever learning flourishes, so do people. Find out more about how we can help you and your learners at qualifications.pearson.com References to third party material made in this sample assessment materials are made in good faith. Pearson does not endorse, approve or accept responsibility for the content of materials, which may be subject to change, or any opinions expressed therein. (Material may include textbooks, journals, magazines and other publications and websites.) All information in this document is correct at time of publication. ISBN 978 1 4469 4657 2

All the material in this publication is copyright © Pearson Education Limited 2017

Contents

Introduction 1

General marking guidance 3

Unit 1 – Question paper 5

Unit 1 – Mark scheme 29











Edexcel, BTEC and LCCI qualifications

Edexcel, BTEC and LCCI qualifications are awarded by Pearson, the UK’s largest awarding body offering academic and vocational qualifications that are globally recognised and benchmarked. For further information, please visit our qualification website at qualifications.pearson.com. Alternatively, you can get in touch with us using the details on our contact us page at qualifications.pearson.com/contactus

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Pearson is the world's leading learning company, with 35,000 employees in more than 70 countries working to help people of all ages to make measurable progress in their lives through learning. We put the learner at the centre of everything we do, because wherever learning flourishes, so do people. Find out more about how we can help you and your learners at qualifications.pearson.com References to third party material made in this sample assessment materials are made in good faith. Pearson does not endorse, approve or accept responsibility for the content of materials, which may be subject to change, or any opinions expressed therein. (Material may include textbooks, journals, magazines and other publications and websites.) All information in this document is correct at time of publication. ISBN 978 1 4469 4657 2

All the material in this publication is copyright © Pearson Education Limited 2017

Introduction

The Pearson Edexcel International Advanced Subsidiary in Chemistry and the Pearson Edexcel International Advanced Level in Chemistry are part of a suite of International Advanced Level qualifications offered by Pearson. These sample assessment materials have been developed to support these qualifications and will be used as the benchmark to develop the assessment students will take.

1Pearson Edexcel International Advanced Subsidiary/Advanced Level in Chemistry Sample Assessment Materials – Issue 1 – September 2017 © Pearson Education Limited 2017

2 Pearson Edexcel International Advanced Subsidiary/Advanced Level in Chemistry Sample Assessment Materials – Issue 1 – September 2017 © Pearson Education Limited 2017

General marking guidance

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

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

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

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

Where some judgement is required, mark schemes will provide the principles by which marks will be awarded and exemplification/indicative content will not be exhaustive. However different examples of responses will be provided at standardisation.

When examiners are in doubt regarding the application of the mark scheme to a candidate’s response, a senior examiner must be consulted before a mark is given.

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

Using the Mark Scheme Examiners should look for qualities to reward rather than faults to penalise. This does NOT mean giving credit for incorrect or inadequate answers, but it does mean allowing candidates to be rewarded for answers showing correct application of principles and knowledge. Examiners should therefore read carefully and consider every response: even if it is not what is expected it may be worthy of credit.

The mark scheme gives examiners:

an idea of the types of response expected

how individual marks are to be awarded

the total mark for each question

examples of responses that should NOT receive credit.

/ means that the responses are alternatives and either answer should receive full credit.

( ) means that a phrase/word is not essential for the award of the mark, but helps the examiner to get the sense of the expected answer.

Phrases/words in bold indicate that the meaning of the phrase or the actual word is essential to the answer.

ecf/TE/cq (error carried forward) means that a wrong answer given in an earlier part of a question is used correctly in answer to a later part of the same question.

Candidates must make their meaning clear to the examiner to gain the mark. Make sure that the answer makes sense. Do not give credit for correct words/phrases which are put together in a meaningless manner. Answers must be in the correct context.


Centre Number Candidate Number

Write your name hereSurname Other names

Total Marks

Paper Reference

*S58309A0124*S58309A©2018 Pearson Education Ltd.

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Instructions

• Use black ink or black ball-point pen.• Fill in the boxes at the top of this page with your name,

centre number and candidate number.• Answer all questions.• Answer the questions in the spaces provided

– there may be more space than you need.• Show all your working in calculations and include units where

appropriate.

Information

• The total mark for this paper is 80. • The marks for each question are shown in brackets

– use this as a guide as to how much time to spend on each question.• There is a Periodic Table on the back page of this paper.

Advice

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

ChemistryInternational Advanced Subsidiary/Advanced LevelUnit 1: Structure, Bonding and Introduction to

Organic ChemistrySample Assessment Materials for first teaching September 2018

Time: 1 hour 30 minutes WCH11/01

You must have:Scientific calculator, ruler

Pearson Edexcel InternationalAdvanced Level




Total Marks

Paper Reference


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Instructions




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Information



Advice


ChemistryInternational Advanced Subsidiary/Advanced LevelUnit 1: Structure, Bonding and Introduction to

Organic ChemistrySample Assessment Materials for first teaching September 2018





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SECTION A

Answer ALL the questions in this section.

You should aim to spend no more than 20 minutes on this section.

For each question, select one answer from A to D and put a cross in the box . If you change your mind, put a line through the box and then mark your new answer with

a cross .

1 An outline of part of the Periodic Table is shown. The letters are not the usual symbols of the elements.

R S T

U V W

X Y

Z

(a) Which elements are in the s-block of the Periodic Table?(1)

A R and U

B T and Y

C V and W

D X and Z

(b) Which element has four occupied quantum shells, with six electrons in the outermost shell?

(1)

A V

B X

C Y

D Z

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(c) In which pair do the ions have the same electronic configuration?(1)

A R+ and T2−

B T2− and Y2−

C U2+ and T2−

D U2+ and W−

(Total for Question 1 = 3 marks)

2 This question is about phosphorus and sulfur.

Which species contains 15 protons, 16 neutrons and 18 electrons?

A P3−

B P3+

C S2−

D S2+

(Total for Question 2 = 1 mark)

3 Which is the electronic configuration of nitrogen?

1s 2s 2p

A

B

C

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Use this space for any rough working. Anything you write in this space will gain no credit.


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SECTION A



For each question, select one answer from A to D and put a cross in the box . If you change your mind, put a line through the box and then mark your new answer with

a cross .

1 An outline of part of the Periodic Table is shown. The letters are not the usual symbols of the elements.

R S T

U V W

X Y

Z

(a) Which elements are in the s-block of the Periodic Table?(1)

A R and U

B T and Y

C V and W

D X and Z

(b) Which element has four occupied quantum shells, with six electrons in the outermost shell?

(1)

A V

B X

C Y

D Z

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(c) In which pair do the ions have the same electronic configuration?(1)

A R+ and T2−

B T2− and Y2−

C U2+ and T2−

D U2+ and W−


2 This question is about phosphorus and sulfur.

Which species contains 15 protons, 16 neutrons and 18 electrons?

A P3−

B P3+

C S2−

D S2+


3 Which is the electronic configuration of nitrogen?

1s 2s 2p

A

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4 A sample of neon contains the following isotopes.

Isotope Percentage abundance

20Ne 90.92

21Ne 0.26

22Ne 8.82

What is the relative atomic mass of neon to two decimal places?

A 20.00

B 20.09

C 20.18

D 21.00


5 Data from the mass spectrum of a sample of pure iron is given in the table.

m / z Relative peak height

28 0.1

54 6.3

56 100.0

57 2.4

58 0.3

Which species is most likely to cause the peak at m/z = 28?

A 28Fe+

B 56Fe2+

C 28Si+

D 84Sr3+


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6 Which of these is not a chemical reaction?

A cracking

B fractional distillation

C polymerisation

D reforming


7 Which of these fuels is obtained from fermented sugar cane?

A ethanol

B hydrogen

C petrol

D propane


8 What is the systematic name for this compound?

A E-5-methylhex-2-ene

B Z-5-methylhex-2-ene

C E-2-methylpent-4-ene

D Z-2-methylpent-4-ene




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9 Ethene reacts with bromine to form 1,2-dibromoethane.

C=C

H

H

H

H

+ Br2 → H C C H

H

Br

H

Br

For the ethene molecule, what is the type of bond broken and the type of bond fission occurring in this reaction?

Bond broken Bond fission

A π heterolytic

B π homolytic

C σ heterolytic

D σ homolytic


10 There is 0.045 g of solute in 1500 g of a solution.

What is the concentration of the solution in parts per million (ppm)?

A 3.00

B 6.75

C 30.0

D 67.5


11 What is the concentration, in mol dm−3, of a solution containing 7.84 g of phosphoric(V) acid, H3PO4, in 400 cm3 of solution?

A 0.02

B 0.08

C 0.20

D 19.6


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12 A sample of a hydrocarbon with mass 7.2 g contained 6.0 g of carbon.

What is the empirical formula of the hydrocarbon?

A CH2

B C5H12

C C6H6

D C7H6


13 Which pair of substances contains the same number of moles at room temperature and pressure (r.t.p.)?

[Ar values Ca = 40, Li = 7, Al = 27, Mg = 24. Molar volume of gas at r.t.p. = 24 dm3 mol−1]

A 24 dm3 of chlorine, Cl2, and 20 g of calcium, Ca

B 24 dm3 of oxygen, O2, and 14 g of lithium, Li

C 1.2 dm3 of hydrogen, H2, and 2.7 g of aluminium, Al

D 1.2 dm3 of nitrogen, N2, and 1.2 g of magnesium, Mg




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14 What are the maximum numbers of electrons in a 2p orbital and in the third quantum shell?

Maximum number of electrons in a 2p orbital

Maximum number of electrons in the third quantum shell

A 2 8

B 2 18

C 6 8

D 6 18


15 Water reacts with H+ ions to form H3O+ ions.

Identify the bonding within the H3O+ ion.

A covalent bonding only

B covalent and dative covalent bonding only

C covalent, dative covalent and ionic bonding

D ionic bonding only


16 What are the shapes of the AlCl3 and PH3 molecules?

Shape of AlCl3 molecule Shape of PH3 molecule

A pyramidal pyramidal

B pyramidal trigonal planar

C trigonal planar trigonal planar

D trigonal planar pyramidal



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17 Which describes the polarity of the C Cl bond and the polarity of the CCl4 molecule?

Polarity of C Cl bond Polarity of CCl4 molecule

A non-polar non-polar

B non-polar polar

C polar polar

D polar non-polar


18 What is the empirical formula of the following molecule?

Cl

Cl

A C4H4Cl

B C4H7Cl

C C8H11Cl2

D C8H14Cl2


TOTAL FOR SECTION A = 20 MARKS


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14 What are the maximum numbers of electrons in a 2p orbital and in the third quantum shell?

Maximum number of electrons in a 2p orbital

Maximum number of electrons in the third quantum shell

A 2 8

B 2 18

C 6 8

D 6 18


15 Water reacts with H+ ions to form H3O+ ions.

Identify the bonding within the H3O+ ion.

A covalent bonding only

B covalent and dative covalent bonding only

C covalent, dative covalent and ionic bonding

D ionic bonding only


16 What are the shapes of the AlCl3 and PH3 molecules?

Shape of AlCl3 molecule Shape of PH3 molecule

A pyramidal pyramidal

B pyramidal trigonal planar

C trigonal planar trigonal planar

D trigonal planar pyramidal



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17 Which describes the polarity of the C Cl bond and the polarity of the CCl4 molecule?

Polarity of C Cl bond Polarity of CCl4 molecule

A non-polar non-polar

B non-polar polar

C polar polar

D polar non-polar


18 What is the empirical formula of the following molecule?

Cl

Cl

A C4H4Cl

B C4H7Cl

C C8H11Cl2

D C8H14Cl2




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*S58309A01024*

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SECTION B

Answer ALL the questions.

Write your answers in the spaces provided.

19 The graph shows the first ionisation energies for the elements with atomic numbers from 3 to 12.

2500

2000

1500

1000

500

01412108642

First ionisation energy / k J mol−1

Atomic number

(a) Write the equation for the first ionisation energy of nitrogen. Include state symbols.

(2)

(b) Explain the changes in first ionisation energy for the elements with atomic numbers from 3 to 10.

(4)

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(c) Explain why the first ionisation energy of element 11 is lower than that of element 3.(2)

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SECTION B



19 The graph shows the first ionisation energies for the elements with atomic numbers from 3 to 12.

2500

2000

1500

1000

500

01412108642

First ionisation energy / k J mol−1

Atomic number

(a) Write the equation for the first ionisation energy of nitrogen. Include state symbols.

(2)

(b) Explain the changes in first ionisation energy for the elements with atomic numbers from 3 to 10.

(4)

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(c) Explain why the first ionisation energy of element 11 is lower than that of element 3.(2)

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20 This question is about bromine.

(a) Complete the electronic configuration for a bromine atom, using the s, p, d notation.(1)

[Ar] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(b) Bromine exists as two isotopes with mass numbers 79 and 81.

(i) Complete the table to show the numbers of subatomic particles in a 79Br atom and a 81Br − ion.

(2)

Species Protons Neutrons Electrons

79Br

81Br −

(ii) A sample of bromine contained equal amounts of the two isotopes.

Complete the mass spectrum to show the peaks you would expect for Br 2+ from this sample of bromine gas.

(2)

157 158 159 160 161 162 163

m / z

Relative abundance

100908070605040302010

0

13


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REA

(iii) Calculate the number of bromine molecules in 2.00 g of Br2.

[Avogadro constant = 6.02 × 1023 mol−1](2)

Number of molecules = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(c) A sample of bromine gas occupied 200 cm3 at a temperature of 77 °C and a pressure of 1.51 × 105 Pa.

Calculate, using the ideal gas equation, the amount in moles of bromine molecules in this sample.

[pV = nRT R = 8.31 J mol−1 K−1](4)

Amount of bromine molecules = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . mol



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21 Magnesium is a metal in Group 2 of the Periodic Table. It reacts with chlorine to form the salt magnesium chloride, MgCl2.

(a) Draw a dot-and-cross diagram for magnesium chloride.

Show outer shell electrons only.(1)

(b) Magnesium conducts electricity when it is in the solid state. Magnesium chloride conducts electricity when it is molten or dissolved in water but not when it is in the solid state.

Explain these observations.(3)

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(c) Magnesium chloride can also be made by reacting magnesium oxide with dilute hydrochloric acid.

MgO(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2O(l)

(i) Write the ionic equation, including state symbols, for this reaction. (1)

(ii) Calculate the minimum volume of 2.00 mol dm−3 hydrochloric acid needed to completely react with 2.45 g of magnesium oxide.

(3)

Minimum volume of hydrochloric acid = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cm3


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(d) A further method for making magnesium chloride is by reacting magnesium carbonate with dilute hydrochloric acid.

MgCO3(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)

Calculate the maximum mass of magnesium chloride that could be formed when 2.25 g of magnesium carbonate is added to excess dilute hydrochloric acid.

(2)

Maximum mass magnesium chloride = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . g

(e) Explain why the reaction to make magnesium chloride from magnesium oxide has a higher atom economy than the reaction using magnesium carbonate.

No calculation is required.(2)

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22 The alkanes are a homologous series of saturated hydrocarbons.

(a) Draw the displayed formulae of the three alkanes with molecular formula C5H12.(3)

(b) Give the systematic name of compound P.(1)

Compound P

Systematic name . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


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(c) The table shows the boiling temperatures of the first four straight-chain alkanes.

Molecular formula of alkane Boiling temperature / °C

CH4 −164

C2H6 −89

C3H8 −42

C4H10 −0.5

Predict the molecular formula and boiling temperature of the straight-chain alkane that has five carbon atoms in its molecules.

(2)

Molecular formula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Boiling temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(d) Alkanes undergo incomplete combustion when they burn in a limited supply of air.

(i) Write the equation for the incomplete combustion of propane, C3H8, to form carbon, carbon monoxide, carbon dioxide and water.

State symbols are not required.(1)

(ii) Explain the toxicity of carbon monoxide.(2)

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(e) Propane reacts with chlorine in the presence of ultraviolet radiation. The reaction starts when some chlorine molecules are split into free radicals. A mixture of products is formed.

(i) Write the two propagating steps to show how C3H7Cl is formed. Curly arrows are not required.

(2)

(ii) Identify the different C3H7Cl molecules that are produced in this reaction.(1)

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(iii) Give a reason why a mixture of C3H7Cl molecules is formed.(1)

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(iv) Give a reason why some hexane is formed in this reaction.(1)

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(v) A small amount of a product with molar mass 113 g mol−1 is formed.

Deduce the structure and name of a possible product with this molar mass.(2)

Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Name . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



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TH

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REA

(c) The table shows the boiling temperatures of the first four straight-chain alkanes.

Molecular formula of alkane Boiling temperature / °C

CH4 −164

C2H6 −89

C3H8 −42

C4H10 −0.5

Predict the molecular formula and boiling temperature of the straight-chain alkane that has five carbon atoms in its molecules.

(2)

Molecular formula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Boiling temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(d) Alkanes undergo incomplete combustion when they burn in a limited supply of air.

(i) Write the equation for the incomplete combustion of propane, C3H8, to form carbon, carbon monoxide, carbon dioxide and water.


(ii) Explain the toxicity of carbon monoxide.(2)

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D

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D

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TH

IS A

REA

(e) Propane reacts with chlorine in the presence of ultraviolet radiation. The reaction starts when some chlorine molecules are split into free radicals. A mixture of products is formed.

(i) Write the two propagating steps to show how C3H7Cl is formed. Curly arrows are not required.

(2)

(ii) Identify the different C3H7Cl molecules that are produced in this reaction.(1)

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(iii) Give a reason why a mixture of C3H7Cl molecules is formed.(1)

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(iv) Give a reason why some hexane is formed in this reaction.(1)

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(v) A small amount of a product with molar mass 113 g mol−1 is formed.

Deduce the structure and name of a possible product with this molar mass.(2)

Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Name . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



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REA

D

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WRI

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TH

IS A

REA

D

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OT

WRI

TE IN

TH

IS A

REA

23 Alkenes contain a double bond between two carbon atoms.

(a) Some reactions of propene are shown.

C C

H3C

HH

H

propene

compound Y

reagent W and

catalyst X

acidified MnO4

–HCl

major product ZH C C C H

H H

H H

H

H

(i) Give the names of reagent W and catalyst X.(2)

Reagent W . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Catalyst X . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) Draw the displayed formula of compound Y.(1)

(iii) Draw the skeletal formula of the major product Z.(1)

21


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TH

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REA

D

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WRI

TE IN

TH

IS A

REA

(b) Ethene reacts with steam in the presence of a catalyst to form ethanol.

The mechanism takes place in two stages.

(i) Complete the simplified mechanism for the reaction by adding curly arrows and the relevant dipole.

(4)

H C C+ H + OH–

H H

H

C C

H

HH

HStage 1

H C C H

H H

H

Stage 2H C C+ H

H H

H

H

H

O

:OH–

OH

(ii) Predict the shape of the intermediate ion with reference to the positively-charged carbon. Justify your answer.

H3C C+ H

H

(3)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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WRI

TE IN

TH

IS A

REA

D

O N

OT

WRI

TE IN

TH

IS A

REA

(c) Methyl 2-methylpropenoate has the structure:

C=C

COOCH3

CH3

H

H

Draw a section of the polymer formed from methyl 2-methylpropenoate, showing two repeat units.

(2)


TOTAL FOR SECTION B = 60 MARKS TOTAL FOR PAPER = 80 MARKS

23

*S58309A02324*

D

O N

OT W

RITE IN TH

IS AREA

D

O N

OT W

RITE IN TH

IS AREA

D

O N

OT W

RITE IN TH

IS AREA

D

O N

OT

WRI

TE IN

TH

IS A

REA

D

O N

OT

WRI

TE IN

TH

IS A

REA

D

O N

OT

WRI

TE IN

TH

IS A

REA

BLANK PAGE


24

*S58309A02424*

D

O N

OT W

RITE IN TH

IS AREA

D

O N

OT W

RITE IN TH

IS AREA

D

O N

OT W

RITE IN TH

IS AREA

Uni

t 1

- M

ark

sche

me

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Mar

k

1(a)

A

R an

d U

1

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Mar

k

1(b)

C

Y 1

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Mar

k

1(c)

C

U2+

and

T2−

1

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Mar

k

2 A

P3−

1 Q

uest

ion

num

ber

Ans

wer

M

ark

3

D

1

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Mar

k

4 C

20.1

8 1

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Mar

k

5 B

56Fe

2+

1


Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Mar

k

6 B

frac

tion

al d

isti

llati

on

1 Q

uest

ion

num

ber

Ans

wer

M

ark

7 A

etha

nol

1 Q

uest

ion

num

ber

Ans

wer

M

ark

8 A

E-5-

met

hylh

ex-2

-ene

1

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Mar

k

9 A

π, h

eter

olyt

ic

1 Q

uest

ion

num

ber

Ans

wer

M

ark

10

C 30

.0

1 Q

uest

ion

num

ber

Ans

wer

M

ark

11

C 0.

20

1 Q

uest

ion

num

ber

Ans

wer

M

ark

12

B C 5

H12

1

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Mar

k

13

D

1.2

dm3

of n

itro

gen,

N2,

and

1.2

g o

f m

agne

sium

, M

g 1


Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Mar

k

6 B

frac

tion

al d

isti

llati

on

1 Q

uest

ion

num

ber

Ans

wer

M

ark

7 A

etha

nol

1 Q

uest

ion

num

ber

Ans

wer

M

ark

8 A

E-5-

met

hylh

ex-2

-ene

1

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Mar

k

9 A

π, h

eter

olyt

ic

1 Q

uest

ion

num

ber

Ans

wer

M

ark

10

C 30

.0

1 Q

uest

ion

num

ber

Ans

wer

M

ark

11

C 0.

20

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uest

ion

num

ber

Ans

wer

M

ark

12

B C 5

H12

1

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Mar

k

13

D

1.2

dm3

of n

itro

gen,

N2,

and

1.2

g o

f m

agne

sium

, M

g 1

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

M

ark

14

B 2

elec

tron

s in

a 2

p or

bita

l, 1

8 el

ectr

ons

in t

he t

hird

qua

ntum

she

ll 1

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

M

ark

15

B co

vale

nt a

nd d

ativ

e co

vale

nt b

ondi

ng o

nly

1 Q

uest

ion

num

ber

Ans

wer

Mar

k

16

D

AlCl

3 tr

igon

al p

lana

r, P

H3

pyra

mid

al

1 Q

uest

ion

num

ber

Ans

wer

M

ark

17

D

C-Cl

bon

d po

lar,

CCl

4 m

olec

ule

non-

pola

r 1

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Mar

k

18

B (C

4H7C

l)

1


Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

19(a

)

corr

ect

spec

ies

in e

quat

ion

co

rrec

t st

ate

sym

bols

(1)

(1)

Exam

ples

of

equa

tion

: N

(g)

→ N

+ (g)

+ e

( −)

or

N(g

) - e

( −) →

N+ (

g)

2

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

19(b

) An

exp

lana

tion

tha

t m

akes

ref

eren

ce t

o th

e fo

llow

ing

poin

ts:

ge

nera

l inc

reas

e ac

ross

a p

erio

d/at

omic

num

bers

3-1

0 du

e to

in

crea

se in

nuc

lear

cha

rge

th

e (o

uter

) el

ectr

ons

are

adde

d to

the

sam

e qu

antu

m s

hell

or

the

shie

ldin

g is

the

sam

e.

Ir

regu

lari

ties

:

at

om w

ith

atom

ic n

umbe

r 5

has

low

er IE

tha

n at

om w

ith

atom

ic n

umbe

r 4

as t

he (

2)p

elec

tron

is b

ette

r sh

ield

ed t

han

the

(2)s

ele

ctro

n (s

o re

quir

es le

ss e

nerg

y to

be

rem

oved

)

at

om w

ith

atom

ic n

umbe

r 8

has

low

er IE

tha

n at

om w

ith

atom

ic n

umbe

r 7

as t

here

is r

epul

sion

bet

wee

n th

e pa

ir o

f el

ectr

ons

in t

he 2

(p)

orbi

tal (

so le

ss e

nerg

y is

req

uire

d to

re

mov

e on

e of

the

m).

(1)

(1

)

(1)

(1

)

Allo

w in

crea

se in

eff

ecti

ve n

ucle

ar

char

ge

Acce

pt r

ever

se a

rgum

ents

Ac

cept

nam

es f

or a

tom

ic n

umbe

rs

Allo

w t

he 2

p su

b-sh

ell i

s fu

rthe

r fr

om

the

nucl

eus

than

the

2s

orbi

tal

Allo

w a

hal

f-fi

lled

p su

b sh

ell i

s m

ore

stab

le

4


Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

19(a

)

corr

ect

spec

ies

in e

quat

ion

co

rrec

t st

ate

sym

bols

(1)

(1)

Exam

ples

of

equa

tion

: N

(g)

→ N

+ (g)

+ e

( −)

or

N(g

) - e

( −) →

N+ (

g)

2

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

19(b

) An

exp

lana

tion

tha

t m

akes

ref

eren

ce t

o th

e fo

llow

ing

poin

ts:

ge

nera

l inc

reas

e ac

ross

a p

erio

d/at

omic

num

bers

3-1

0 du

e to

in

crea

se in

nuc

lear

cha

rge

th

e (o

uter

) el

ectr

ons

are

adde

d to

the

sam

e qu

antu

m s

hell

or

the

shie

ldin

g is

the

sam

e.

Ir

regu

lari

ties

:

at

om w

ith

atom

ic n

umbe

r 5

has

low

er IE

tha

n at

om w

ith

atom

ic n

umbe

r 4

as t

he (

2)p

elec

tron

is b

ette

r sh

ield

ed t

han

the

(2)s

ele

ctro

n (s

o re

quir

es le

ss e

nerg

y to

be

rem

oved

)

at

om w

ith

atom

ic n

umbe

r 8

has

low

er IE

tha

n at

om w

ith

atom

ic n

umbe

r 7

as t

here

is r

epul

sion

bet

wee

n th

e pa

ir o

f el

ectr

ons

in t

he 2

(p)

orbi

tal (

so le

ss e

nerg

y is

req

uire

d to

re

mov

e on

e of

the

m).

(1)

(1

)

(1)

(1

)

Allo

w in

crea

se in

eff

ecti

ve n

ucle

ar

char

ge

Acce

pt r

ever

se a

rgum

ents

Ac

cept

nam

es f

or a

tom

ic n

umbe

rs

Allo

w t

he 2

p su

b-sh

ell i

s fu

rthe

r fr

om

the

nucl

eus

than

the

2s

orbi

tal

Allo

w a

hal

f-fi

lled

p su

b sh

ell i

s m

ore

stab

le

4

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

19(c

) An

exp

lana

tion

tha

t m

akes

ref

eren

ce t

o th

e fo

llow

ing

poin

ts:

(dec

reas

e do

wn

a gr

oup

due

to)

(the

re is

an

incr

ease

in

nucl

ear

char

ge f

rom

3 t

o 11

but

thi

s is

off

set

by)

the

oute

r el

ectr

on is

in a

hig

her

quan

tum

she

ll/hi

gher

ene

rgy

leve

l

th

eref

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furt

her

from

the

nuc

leus

/bet

ter

shie

lded

.

(1)

(1

)

2

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

20(a

)

[A

r]3d

104s

2 4p5

Al

low

4s2 3

d104p

5

Igno

re 1

s2 2s2 2

p6 3s2 3

p6 fo

r (A

r) w

ritt

en

out

but

do n

ot a

llow

inco

rrec

t el

ectr

onic

con

figu

rati

on f

or A

r

1

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

20(b

)(i)

Spec

ies

Prot

ons

Neu

tron

s El

ectr

ons

79Br

35

44

35

(1

)

81

Br −

35

46

36

(1)

1 m

ark

for

each

row

cor

rect

2


Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

20(b

)(ii)

lin

es a

t 15

8 an

d 16

0 an

d 16

2

rela

tive

abu

ndan

ces

50:1

00:5

0

(1)

(1)

Allo

w r

elat

ive

abun

danc

es

in a

ny r

atio

1:2

:1,

e.

g. 2

5:50

:25

2


Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

20(b

)(ii)

lin

es a

t 15

8 an

d 16

0 an

d 16

2

rela

tive

abu

ndan

ces

50:1

00:5

0

(1)

(1)

Allo

w r

elat

ive

abun

danc

es

in a

ny r

atio

1:2

:1,

e.

g. 2

5:50

:25

2

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

20(b

)(iii

)

ca

lcul

atio

n of

am

ount

(m

ol)

of B

r 2

ca

lcul

atio

n of

mol

ecul

es o

f Br

2

(1

) (1

)

Exam

ple

of c

alcu

lati

on:

Amou

nt o

f Br

2 =

2.

00

=

0.0

125

(mol

)

1

60

Mol

ecul

es o

f Br

2 =

0.01

25 ×

6.0

2 ×

1023

=

7.5

25 ×

1021

or

Amou

nt o

f Br

2 =

2.

00

= 0.

0125

16 (

mol

)

(2 ×

79.

9)

Mol

ecul

es o

f Br

2 =

0.01

2516

× 6

.02

× 10

23

=

7.5

344

× 10

21

TE o

n am

ount

Br 2

Corr

ect

answ

er w

ith

no w

orki

ng s

core

s bo

th

mar

ks

Igno

re S

F ex

cept

1 S

F

2


Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

20(c

)

co

nver

sion

of

volu

me

to m

3

co

nver

sion

of

tem

pera

ture

to

K

rear

rang

emen

t of

exp

ress

ion

ev

alua

tion

to

give

n

(1)

(1

) (1

) (1

)

Exam

ple

of c

alcu

lati

on:

Volu

me

of b

rom

ine

= 20

0

= 2

.00

× 10

−4 m

3

1

× 10

6

77+2

73 =

350

1.

51 ×

105

× 2.

00 ×

10−

4 =

n ×

8.31

× 3

50

TE o

n vo

lum

e br

omin

e n

= 1.

51 ×

105

× 2.

00 ×

10−

4

8.31

× 3

50

n =

1.03

834

× 10

−2

Igno

re S

F ex

cept

1SF

Co

rrec

t an

swer

wit

h no

wor

king

sco

res

full

mar

ks

4


Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

20(c

)

co

nver

sion

of

volu

me

to m

3

co

nver

sion

of

tem

pera

ture

to

K

rear

rang

emen

t of

exp

ress

ion

ev

alua

tion

to

give

n

(1)

(1

) (1

) (1

)

Exam

ple

of c

alcu

lati

on:

Volu

me

of b

rom

ine

= 20

0

= 2

.00

× 10

−4 m

3

1

× 10

6

77+2

73 =

350

1.

51 ×

105

× 2.

00 ×

10−

4 =

n ×

8.31

× 3

50

TE o

n vo

lum

e br

omin

e n

= 1.

51 ×

105

× 2.

00 ×

10−

4

8.31

× 3

50

n =

1.03

834

× 10

−2

Igno

re S

F ex

cept

1SF

Co

rrec

t an

swer

wit

h no

wor

king

sco

res

full

mar

ks

4

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

21(a

)

do

t-an

d-cr

oss

diag

ram

, in

clud

ing

char

ges

Exam

ple

of d

iagr

am:

Al

low

no

elec

tron

s or

8 e

lect

rons

on

oute

r sh

ell o

f M

g Al

low

any

com

bina

tion

of

dots

or

cros

ses

for

elec

tron

s Ig

nore

mis

sing

squ

are

brac

kets

1

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

21(b

)

An e

xpla

nati

on t

hat

mak

es r

efer

ence

to

the

follo

win

g po

ints

:

iden

tifi

cati

on o

f ch

arge

car

rier

s: m

agne

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– e

lect

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and

m

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chl

orid

e –

ions

m

agne

sium

con

duct

s el

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icit

y w

hen

solid

bec

ause

de

loca

lised

ele

ctro

ns c

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thr

ough

m

agne

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chl

orid

e do

es n

ot c

ondu

ct w

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bec

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the

io

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t m

ove

and

it d

oes

cond

uct

elec

tric

ity

whe

n m

olte

n or

dis

solv

ed in

wat

er a

s th

e io

ns c

an m

ove.

(1

) (1

)

(1)

3


Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

21(c

)(i)

c orr

ect

bala

nced

ioni

c eq

uati

on w

ith

stat

e sy

mbo

ls

Exam

ples

of

equa

tion

: M

gO(s

) +

2H

+ (aq

) →

Mg2+

(aq)

+

H2O

(l)

or

MgO

(s)

+

2H3O

+ (aq

) →

Mg2+

(aq)

+

2H

2O(l

)

1

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

21(c

)(ii)

calc

ulat

ion

of m

oles

of

MgO

ca

lcul

atio

n of

mol

es o

f H

Cl

ca

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atio

n of

vol

ume

of H

Cl

(1)

(1)

(1)

Exam

ple

of c

alcu

lati

on:

mol

es M

gO =

2.4

5 =

0.06

0794

40.3

m

oles

HCl

= 2

× 0

.060

794

= 0.

1215

88

volu

me

HCl

= 0

.121

588

× 10

00 =

60.

794

cm3

2.0

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24

(61.

25 c

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ks

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+ (aq

) →

Mg2+

(aq)

+

H2O

(l)

or

MgO

(s)

+

2H3O

+ (aq

) →

Mg2+

(aq)

+

2H

2O(l

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1

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stio

n nu

mbe

r A

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Add

itio

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nce

Mar

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atio

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lcul

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(1)

(1)

(1)

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= 2

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794

= 0.

1215

88

volu

me

HCl

= 0

.121

588

× 10

00 =

60.

794

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0 Ig

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24

(61.

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Co

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wit

h no

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3

Que

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nce

Mar

k

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)

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3

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h m

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of M

gCl 2

(1)

(1)

(1)

(1)

Exam

ple

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alcu

lati

on:

mol

es M

gCO

3 =

2.25

= 0

.026

69

84

.3

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s M

gCl 2

= 0

.026

69 ×

95.

3 =

2.54

36 (

g)

or

84.3

g M

gCO

3 m

akes

95.

3 g

MgC

l 2

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.25

g M

gCO

3 m

akes

95.

3 ×

2.25

= 2

.543

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) M

gCl 2

84

.3

Igno

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1 S

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24

(2.5

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w

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pro

duct

s/no

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the

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pro

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olar

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wer

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um

chlo

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mag

nesi

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(1)

(1

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(1)

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2

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(1)

(1)

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(1)

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the

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(1)

(1

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n

2

Que

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Mar

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22(e

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(1)

(1)

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2

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1


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0

2



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Information

• The total mark for this paper is 80.• The marks for each question are shown in brackets

– use this as a guide as to how much time to spend on each question.• In questions marked with an asterisk (*), marks will be awarded for your ability

to structure your answer logically, showing how the points that you make are related or follow on from each other where appropriate.

• There is a Periodic Table on the back page of this paper.

Advice


ChemistryInternational Advanced Subsidiary/Advanced LevelUnit 2: Energetics, Group Chemistry,

Halogenoalkanes and AlcoholsSample Assessment Materials for first teaching September 2018

Time: 1 hour 30 minutes WCH12/01You must have:Data Booklet, scientific calculator, ruler



Que

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Igno

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An

y st

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wit

h C=

C sc

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0

2



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to structure your answer logically, showing how the points that you make are related or follow on from each other where appropriate.


Advice


ChemistryInternational Advanced Subsidiary/Advanced LevelUnit 2: Energetics, Group Chemistry,

Halogenoalkanes and AlcoholsSample Assessment Materials for first teaching September 2018




2

D

O N

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RITE IN TH

IS AREA

D

O N

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RITE IN TH

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D

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*S58310A0226*

SECTION A



For each question, select one answer from A to D and put a cross in the box . If you change your mind, put a line through the box and then mark your new answer

with a cross .

1 Which alkane has the highest boiling temperature?

A 2,2-dimethylpropane

B 2-methylbutane

C butane

D pentane


2 Which is the order of increasing boiling temperature?

H C C C C O H

H

O

H

H

H

H

H

O

W =

HH

H C C C C H

H

H

H

H

H

H

H

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Y =

H C C C C O H

H

H

H

H

H

H

H

H

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H C C C C O H

H

O

H

H

H

H

H

H

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H

A Y Z X W

B Y X Z W

C W X Z Y

D X W Y Z


3

Turn over

D

O N

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D

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D

O N

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D

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TH

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*S58310A0326*

3 Which statement is not explained by hydrogen bonding?

A all Group 1 hydroxides are soluble in water

B many simple alcohols are soluble in water

C the density of ice is less than the density of liquid water at 0 °C

D the melting temperature of water is abnormally high


4 Which compound is hydrolysed most rapidly?

A 1-chloropropane

B 1-chlorobutane

C 2-chloro-2-methylpropane

D 2-chlorobutane


5 Give the systematic name for the following molecule.

Br

A E-1-bromo-2-methylbut-2-ene

B E-2-methyl-1-bromobut-1-ene

C E-1-bromo-3-methylpent-2-ene

D E-1-bromo-2-methylbut-1-ene



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*S58310A0426*

6 1-bromobutane reacts with alkali:

CH3-CH2-CH2-CH2Br + OH− → CH3-CH2-CH2-CH2OH + Br−

The mechanism and type of reaction is:

A electrophilic addition

B electrophilic substitution

C nucleophilic addition

D nucleophilic substitution


7 Which of the following compounds could be oxidised to a carboxylic acid by refluxing with potassium dichromate(VI) and dilute sulfuric acid?

A CH3 C CH CH3

O H

CH3

CH3

B CH3 C O H

CH3

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C CH3 CH2 CH CH3

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D CH3 C CH2 O H

CH3

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*S58310A0526*

8 A student made the following statements about trends going down Group 2. Which statement is correct?

A the thermal stability of the nitrates decreases

B the thermal stability of the carbonates decreases

C the solubility of hydroxides increases

D the solubility of sulfates increases


9 A colourless solid, Q, was warmed with sodium hydroxide solution. A gas was evolved which turned damp red litmus paper blue. What is solid Q?

A NaNO3

B NH4Cl

C NaCl

D Ca(NO3)2


10 Which test is used to show that sodium chloride solution contains chloride ions?

A damp blue litmus paper turns red

B damp blue litmus paper is bleached

C dilute hydrochloric acid followed by silver nitrate solution gives a white precipitate

D dilute nitric acid followed by silver nitrate solution gives a white precipitate



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*S58310A0626*

11 Compound X gives a red flame test colour and a white precipitate on addition of dilute hydrochloric acid followed by barium chloride solution. Which compound is X?

A calcium chloride

B lithium sulfate

C potassium sulfate

D strontium chloride


12 Which process explains the flame colour produced by the compounds of Group 1 elements?

A absorption of visible light energy as electrons are promoted to higher energy levels

B absorption of visible light energy as electrons are removed from gaseous atoms

C emission of visible light energy as electrons return to lower energy levels

D emission of visible light energy as electrons are added to gaseous ions


13 When chlorine is reacted with hot concentrated potassium hydroxide, the chlorine undergoes disproportionation.

What are the oxidation states of chlorine in the products?

A –1 and +3

B –1 and +5

C +1 and –1

D +1 and +5


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*S58310A0726*

14 What are the gaseous products formed, other than water vapour, when concentrated sulfuric acid is added to potassium bromide?

A bromine and sulfur dioxide only

B bromine, hydrogen bromide and hydrogen sulfide only

C bromine, hydrogen bromide and sulfur dioxide only

D bromine, hydrogen bromide, sulfur dioxide and hydrogen sulfide only


15 Zinc metal reacts with copper(II) sulfate solution. The equation for the reaction is:

Zn(s) + CuSO4(aq) → ZnSO4(aq) + Cu(s) ∆rH = −210 kJ mol–1.

(a) What is the temperature rise, in °C, when excess zinc powder is added to 50 cm3 of copper(II) sulfate solution containing 0.0025 mol of copper(II) ions?

[Assume the specific heat capacity of the solution is 4.2 J g–1 °C–1].(1)

A 2.5

B 10.5

C 25.0

D 44.1

(b) The reaction of zinc with copper(II) sulfate is best classified as:(1)

A disproportionation

B neutralisation

C redox

D thermal decomposition


16 Magnesium metal reacts with hydrochloric acid. Which change in condition would have no effect on the initial rate of this reaction?

A an increase in the volume of acid solution

B a decrease in the temperature of the acid solution

C an increase in the surface area of the magnesium

D a decrease in the concentration of the acid solution



8

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*S58310A0826*

17 The diagram shows the general shape of a Maxwell-Boltzmann distribution curve for the particles present in a reaction mixture.

Number of particles with energy, E

Energy, EEa

A

B

(a) How does the peak change when the temperature of the reaction mixture is decreased?

(1)

Peak position Peak height

A shifted left higher

B shifted right higher

C shifted left lower

D shifted right lower

(b) The activation energy of an uncatalysed reaction is represented by the vertical line, Ea, on the horizontal axis. The shaded areas A and B are the areas under the curve on either side of the line Ea.

How do the two shaded areas change, if at all, when a catalyst is added?(1)

Area A Area B

A increases decreases

B decreases increases

C no change no change

D increases increases


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*S58310A0926*

18 The equilibrium reaction shown in the equation was studied by placing the components into a sealed glass container.

2NO2(g) N2O4(g)

At equilibrium, which of the following statements is not true?

A the concentrations of the NO2(g) and N2O4(g) both remain constant

B the total number of molecules is constant

C the forward and reverse reactions have both stopped

D the rate of the forward reaction is equal to the rate of the reverse reaction




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*S58310A01026*

SECTION B



19 2-methylpropan-1-ol has the skeletal formula:

OH

(a) 2-methylpropan-1-ol can be converted to 1-bromo-2-methylpropane.

Give the reagents and conditions used for this reaction.(2)

Reagents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(b) 1-bromo-2-methylpropane can be converted back to 2-methylpropan-1-ol by heating with aqueous alkali. A student suggested the following mechanism for the reaction.

CH3 C Cδ– Br δ+ CH3 C C OH + :Br–

OH–

CH3

H H

H CH3

H H

H

Identify and correct the three mistakes in the mechanism shown.(3)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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*S58310A01126*

(c) 1-bromo-2-methylpropane can be converted to 2-methylpropene.


Reagents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



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IS A

REA

*S58310A01026*

SECTION B



19 2-methylpropan-1-ol has the skeletal formula:

OH

(a) 2-methylpropan-1-ol can be converted to 1-bromo-2-methylpropane.


Reagents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(b) 1-bromo-2-methylpropane can be converted back to 2-methylpropan-1-ol by heating with aqueous alkali. A student suggested the following mechanism for the reaction.

CH3 C Cδ– Br δ+ CH3 C C OH + :Br–

OH–

CH3

H H

H CH3

H H

H

Identify and correct the three mistakes in the mechanism shown.(3)

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(c) 1-bromo-2-methylpropane can be converted to 2-methylpropene.


Reagents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



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20 Ethanedioic acid is a solid diprotic acid. A student used ethanedioic acid in a titration to find the concentration of a potassium hydroxide solution.

The equation for the reaction is:

2KOH + (COOH)2 → (COOK)2 + 2H2O

(a) Calculate the mass of ethanedioic acid that should be used to make 1000 cm3 of a 0.0500 mol dm–3 solution in water.

Give your answer to an appropriate number of significant figures.

[Molar mass of ethanedioic acid = 90.0 g mol–1].(2)

(b) A student decided to check to see if phenolphthalein was a suitable indicator for this titration. The student measured 400 cm3 of the 0.0500 mol dm–3 ethanedioic acid into a beaker and added a few drops of phenolphthalein indicator.

Calculate the minimum mass of solid potassium hydroxide that should be added to produce a colour change.

(2)

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*(c) A student used a 0.0500 mol dm–3 solution of ethanedioic acid to find an accurate concentration of a potassium hydroxide solution which was known to have an approximate concentration of 0.1 mol dm–3.

Describe a procedure to obtain reliable titration results using standard laboratory equipment.

(6)

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20 Ethanedioic acid is a solid diprotic acid. A student used ethanedioic acid in a titration to find the concentration of a potassium hydroxide solution.


2KOH + (COOH)2 → (COOK)2 + 2H2O

(a) Calculate the mass of ethanedioic acid that should be used to make 1000 cm3 of a 0.0500 mol dm–3 solution in water.

Give your answer to an appropriate number of significant figures.

[Molar mass of ethanedioic acid = 90.0 g mol–1].(2)

(b) A student decided to check to see if phenolphthalein was a suitable indicator for this titration. The student measured 400 cm3 of the 0.0500 mol dm–3 ethanedioic acid into a beaker and added a few drops of phenolphthalein indicator.

Calculate the minimum mass of solid potassium hydroxide that should be added to produce a colour change.

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*(c) A student used a 0.0500 mol dm–3 solution of ethanedioic acid to find an accurate concentration of a potassium hydroxide solution which was known to have an approximate concentration of 0.1 mol dm–3.

Describe a procedure to obtain reliable titration results using standard laboratory equipment.

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14

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REA

D

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TH

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REA

*S58310A01426*

21 Sodium hydrogencarbonate can be decomposed to sodium carbonate by heating to about 300 °C.


2NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(l)

(a) Give a reason why it is not possible to measure the enthalpy change for this reaction directly.

(1)

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(b) (i) State what is meant by the standard enthalpy change of formation.(2)

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(ii) Complete the Hess cycle that you would use to determine the enthalpy change for this reaction from the standard enthalpy changes of formation.

(2)

∆H1 ∆H2

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(l)∆rH

15

Turn over

D

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IS AREA

D

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D

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REA

D

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TH

IS A

REA

D

O N

OT

WRI

TE IN

TH

IS A

REA

*S58310A01526*

(iii) Calculate the standard enthalpy change for the thermal decomposition of sodium hydrogencarbonate, using the information in the table and your completed cycle. Include a sign and units in your answer.

(4)

Compound Standard enthalpy change of formation, ∆fH

d / kJ mol–1

NaHCO3(s) –950.8

Na2CO3(s) –1130.7

CO2(g) –393.5

H2O(l) –285.8

(iv) Use your answer to (b)(iii) to draw an enthalpy level diagram for this reaction, labelling the axes provided.

(2)



16

D

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OT W

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IS AREA

D

O N

OT W

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IS AREA

D

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IS A

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D

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TH

IS A

REA

*S58310A01626*

22 Three compounds, A, B and C, each have the same molecular formula C4H10O and are known to be alcohols.

(a) The infrared spectra of compounds A, B and C are shown.

Compound A

Wavenumber / cm–1

4000 3000 2000 1500 1000 500

Transmittance (%)

100

50

0

Compound B

4000 3000 2000 1500 1000 500

Transmittance (%)

100

50

0

Wavenumber / cm–1

17

Turn over

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D

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TH

IS A

REA

*S58310A01726*

Compound C

4000 3000 2000 1500 1000 500

Transmittance (%)

100

50

0

Wavenumber / cm–1

(i) Identify one feature, common to all three infrared spectra, which shows that A, B and C are all alcohols.

(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(ii) State, giving a reason for your answer, if it is possible to identify each of these three alcohols on the basis of the infrared spectra alone.

(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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18

D

O N

OT W

RITE IN TH

IS AREA

D

O N

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IS AREA

D

O N

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D

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TH

IS A

REA

D

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WRI

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TH

IS A

REA

D

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OT

WRI

TE IN

TH

IS A

REA

*S58310A01826*

(b) The mass spectra of the compounds A, B and C are shown.

Compound A

10 20 30 40 50 60 70 80 90

m / z

Relative intensity

100

80

60

40

20

0

Compound B

10 15 25 35 45 55 65 75 8520 30 40 50 60 70 80 90

m / z

Relative intensity

100

80

60

40

20

0

Compound C

10 15 25 35 45 55 65 75 8520 30 40 50 60 70 80 90

m / z

Relative intensity

100

80

60

40

20

0

19

Turn over

D

O N

OT W

RITE IN TH

IS AREA

D

O N

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RITE IN TH

IS AREA

D

O N

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IS AREA

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IS A

REA

D

O N

OT

WRI

TE IN

TH

IS A

REA

D

O N

OT

WRI

TE IN

TH

IS A

REA

*S58310A01926*

(i) Identify one feature common to the mass spectra of compounds A, B and C which shows that the molecular formula is C4H10O.

(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(ii) Using the fragmentation patterns, a student proposed that:

compound A is butan-2-ol compound B is butan-1-ol compound C is 2-methylpropan-2-ol

State how the appearance in the spectra of the following peaks supports the student’s conclusion.

(3)

the fragment causing the peak at m/z = 45 for compound A

.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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the fragment causing the peak at m/z = 31 for compound B

.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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the fragment causing the peak at m/z = 59 for compound C

.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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20

D

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RITE IN TH

IS AREA

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IS AREA

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REA

D

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TH

IS A

REA

*S58310A02026*

(c) To help with the identification of compounds A and B, the student decided to mix each of them with potassium dichromate(VI) and dilute sulfuric acid solutions, and then distil the mixture immediately.

(i) Identify, by name and structural formula, the organic compound present at the conclusion of each of these two oxidation reactions.

(3)

Organic compound

used

Name of oxidation product Structural formula of oxidation product

A, butan-2-ol

B, butan-1-ol

(ii) To identify A and B, the student decided that one further chemical test should be used on their oxidation products.

Give a suitable reagent and expected observations that could be used to distinguish between the oxidation products of A and B.

(3)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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TOTAL FOR SECTION B = 40 MARKS

21

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*S58310A02126*

SECTION C



23 Iodine monochloride, ICl, is a covalent compound produced by the reaction of iodine with chlorine. Iodine monochloride is a dark brown liquid at room temperature.

The equipment shown can be used to pass chlorine over solid iodine to produce iodine monochloride.

chlorine gas, Cl2

U tube

iodine solid, I2

When excess chlorine is passed through the U tube, the iodine monochloride reacts to produce iodine trichloride in an equilibrium reaction.

(a) Write a chemical equation for the reaction of iodine with chlorine to produce iodine monochloride. Include state symbols.

(2)


20

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RITE IN TH

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IS A

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*S58310A02026*

(c) To help with the identification of compounds A and B, the student decided to mix each of them with potassium dichromate(VI) and dilute sulfuric acid solutions, and then distil the mixture immediately.

(i) Identify, by name and structural formula, the organic compound present at the conclusion of each of these two oxidation reactions.

(3)

Organic compound

used

Name of oxidation product Structural formula of oxidation product

A, butan-2-ol

B, butan-1-ol

(ii) To identify A and B, the student decided that one further chemical test should be used on their oxidation products.

Give a suitable reagent and expected observations that could be used to distinguish between the oxidation products of A and B.

(3)

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SECTION C



23 Iodine monochloride, ICl, is a covalent compound produced by the reaction of iodine with chlorine. Iodine monochloride is a dark brown liquid at room temperature.

The equipment shown can be used to pass chlorine over solid iodine to produce iodine monochloride.

chlorine gas, Cl2

U tube

iodine solid, I2

When excess chlorine is passed through the U tube, the iodine monochloride reacts to produce iodine trichloride in an equilibrium reaction.

(a) Write a chemical equation for the reaction of iodine with chlorine to produce iodine monochloride. Include state symbols.

(2)


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*S58310A02226*

(b) The iodine monochloride molecule has a permanent dipole. Complete the following table using the electronegativity data from your Data Booklet and hence show the dipole on the diagram of the iodine monochloride molecule.

(1)

Element Electronegativity

Cl

I

I Cl

(c) Iodine monochloride reacts with propene to form two isomeric products. This is an addition reaction that is similar to the reaction of propene with hydrogen halides.

(i) Draw the skeletal formulae of both isomers.(2)

(ii) Explain which of these isomers is the major product.(3)

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*S58310A02326*

(d) The equation for the reaction between iodine monochloride and chlorine is:

ICl(l) + Cl2(g) ICl3(s) brown liquid yellow solid

(i) State and justify one precaution that must be taken when preparing iodine trichloride.

(2)

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(ii) Give the oxidation number of iodine in both iodine-containing compounds in the equilibrium.

(1)

I in ICl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(iii) Iodine trichloride can also be made by reacting potassium chlorate(V) with iodine in hydrochloric acid. The equation for the reaction is

KClO3 + I2 + 6HCl → KCl + 2ICl3 + 3H2O

By considering oxidation numbers for chlorine, explain whether or not this reaction is a disproportionation.

(2)

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(e) Chlorine gas has a molar volume of 24 000 cm3 mol–1 under the conditions used in this reaction.

(i) Show that the density of chlorine gas is approximately 3 g dm–3. (2)

(ii) Air has an average density of 1.25 g dm–3. If the U-tube used in 23(d) is inverted, as shown in the diagram, the solid yellow iodine trichloride produced in the equilibrium reaction turns to a brown liquid.

iodine trichloride, ICl3

inverted U tube

Explain this observation.(3)

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*S58310A02526*

(f ) A mass of 0.64 g of iodine reacted with fluorine to form 1.31 g of a fluoride of iodine.

Calculate the empirical formula of this compound of iodine and fluorine.(2)


TOTAL FOR SECTION C = 20 MARKS TOTAL FOR PAPER = 80 MARKS


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*S58310A02426*

(e) Chlorine gas has a molar volume of 24 000 cm3 mol–1 under the conditions used in this reaction.

(i) Show that the density of chlorine gas is approximately 3 g dm–3. (2)

(ii) Air has an average density of 1.25 g dm–3. If the U-tube used in 23(d) is inverted, as shown in the diagram, the solid yellow iodine trichloride produced in the equilibrium reaction turns to a brown liquid.

iodine trichloride, ICl3

inverted U tube

Explain this observation.(3)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(f ) A mass of 0.64 g of iodine reacted with fluorine to form 1.31 g of a fluoride of iodine.

Calculate the empirical formula of this compound of iodine and fluorine.(2)




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*S58310A02626*72 Pearson Edexcel International Advanced Subsidiary/Advanced Level in Chemistry Sample Assessment Materials – Issue 1 – September 2017 © Pearson Education Limited 2017

26

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ydro

xide

.

(1)

(1

)

Exam

ple

of c

alcu

lati

on:

Mol

es a

cid

= 40

0 ×

0.05

00 ÷

100

0 =

2.00

× 1

0-2

Mol

es K

OH

= 2

.00

× 10

-2 ×

2 =

4.0

0 ×

10-2 m

ol

4.00

× 1

0-2 ×

56.

1 =

2.24

(4)

g Co

rrec

t an

swer

wit

h no

wor

king

sco

res

2 Ig

nore

SF

exce

pt 1

SF

2


Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

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uida

nce

Mar

k

20(c

) Th

is q

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ion

asse

sses

a s

tude

nt’s

abi

lity

to s

how

a c

oher

ent

and

logi

cally

str

uctu

red

answ

er w

ith

linka

ges

and

fully

-sus

tain

ed

reas

onin

g.

Mar

ks a

re a

war

ded

for

indi

cati

ve c

onte

nt a

nd f

or h

ow t

he

answ

er is

str

uctu

red

and

show

s lin

es o

f re

ason

ing.

Th

e fo

llow

ing

tabl

e sh

ows

how

the

mar

ks s

houl

d be

aw

arde

d fo

r in

dica

tive

con

tent

. N

umbe

r of

indi

cati

ve

mar

king

poi

nts

seen

in

answ

er

Num

ber

of m

arks

aw

arde

d fo

r in

dica

tive

mar

king

poi

nts

6 4

5-4

3 3-

2 2

1 1

0 0

The

follo

win

g ta

ble

show

s ho

w t

he m

arks

sho

uld

be a

war

ded

for

stru

ctur

e an

d lin

es o

f re

ason

ing.

Num

ber

of m

arks

aw

arde

d fo

r st

ruct

ure

and

sust

aine

d lin

es o

f re

ason

ing

Answ

er s

how

s a

cohe

rent

and

lo

gica

l str

uctu

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ith

linka

ges

and

fully

sus

tain

ed li

nes

of

reas

onin

g de

mon

stra

ted

thro

ugho

ut.

2

Answ

er is

par

tial

ly s

truc

ture

d w

ith

som

e lin

kage

s an

d lin

es

of r

easo

ning

.

1

Answ

er h

as n

o lin

kage

s be

twee

n po

ints

and

is

unst

ruct

ured

.

0

Gui

danc

e on

how

the

mar

k sc

hem

e sh

ould

be

app

lied.

Th

e m

ark

for

indi

cati

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g. F

or

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str

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red

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g,

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es 4

mar

ks (

3 m

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for

indi

cati

ve c

onte

nt

and

1 m

ark

for

part

ial s

truc

ture

and

som

e lin

kage

s an

d lin

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f re

ason

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. If

the

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re n

o lin

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s be

twee

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, th

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me

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arki

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s w

ould

yi

eld

an o

vera

ll sc

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of 3

mar

ks (

3 m

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for

in

dica

tive

con

tent

and

no

mar

ks f

or li

nkag

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In

gen

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, it

wou

ld b

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pect

ed t

hat

5 or

6

indi

cati

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s w

ould

get

2 r

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ning

mar

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and

3 or

4 in

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poi

nts

wou

ld g

et 1

mar

k fo

r re

ason

ing,

and

0,

1 or

2 in

dica

tive

poi

nts

wou

ld s

core

zer

o m

arks

for

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soni

ng.

If t

here

is a

ny in

corr

ect

chem

istr

y, d

educ

t m

ark(

s) f

rom

the

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soni

ng.

If n

o re

ason

ing

mar

k(s)

aw

arde

d, d

o no

t de

duct

mar

k(s)

. Co

mm

ent:

Loo

k fo

r th

e in

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mar

king

po

ints

fir

st,

then

con

side

r th

e m

ark

for

the

stru

ctur

e of

the

ans

wer

and

sus

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ed li

ne o

f re

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ing.

6


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stio

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6

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

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Mar

k

20(c

) Co

nt.

Indi

cati

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ri

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glas

swar

e w

ith

appr

opri

ate

solu

tion

s

fill

the

bure

tte

wit

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tass

ium

hyd

roxi

de s

olut

ion,

ens

urin

g th

ere

are

no a

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ubbl

es

us

e a

pipe

tte

and

pipe

tte

fille

r to

tra

nsfe

r 25

.0 c

m3 /

10 c

m3

of a

cid

to a

con

ical

fla

sk

(a

dd in

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tor

to t

he a

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in t

he c

onic

al f

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and

) ca

rry

out

a ra

nge

find

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ough

tit

rati

on

ad

d po

tass

ium

hyd

roxi

de d

rop

by d

rop

near

the

end

poi

nt

re

peat

tit

rati

ons

unti

l con

cord

ant/

wit

hin

± 0.

2 cm

3 .

Do

not

awar

d ju

st ‘

rins

e w

ith

dist

illed

wat

er’.

Al

tern

ativ

e IP

2 t

o 5

if a

cid

(sol

utio

n) u

sed

in

bure

tte:

fill

the

bure

tte

wit

h (e

than

edio

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acid

so

luti

on,

ensu

ring

the

re a

re n

o ai

r bu

bble

s

use

a pi

pett

e an

d pi

pett

e fi

ller

to t

rans

fer

25.0

cm

3 of

pot

assi

um h

ydro

xide

sol

utio

n to

a c

onic

al f

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(add

indi

cato

r to

the

pot

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um h

ydro

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in

the

con

ical

fla

sk a

nd)

carr

y ou

t a

rang

e fi

nder

/rou

gh t

itra

tion

add

( eth

aned

ioic

) ac

id d

rop

by d

rop

near

th

e en

d po

int.

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

21(a

)

hard

to

mea

sure

the

tem

pera

ture

cha

nge

whe

n yo

u’re

he

atin

g so

met

hing

or

heat

loss

es d

ue t

o hi

gh t

empe

ratu

res

invo

lved

or

at 3

00 ◦ C

/hig

h te

mpe

ratu

res

the

wat

er w

ill b

e ga

seou

s

Allo

w it

is d

iffi

cult

to

mea

sure

the

te

mpe

ratu

re o

f a

solid

1

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

21(b

)(i)

An

ans

wer

tha

t m

akes

ref

eren

ce t

o th

e fo

llow

ing

poin

ts:

(the

ent

halp

y ch

ange

whe

n) o

ne m

ole

of t

he s

ubst

ance

(i

s fo

rmed

)

from

its

elem

ents

in t

heir

sta

ndar

d st

ates

(un

der

st

anda

rd c

ondi

tion

s).

2


Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

21(b

)(ii)

A

diag

ram

tha

t in

clud

es:

al

l spe

cies

cor

rect

al

l sta

te s

ymbo

ls c

orre

ct a

nd s

peci

es b

alan

ced.

(1)

(1)

D

o no

t pe

nalis

e m

issi

ng g

raph

ite

2

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

21(b

)(iii

)

co

rrec

t ap

plic

atio

n of

Hes

s’s

law

c o

rrec

t fi

gure

s us

ed

c o

rrec

t ca

lcul

atio

n

u n

its

and

sign

(1)

(1)

(1)

(1)

Exam

ple

of c

alcu

lati

on:

r

H =

-H

1 + H

2

or

fH

(N

a 2CO

3) +

fH

(CO

2) +

fH

(H

2O)

= 2

fH(N

aHCO

3) +

rH

- 113

0.7

+ (-

285.

8) +

(-3

93.5

) =

2 ×

(-95

0.8)

+

rH

rH

= 9

1.6

rH

= +

91.6

kJ

mol

-1

Corr

ect

answ

er w

ith

no w

orki

ng s

core

s (4

) TE

fro

m M

1 TE

fro

m in

corr

ect

M2

4


Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

21(b

)(ii)

A

diag

ram

tha

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clud

es:

al

l spe

cies

cor

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2

Que

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Exam

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fH

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= 2

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aHCO

3) +

rH

-113

0.7

+ (-

285.

8) +

(-3

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) =

2 ×

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+

rH

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= 9

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rH

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kJ

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-1

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Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

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Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

21(b

)(iv

)

prod

ucts

ene

rgy

leve

l abo

ve r

eact

ants

and

ar

row

labe

l on

vert

ical

arr

ow a

nd v

erti

cal a

xis

labe

l

(1)

(1)

Al

low

rea

ctan

ts/p

rodu

cts

in p

lace

of

chem

ical

for

mul

ae

Hor

izon

tal a

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l not

req

uire

d D

irec

tion

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arro

w a

nd e

ndot

herm

ic/e

xoth

erm

ic d

iagr

am

mus

t ag

ree

wit

h si

gn in

21b

(iii)

Al

low

a c

orre

ct e

xoth

erm

ic e

ntha

lpy

leve

l dia

gram

for

an

exot

herm

ic a

nsw

er in

21b

(iii)

2


Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

22(a

)(i)

peak

in t

he r

ange

375

0 –

3200

cm

-1 a

nd

O-H

(st

retc

hing

) bo

nd in

alc

ohol

s M

ust

iden

tify

the

bon

d an

d gi

ve t

he

wav

enum

ber

rang

e Al

low

pea

k at

~33

75 c

m−1

1

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

22(a

)(ii)

not

poss

ible

- A

ll th

ree

cont

ain

the

sam

e bo

nds

or

po

ssib

le -

the

fin

gerp

rint

reg

ions

dif

fer/

by c

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ring

the

spe

ctra

to

ref

eren

ce s

pect

ra

No

mar

k fo

r un

just

ifie

d an

swer

1

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

22(b

)(i)

(all

show

) pa

rent

/mol

ecul

ar io

n pe

ak a

t 74

Al

low

pea

k fu

rthe

st t

o th

e ri

ght/

high

est

m/z

pe

ak a

t 74

D

o no

t aw

ard

just

‘pe

ak a

t 74

’

1

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

22(b

)(ii)

frag

men

t + C

H3C

HO

H =

45

fr

agm

ent

+ CH

2OH

= 3

1

frag

men

t + (

CH3)

2CO

H =

59

(1)

(1)

(1)

Igno

re m

issi

ng c

harg

e on

fra

gmen

ts

3


Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

22(a

)(i)

peak

in t

he r

ange

375

0 –

3200

cm

-1 a

nd

O-H

(st

retc

hing

) bo

nd in

alc

ohol

s M

ust

iden

tify

the

bon

d an

d gi

ve t

he

wav

enum

ber

rang

e Al

low

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k at

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Total Marks

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1/1/1/

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Advice


ChemistryInternational Advanced Subsidiary/Advanced LevelUnit 3: Practical Skills in Chemistry I

Sample Assessment Materials for first teaching September 2018

Time: 1 hour 20 minutes WCH13/01You must have:Scientific calculator, ruler





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2

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*S58311A0216*

Answer ALL questions.


1 The enthalpy change for the reaction between zinc and copper(II) sulfate solution can be determined using the procedure shown.


Zn(s) + CuSO4(aq) → ZnSO4(aq) + Cu(s)

Procedure

Step 1 Weigh about 5 g of zinc powder. This is an excess.

Step 2 Measure 50 cm3 of 1.0 mol dm–3 copper(II) sulfate solution into a polystyrene cup.

Step 3 Start a stop clock. Stir the solution continuously with a thermometer and measure the temperature of the solution each minute for 3 minutes.

Step 4 At exactly 3.5 minutes, add the zinc powder to the copper(II) sulfate solution.

Step 5 Continue to stir the mixture and read the temperature each minute from 4 to 10 minutes.

(a) (i) Name the most suitable piece of apparatus for measuring 50 cm3 of copper(II) sulfate solution.

(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

Turn over

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*S58311A0316*

(ii) The diagram shows part of the thermometer at 4 minutes. Record the temperature in the table of results and plot the point on the graph.

(1)

60

50

40

Results

Time / minutes 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Temperature / °C 19.0 20.5 20.0 20.0 62.5 58.5 55.0 52.0 48.5 45.0

Temperature / °C

80

70

60

50

40

30

20

10

00

Time / minutes

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11


4

D

O N

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RITE IN TH

IS AREA

D

O N

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IS AREA

D

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TH

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REA

*S58311A0416*

(b) The maximum temperature change for the reaction, ΔT, is estimated by drawing two lines of best fit on the graph and extrapolating them.

(i) Give the reason why the point you plotted in (a)(ii) should not be included in the lines of best fit.

(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) Estimate the maximum temperature change, ΔT. Show your working on the graph.

(3)

ΔT = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . °C

(iii) Give a reason why the temperature of the solution is measured for 3 minutes before adding the zinc.

(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(iv) Give the main reason why the temperature of the solution is measured over a period of time after adding the zinc.

(1)

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(c) (i) Use the value you have obtained for the temperature rise (ΔT ) in (b)(ii) to calculate the heat energy produced in the reaction between zinc and copper(II) sulfate solution. Include units with your answer.

(Assume the specific heat capacity of the solution to be 4.2 J g–1 °C–1 and the density of the solution to be 1.0 g cm–3.)

(1)

(ii) The solution contained 0.050 mol of copper(II) sulfate. Calculate the enthalpy change, ΔH, for the reaction between zinc and copper(II) sulfate solution. Give your answer to an appropriate number of significant figures and include a sign and units.

(3)

(d) Suggest one improvement to the procedure, other than changing the measuring equipment or repeating the experiment, which would give a more accurate result.

(1)

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*S58311A0616*

2 A student was given five boiling tubes, each containing one aqueous solution:

dilute hydrochloric acid, HCl(aq)

potassium carbonate, K2CO3(aq)

sodium iodide, NaI(aq)

dilute nitric acid, HNO3(aq)

sodium chloride, NaCl(aq).

The solutions were labelled A, B, C, D and E, but not necessarily in this order.

The student carried out three tests on each solution.

Test 1

● The student put about 2 cm3 of each solution into separate test tubes.

● The student added one spatula measure of solid sodium carbonate, Na2CO3, to each test tube.

● Observations were recorded in Table 1, in the column labelled Test 1.

Test 2


● The student added an equal volume of aqueous silver nitrate solution, AgNO3, to each test tube.


Test 3

● To the final mixture in each test tube from Test 2, the student added about 1 cm3 of dilute nitric acid, HNO3.


Solution Test 1 Test 2 Test 3

A effervescence no reaction unchanged

B no reaction yellow precipitate unchanged

C no reaction white precipitate unchanged

D effervescence white precipitate unchanged

E no reaction white precipitate effervescence

Table 1

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*S58311A0716*

(a) (i) Identify each of the solutions from the observations recorded in Table 1. Write the letter that corresponds to each solution in Table 2.

(3)

Solution Letter





sodium chloride, NaCl(aq)

Table 2

(ii) State how you use the observations to distinguish between potassium carbonate and sodium chloride solutions.

(1)

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(b) The student suggested that a flame test could also be used to help to distinguish between potassium carbonate solution and sodium chloride solution. State how the flame colours would differ.

(1)

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(c) A further chemical test was carried out on the precipitates from Test 3 to confirm the identity of the original solution.

Give this test, and its result, which would distinguish between sodium iodide solution and sodium chloride solution.

(2)

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*S58311A0616*

2 A student was given five boiling tubes, each containing one aqueous solution:





sodium chloride, NaCl(aq).

The solutions were labelled A, B, C, D and E, but not necessarily in this order.

The student carried out three tests on each solution.

Test 1


● The student added one spatula measure of solid sodium carbonate, Na2CO3, to each test tube.


Test 2


● The student added an equal volume of aqueous silver nitrate solution, AgNO3, to each test tube.


Test 3

● To the final mixture in each test tube from Test 2, the student added about 1 cm3 of dilute nitric acid, HNO3.


Solution Test 1 Test 2 Test 3

A effervescence no reaction unchanged

B no reaction yellow precipitate unchanged

C no reaction white precipitate unchanged

D effervescence white precipitate unchanged

E no reaction white precipitate effervescence

Table 1

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(a) (i) Identify each of the solutions from the observations recorded in Table 1. Write the letter that corresponds to each solution in Table 2.

(3)

Solution Letter





sodium chloride, NaCl(aq)

Table 2

(ii) State how you use the observations to distinguish between potassium carbonate and sodium chloride solutions.

(1)

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(b) The student suggested that a flame test could also be used to help to distinguish between potassium carbonate solution and sodium chloride solution. State how the flame colours would differ.

(1)

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(c) A further chemical test was carried out on the precipitates from Test 3 to confirm the identity of the original solution.

Give this test, and its result, which would distinguish between sodium iodide solution and sodium chloride solution.

(2)

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*S58311A0816*

3 This question is about the reaction sequence involving compound F, which has the molecular formula C3H8O.

Colourless liquid FC3H8O

Colourless Liquid GC3H7Cl

K2Cr2O7(aq) and H2SO4(aq)

Colourless liquid, JC3H6O

Reaction 1

PCl5

Reaction 2Reaction 3

Gas HC3H6

(a) In reaction 1, misty fumes were observed.

(i) Identify, by name or formula, the misty fumes.(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) State what can be deduced about compound F from this observation.(1)

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*S58311A0916*

(b) The infrared spectrum of liquid F is shown.

80

40

3000 2000 1000

Wavenumber / cm−1

Tran

smitt

ance

(%)

Give the wavenumber range of the absorption which confirms your deduction in (a)(ii).(1)

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(c) Gas H, C3H6, was formed in Reaction 2. The functional group present in H was identified by shaking a sample of H in a test tube with a few drops of bromine dissolved in a non-polar organic solvent.

(i) Give the colour change observed for this reaction.(1)

From .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

To . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) Write an equation for the reaction of C3H6 with bromine.(1)


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(d) Reaction 3 was carried out by slowly adding a solution of acidified potassium dichromate(VI) to liquid F in a cooled flask. The flask was set up for distillation and gently heated. The product, J, was distilled directly out of the reaction mixture.

(i) Draw a diagram of the apparatus suitable for the distillation of J from the reaction mixture.

(3)

(ii) Draw the structures of two possible isomers of J, C3H6O, in the boxes.(2)

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(e) The identity of J can be confirmed by spectroscopy and by chemical tests.

(i) The infrared spectrum of J has absorbances at 2716 and 2893 cm–1.

Identify the bond responsible for these absorbances, and hence the functional group in J.

(1)

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(ii) Give a chemical test and its expected result to confirm the identity of J.(2)

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(f ) Name compound F.(1)

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*S58311A01216*

4 A class of students carried out experiments to determine the value of x in the formula of hydrated sodium carbonate, Na2CO3.xH2O.

Hydrated sodium carbonate was heated until no more water of crystallisation remained. Anhydrous sodium carbonate, Na2CO3, was formed.

Na2CO3.xH2O → Na2CO3 + xH2O

The students were given the following instructions:

● weigh a sample of the hydrated sodium carbonate in a pre-weighed crucible

● heat the crucible containing the sample to remove the water of crystallisation

● allow the crucible to cool and then reweigh the crucible.

A student’s results are shown in Table 3.

(a) Complete Table 3.(2)

Measurement Value / g

Mass of crucible empty 19.36

Mass of crucible + hydrated sodium carbonate 26.06

Mass of crucible + anhydrous sodium carbonate 21.98

Mass of hydrated sodium carbonate

Mass of anhydrous sodium carbonate

Mass of water removed

Table 3

(b) (i) Calculate the number of moles of water removed on heating the hydrated sodium carbonate.

(1)

(ii) Calculate the number of moles of anhydrous sodium carbonate, Na2CO3, formed after heating.

(2)

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(iii) Use your answers from (b)(i) and (b)(ii) to calculate the value of x. Give your answer to three significant figures.

(2)

(c) Each use of the balance to find a mass reading in the table has a maximum uncertainty of ±0.005 g.

Calculate the percentage error in the measurement of the mass of the crucible and hydrated sodium carbonate (26.06 g) before heating.

(1)


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(d) The Data Book value for x is 10.

One student obtained a value for x of 8.63 and another student obtained a value for x of 10.79.

Explain the practical errors that could have led to each of these values.(4)

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(e) Devise an experiment involving a titration that could be used to determine the value of x in Na2CO3.xH2O.

List the essential steps in the practical procedure.

You are not expected to explain how the data is used to calculate x.(4)

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(d) The Data Book value for x is 10.

One student obtained a value for x of 8.63 and another student obtained a value for x of 10.79.

Explain the practical errors that could have led to each of these values.(4)

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(e) Devise an experiment involving a titration that could be used to determine the value of x in Na2CO3.xH2O.

List the essential steps in the practical procedure.

You are not expected to explain how the data is used to calculate x.(4)

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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .




16

D

O N

OT W

RITE IN TH

IS AREA

D

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RITE IN TH

IS AREA

D

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IS AREA


16

D

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D

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*S58311A01616*

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sche

me

Q

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1

Q

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Ans

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A

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‘cor

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’ 1

Q

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Ans

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A

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iona

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tion

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till

unde

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Ex

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the

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com

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D

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ard

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does

not

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1


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(ii)

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n th

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four

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0

to 3

min

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stra

ight

line

dra

wn

thro

ugh

last

six

po

ints

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m 5

to

10 m

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pera

ture

s (6

8 ºC

± 1

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20 ºC

) m

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red

usin

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vert

ical

line

at

3.5

min

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lue

for T

on

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rtic

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ne (

48 ºC

±1

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(1)

(1)

(1)

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ny in

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on

the

grap

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co

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1 ºC

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ven

A llo

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h th

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or

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tak

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tion

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re is

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t/st

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1

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Ans

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A

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iona

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oss

or

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ly a

coo

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w m

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to o

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n th

e m

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ratu

re r

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1

Q

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A

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Igno

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xcep

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Que

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halp

y ch

ange

per

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an

swer

to

1 or

2 S

F

nega

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sig

n an

d un

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(1)

(

1)

(1)

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-200

49

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10

50

-210

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3

3

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he p

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or

pu

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g in

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tion

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und

the

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1


Que

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Mar

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3

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und

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Le

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dilu

te h

ydro

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q)

D

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um io

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q)

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dilu

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id,

HN

O3(

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A

sodi

um c

hlor

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NaC

l(aq

) C

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l 5 c

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ct

(3)

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sco

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(1)

3

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h si

lver

nit

rate

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isso

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A

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lam

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w/

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Que

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hite

pre

cipi

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dis

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pre

cipi

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s no

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cent

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d su

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ic a

cid

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ide

give

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y fu

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es

purp

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r.

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nore

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ia

Allo

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whi

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750

(cm

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Allo

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1


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3CH

CH2

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2 →

CH

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BrCH

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or

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Allo

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orm

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n 1

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Que

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D

iagr

am t

o sh

ow:

ro

und-

bott

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r-sh

aped

fla

sk a

nd s

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head

and

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no n

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co

nden

ser

wit

h a

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rate

inne

r tu

be s

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ng d

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ards

w

ith

wat

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nter

ing

at t

he b

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m a

nd le

avin

g at

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to

p an

d su

itab

le r

ecei

ver

(e.g

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ask

or b

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(1

) (

(1)

(

1)

Exam

ple

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iagr

am:

Al

low

hea

ting

wit

h el

ectr

ical

, w

ater

bat

h,

Buns

en b

urne

r or

jus

t ar

row

Ig

nore

the

rmom

eter

and

pos

itio

n, t

ap f

unne

l in

still

hea

d, a

bsen

ce o

f re

agen

ts/a

nti-

bum

ping

gr

anul

es in

fla

sk

Max

2 f

or g

ap b

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4



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appropriate.

Information



to structure your answer logically showing how the points that you make are related or follow on from each other where appropriate.


Advice


ChemistryInternational Advanced LevelUnit 4: Rates, Equilibria and Further Organic

ChemistrySample Assessment Materials for first teaching September 2018




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I Al

low

wit

hin

0.2

cm3

4



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Advice


ChemistryInternational Advanced LevelUnit 4: Rates, Equilibria and Further Organic





2

D

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*S58312A0228*

SECTION A



For each question, select one answer from A to D and put a cross in the box . If you change your mind, put a line through the box and then mark your new answer with a cross .

1 Which compound has the highest boiling temperature?

A butanal

B butan-1-ol

C butanone

D butanoic acid


2 Which reaction does not produce a carboxylic acid?

A hydrolysis of an acyl chloride with cold water

B hydrolysis of an ester by refluxing with dilute hydrochloric acid

C hydrolysis of a nitrile by refluxing with aqueous potassium hydroxide

D oxidation of a primary alcohol by refluxing with excess acidified potassium dichromate


3 The organic product of the reaction of ethanoyl chloride with ammonia gas is:

A ammonium ethanoate

B ethanamide

C ethanenitrile

D methanenitrile


3

Turn over

D

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*S58312A0328*

4 Which compound gives a pale yellow precipitate on warming with a solution of iodine and sodium hydroxide?

A CH3OH

B CH3CH2CH2CHO

C CH3CH2COCH3

D CH3CH2COCH2CH3


5 Lithium tetrahydridoaluminate(III), LiAlH4, is used to reduce the compound shown.

O

HO

The product formed is:

A a saturated alcohol

B a saturated carboxylic acid

C an unsaturated alcohol

D an unsaturated ketone


6 Carboxylic acids and acyl chlorides both react with alcohols to produce esters. Acyl chlorides are often preferred to carboxylic acids for this reaction because the yield of the ester is usually higher. Which of the following statements is the best explanation for the higher yield?

A acyl chlorides react to remove any water produced

B the reaction is not reversible

C the reaction is less exothermic

D the reaction has a higher atom economy



2

D

O N

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D

O N

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*S58312A0228*

SECTION A




1 Which compound has the highest boiling temperature?

A butanal

B butan-1-ol

C butanone

D butanoic acid


2 Which reaction does not produce a carboxylic acid?

A hydrolysis of an acyl chloride with cold water

B hydrolysis of an ester by refluxing with dilute hydrochloric acid

C hydrolysis of a nitrile by refluxing with aqueous potassium hydroxide

D oxidation of a primary alcohol by refluxing with excess acidified potassium dichromate


3 The organic product of the reaction of ethanoyl chloride with ammonia gas is:

A ammonium ethanoate

B ethanamide

C ethanenitrile

D methanenitrile


3

Turn over

D

O N

OT W

RITE IN TH

IS AREA

D

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D

O N

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D

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D

O N

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*S58312A0328*

4 Which compound gives a pale yellow precipitate on warming with a solution of iodine and sodium hydroxide?

A CH3OH

B CH3CH2CH2CHO

C CH3CH2COCH3

D CH3CH2COCH2CH3


5 Lithium tetrahydridoaluminate(III), LiAlH4, is used to reduce the compound shown.

O

HO

The product formed is:

A a saturated alcohol

B a saturated carboxylic acid

C an unsaturated alcohol

D an unsaturated ketone


6 Carboxylic acids and acyl chlorides both react with alcohols to produce esters. Acyl chlorides are often preferred to carboxylic acids for this reaction because the yield of the ester is usually higher. Which of the following statements is the best explanation for the higher yield?

A acyl chlorides react to remove any water produced

B the reaction is not reversible

C the reaction is less exothermic

D the reaction has a higher atom economy



4

D

O N

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D

O N

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D

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D

O N

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*S58312A0428*

7 Polyesters can be made by the reaction of:

A diprotic carboxylic acids with a primary alcohol

B diprotic carboxylic acids with diols

C monoprotic carboxylic acids with triols

D monoprotic carboxylic acids with a secondary alcohol


8 When mixed in equimolar quantities, which pair of molecules will not rotate the plane of plane-polarised light?

A CH3

C2H5

C

BrH

CH3

C2H5

C

BrH B CH3

C2H5

C

BrH

Br

C2H5

C

CH3H C CH3

C2H5

C

BrH

H

C2H5

C

CH3Br D H

C2H5

C

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H

C2H5

C

BrCH3 (Total for Question 8 = 1 mark)

5

Turn over

D

O N

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D

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D

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TH

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REA

*S58312A0528*

9 In gas chromatography (GC), which one of the following would increase the retention time for an alcohol?

A increasing the flow rate of the mobile phase

B increasing the polarity of the stationary phase

C decreasing the polarity of the stationary phase

D increasing the polarity of the mobile phase


10 Iodine was dissolved in an organic solvent, trichloromethane, and the resulting solution added to an equal volume of deionised water. The mixture was then shaken, producing two immiscible solutions: iodine in water and iodine in trichloromethane.

At equilibrium, the equation for the reaction can be written as:

I2(trichloromethane) I2(aq)

(a) What is the expression for this equilibrium constant, Kc?(1)

A Kc = [ ([ ( )]

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2

2

trichloromethane)]aq

B Kc = ( ( ))( (

II

2

2

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C Kc = II

2

2

aqtrichloromethane)

( )(

D Kc = [ ( )][ (

II

2

2

aqtrichloromethane)]

(b) Which statement describes what is happening at equilibrium?(1)

A iodine molecules move from the water to the trichloromethane layer only

B iodine molecules move from the trichloromethane to the water layer only

C iodine molecules move from the water to the trichloromethane and from the trichloromethane to the water layer.

D there is no movement of individual iodine molecules



6

D

O N

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RITE IN TH

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D

O N

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D

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*S58312A0628*

11 Calcium oxide is manufactured by heating limestone at 1000 °C for 30 minutes.


CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) ΔrH = +178 kJ mol–1

(a) The numerical value of the equilibrium constant for this reaction is increased by:(1)

A allowing the carbon dioxide to escape

B increasing the heating time

C increasing the temperature

D reducing the pressure

(b) Which is the correct expression for the equilibrium constant, Kc, for this reaction?(1)

A Kc = [CO2]

B Kc = 1

2[CO ]

C Kc = [ ]

][CO ]CaCO

[CaO3

2

D Kc = [CaO

CaCO][CO ]

[ ]2

3


7

Turn over

D

O N

OT W

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D

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D

O N

OT

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TH

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REA

*S58312A0728*

12 The equation for the dissociation of water is:

H2O(l) H+(aq) + OH–(aq)

The ionic product of water, Kw, varies with temperature.

Temperature/ °C Kw / mol2dm–6

25 1.01 × 10−14

30 1.47 × 10−14

50 5.48 × 10−14

100 7.16 × 10−14

What is the pH of pure water at 60 °C?

A approximately 6.5

B exactly 7

C approximately 7.4

D greater than 7.4


13 Iodine reacts with propanone under acid conditions. The reaction is first order with respect to propanone, first order with respect to hydrogen ions and zero order with respect to iodine.

What are the units of the rate constant?

A dm3 mol–1 s–1

B mol dm–3 s–1

C s–1

D mol–2 dm6 s–1



8

D

O N

OT W

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D

O N

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D

O N

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O N

OT

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REA

*S58312A0828*

14 The halogenoalkane, 2-bromobutane, can be hydrolysed using aqueous sodium hydroxide.

Which technique can be used to follow the progress of this reaction?

A colorimetry

B measurement of gas volume change

C measurement of mass change

D titration of quenched samples


15 What can be deduced from the position of the activation energy on a Maxwell-Boltzmann distribution curve?

A number of particles in the rate determining step

B number of successful collisions per second

C order of reaction

D proportion of particles with sufficient energy to react


16 Which indicator should be used to determine the end point in a titration of a strong acid with a weak base?

A universal indicator

B methyl orange

C phenolphthalein

D litmus


17 Which substance has the highest standard molar entropy?

A ethane(g)

B water(s)

C water(l)

D water(g)


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REA

*S58312A0928*

18 The element sulfur can exist in two solid, interchangeable, structural forms known as rhombic sulfur and monoclinic sulfur.

S(s, rhombic) S(s, monoclinic) ΔStotal = –0.307 J K–1 mol–1

The value of ΔStotal is for the forward reaction. What can be concluded from this information?

A monoclinic sulfur will change quickly into rhombic sulfur

B rhombic sulfur could change into monoclinic sulfur but nothing can be deduced about the rate

C there can be no change of structural form as they are both solids

D monoclinic sulfur could change into rhombic sulfur but nothing can be deduced about the rate




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REA

*S58312A01028*

SECTION B



19 One of the compounds responsible for the characteristic smell of bananas is 3-methylbutyl ethanoate. The structural formula of this compound is:

CH3COOCH2CH2CH(CH3)2

(a) Draw the skeletal formula for 3-methylbutyl ethanoate.(1)

(b) The infrared spectrum of a sample of 3-methylbutyl ethanoate is shown below.

4000 3000 2000 1500 1000 500

100

Tran

smitt

ance

(%)

50

0

Wavenumber / cm−1

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REA

*S58312A01128*

(i) Use this spectrum to identify one peak resulting from a bond in the ester group of 3-methylbutyl ethanoate. Include the relevant bond and its wavenumber range.

(1)

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(ii) 3-methylbutyl ethanoate was synthesised by reacting a suitable carboxylic acid with an alcohol.

Show that its infrared spectrum confirms there is no alcohol remaining in the sample.

(1)

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REA

D

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TH

IS A

REA

*S58312A01228*

*(c) The high resolution proton nuclear magnetic resonance (NMR) spectrum of a different ester, ethyl ethanoate, CH3COOCH2CH3, is shown.

The numbers over each peak represent their approximate relative areas.

10

δ / parts per million (ppm)

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

650

975

975

Show that the structure of ethyl ethanoate is consistent with this NMR spectrum, using all the data in the spectrum.

(6)

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(d) Ethyl ethanoate has three isomers which are also esters.

(i) Draw the structures of these three isomers.(2)

(ii) Explain to what extent it is possible to distinguish between the three isomers using carbon-13 NMR spectroscopy.

(2)

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20 This question is about acids.

(a) Calculate the pH of the following acidic solutions. Give your answers to two decimal places.

(i) 0.14 mol dm–3 solution of hydrochloric acid(1)

(ii) 0.14 mol dm–3 solution of ethanoic acid (Ka = 1.76 × 10–5 mol dm–3)(3)

(b) The graph shows the titration curve for a weak acid with a strong base. The equivalence point is A and the volume of alkali added at the equivalence point is C. Volume B is half of volume C.

B C

pH

12

10

8

6

4

2

0

A

Volume of sodium hydroxide solution added


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(i) Use the graph to determine the dissociation constant, Ka, of the weak acid.(3)

(ii) Explain the rapid rise in pH from 2.8 to 4 at the start of the titration.(2)

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(c) In another experiment, 10 cm3 of 1.0 mol dm–3 sodium hydroxide was added to 30 cm3 1.0 mol dm–3 propanoic acid (Ka = 1.3 × 10–5 mol dm–3).

(i) Calculate the pH of the resulting solution.(3)

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(ii) State one assumption you have made in this calculation.(1)

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*S58312A01828*

21 The mechanism for the rapid decomposition of hydrogen peroxide, H2O2, in the presence of iodide ions, is:

H2O2 + I– → IO– + H2O equation 1

H2O2 + IO– → I– + H2O + O2 equation 2

(a) Write the overall equation for the reaction and hence state the role of the iodide ions.

(2)

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(b) In further experiments, a student calculated the rate constant for the decomposition of hydrogen peroxide at two different temperatures.

Temperature/ °C Rate constant (k) / dm3 mol–1 s–1

22.0 4.90 × 10–4

47.0 2.92 × 10–3

The rate constant (k) is related to the temperature, T, (in Kelvin) by the following equation:

In constant J K molakER T

R= − × + = − −18 31 1 1.

Use the data in the table to calculate the activation energy, Ea, for the reaction by a non-graphical method. Give your answer in kJ mol–1 and to an appropriate number of significant figures. Include a sign in your answer.

(4)

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*S58312A01928*

(c) If acid conditions are used, the decomposition of hydrogen peroxide proceeds by a different mechanism. The equation for this reaction is:

H2O2 + 2I– + 2H+ → I2 + 2H2O

This reaction is first order with respect to both iodide ions and hydrogen peroxide.

The progress of this reaction is usually followed by adding a fixed quantity of sodium thiosulfate solution and a little starch solution to the reaction mixture, then timing the appearance of a blue-black colour. This is known as a clock reaction.

(i) Explain the formation of the blue-black colour and why its appearance is delayed.

(3)

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(ii) Although the oxidation of thiosulfate ions (S2O32–) by hydrogen peroxide is

thermodynamically favourable, it does not take place in this clock reaction. Suggest a reason for this.

(1)

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*S58312A02028*

22 Barium oxide is an ionic compound that reacts with water to form barium hydroxide.

(a) A Born-Haber cycle for barium oxide, BaO, is shown.

Some of the detail is missing. The letters R, W and Z represent some missing information.

Ba2+(g) + R

Ba2+(g) O(g)

ΔatH(O2(g))

Ba2+(g) ½O2(g)

Ba+(g) ½O2(g)

Ba(g) + ½O2(g)

Ba(s) + ½O2(g)

Ba2+(g) O–(g)

ΔZ

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BaO(s)

2nd EA (O–(g))

2nd IE (Ba(g))

1st IE (Ba(g))

ΔatH (Ba(s))

LE(BaO(s))

(i) Identify the missing detail represented by the following letters.(2)

R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

W . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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*S58312A02128*

(ii) Use the following data to calculate a value for the quantity ΔZ shown on the Born-Haber cycle. Include a sign and units in your answer.

(3)

Energy quantity Enthalpy change / kJ mol–1

Enthalpy change of atomisation of barium, ΔatH(Ba(s)) +180.0

Enthalpy change of atomisation of oxygen, ΔatH (½O2(g)) +249.2

First ionisation energy of barium, Ist IE (Ba(g)) +503.0

Second ionisation energy of barium, 2nd IE (Ba(g)) +965.0

ΔW –141.1

Second electron affinity of oxygen, 2nd EA (O−(g)) +798.0

Lattice energy barium oxide, ΔLEH(BaO(s)) –3054.0

(iii) The table gives some information about the lattice energies of barium oxide and magnesium iodide and shows the % difference between the theoretical and experimental values.

Lattice energy / kJ mol–1

Experimental Theoretical % difference

BaO(s) −3054 −3029 0.8

MgI2(s) −2327 −1944 16.5

Explain why there is closer agreement for barium oxide than for magnesium iodide.

(3)

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*S58312A02228*

(b) The table gives some information about Group 2 ions, M2+, and their hydroxides.

Formula of hydroxide

Lattice energy / kJ mol–1 ΔsolH / kJ mol–1 Solubility

/ mol per 100 g Ion ΔhydHN2+ / kJ mol–1

Mg(OH)2 –3000 +150 2.0 × 10–5 Mg2+ –1930

Ca(OH)2 –2640 +140 1.6 × 10–4 Ca2+ –1580

Sr(OH)2 –2475 +105 3.3 × 10–4 Sr2+ –1450

Ba(OH)2 –2230 2.4 × 10–4 Ba2+ –1360

(i) Calculate the enthalpy change of solution, ΔsolH, of Ba(OH)2 using a fully-labelled Hess’s cycle. [The hydration enthalpy of the hydroxide ion, OH– = –460 kJ mol–1.]

(4)

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*S58312A02328*

(ii) Explain why strontium hydroxide is slightly soluble in water, even though the enthalpy change of solution is endothermic.

(2)

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SECTION C



23 This question is about the thermodynamics of the reaction:

N2O4(g) → 2NO2(g) ΔH = +57.2 kJ mol–1.

Compound Standard molar entropy at 298 K, Sd / J K–1 mol–1

Standard molar enthalpy of formation at 298 K,

ΔfHd / kJ mol–1Colour

NO2 +240.0 +33.2 brown

N2O4 +304.2 colourless

(a) Calculate the entropy change for the reaction, using the information in the table. Include a sign and units in your answer.

(2)

(b) Calculate the enthalpy change of formation, ΔfH, of N2O4 (g) at 298 K, using the information in the table and the enthalpy change of the reaction. Include a sign and units in your answer.

(2)

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(c) Calculate the entropy change of the surroundings, ΔSsurroundings, at 298 K. Give your answer to an appropriate number of significant figures. Include a sign and units in your answer.

(3)

(d) (i) Use your answers to parts (a) and (c) to calculate the total entropy change, ΔStotal, for this reaction at 298 K.

(1)

(ii) This reaction can also be written as an equilibrium:

N2O4(g) 2NO2(g)

Calculate the temperature at which ΔStotal is zero for this equilibrium.(2)


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(e) (i) Write the expression for the equilibrium constant, Kp, for this reaction, including the units, if any.

(2)

(ii) In an experiment, 10 mol of N2O4(g) was placed in a closed container at 50 °C. At equilibrium, 27% of the N2O4(g) had dissociated, and the pressure in the container was 4.0 atm.

Calculate the value of Kp at 50 °C.(4)

(iii) The total pressure is doubled to 8.0 atm. State the effect on Kp.

(1)

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(iv) The total pressure is doubled to 8.0 atm at constant temperature. Explain the change in the percentage dissociation of N2O4(g) by considering the effect on the partial pressures of NO2(g) and N2O4(g).

(3)

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the

mol

ecul

e.

6


Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

19(c

) Co

nt.

Indi

cati

ve p

oint

s:

t h

ree

grou

ps o

f pe

aks

indi

cate

s th

ree

hydr

ogen

env

iron

men

ts

o ne

or t

wo

shif

ts id

enti

fied

(by

num

ber)

and

link

ed t

o al

kane

s

th

ree

shif

ts c

orre

ctly

iden

tifi

ed a

nd li

nked

to

alka

nes

two

(or

mor

e) s

plit

ting

pat

tern

s co

rrec

tly

iden

tifi

ed

use

of n

+ 1

rul

e to

exp

lain

spl

itti

ng f

or o

ne (

or m

ore)

gr

oup(

s) o

f pr

oton

s

ar

eas

unde

r pe

aks/

inte

grat

ion

num

bers

link

ed t

o nu

mbe

rs o

f pr

oton

s in

eac

h gr

oup.

2.1

(0.

2) =

CH

3 ne

xt t

o C=

O

4.1

(0.

2) =

CH

2 ne

xt t

o C-

O-

1.2

(0.

2) =

CH

3 ne

xt t

o CH

2 si

ngle

t, t

ripl

et,

quar

tet

rati

o of

are

as =

3:2

:3

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

19(d

)(i)

An

ans

wer

tha

t m

akes

ref

eren

ce t

o th

e fo

llow

ing

poin

ts:

H

COO

CH2C

H2C

H3

H

COO

CH(C

H3)

2

CH3C

H2C

OO

CH3

Al

l thr

ee c

orre

ct s

core

s tw

o m

arks

, an

y tw

o co

rrec

t sc

ores

on

e m

ark

Allo

w d

ispl

ayed

/ske

leta

l fo

rmul

ae

2


Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

19(c

) Co

nt.

Indi

cati

ve p

oint

s:

th

ree

grou

ps o

f pe

aks

indi

cate

s th

ree

hydr

ogen

env

iron

men

ts

one

or t

wo

shif

ts id

enti

fied

(by

num

ber)

and

link

ed t

o al

kane

s

th

ree

shif

ts c

orre

ctly

iden

tifi

ed a

nd li

nked

to

alka

nes

two

(or

mor

e) s

plit

ting

pat

tern

s co

rrec

tly

iden

tifi

ed

use

of n

+ 1

rul

e to

exp

lain

spl

itti

ng f

or o

ne (

or m

ore)

gr

oup(

s) o

f pr

oton

s

ar

eas

unde

r pe

aks/

inte

grat

ion

num

bers

link

ed t

o nu

mbe

rs o

f pr

oton

s in

eac

h gr

oup.

2.1

(0.

2) =

CH

3 ne

xt t

o C=

O

4.1

(0.

2) =

CH

2 ne

xt t

o C-

O-

1.2

(0.

2) =

CH

3 ne

xt t

o CH

2 si

ngle

t, t

ripl

et,

quar

tet

rati

o of

are

as =

3:2

:3

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

19(d

)(i)

An

ans

wer

tha

t m

akes

ref

eren

ce t

o th

e fo

llow

ing

poin

ts:

H

COO

CH2C

H2C

H3

H

COO

CH(C

H3)

2

CH3C

H2C

OO

CH3

Al

l thr

ee c

orre

ct s

core

s tw

o m

arks

, an

y tw

o co

rrec

t sc

ores

on

e m

ark

Allo

w d

ispl

ayed

/ske

leta

l fo

rmul

ae

2

Que

stio

n nu

mbe

r An

swer

Ad

diti

onal

gui

danc

e M

ark

19(d

)(ii)

An e

xpla

nati

on t

hat

mak

es r

efer

ence

to

the

follo

win

g po

ints

:

HCO

OCH

(CH

3)2 ha

s th

ree

carb

on e

nvio

rnm

ents

whe

reas

HCO

OCH

2CH

2CH

3 an

d CH

3CH

2CO

OCH

3 bo

th h

ave

four

car

bon

envi

ronm

ents

.

(1

) (1

)

2

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

20(a

)(i)

pH =

(0.

8538

7) =

0.8

5

1

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

20(a

)(ii)

re

- arr

ange

men

t of

Ka ex

pres

sion

calc

ulat

ion

of [

H+ ]

calc

ulat

ion

of p

H

(1)

(1

) (1

)

Exam

ple

of c

alcu

lati

on:

[H+ ]

2 = K

a [H

A]

[H+ ]

2 = 1

.76

× 10

-5 ×

0.1

4

= 2.

464

× 10

-6

[H+ ]

= √

(1.7

6 ×

10-5 ×

0.1

4)

= 1

.569

7 ×

10-3

pH =

(2.

8042

) =

2.8(

0)

Pena

lise

not

to 2

DP

once

onl

y in

(a

)(i)

and

(ii)

Co

rrec

t an

swer

wit

h no

wor

king

sc

ores

3

3


Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

20(b

)(i)

at h

alf

equi

vale

nce

poin

t, p

H =

pK a

re

ads

off

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rom

gra

ph

calc

ulat

es K

a

(1)

(1)

(1)

Exam

ple

of c

alcu

lati

on:

= 4.

8

Allo

w 4

.5 t

o 5.

2 K a

= 1

0-pH =

10-4

.8 =

1.

6 ×

10-5 (

mol

dm

-3)

Allo

w a

nsw

ers

in t

he r

ange

6.

3 ×

10-6

to

3.2

x10-5

3

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

20(b

)(ii)

[H

A] >

>[A-

]

rati

o [A

-]:[

HA]

cha

nges

(si

gnif

ican

tly)

in t

his

regi

on

(1

) (1

)

Allo

w f

or 1

mar

k ‘n

ot b

uffe

red’

2


Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

20(b

)(i)

at h

alf

equi

vale

nce

poin

t, p

H =

pK a

re

ads

off

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rom

gra

ph

calc

ulat

es K

a

(1)

(1)

(1)

Exam

ple

of c

alcu

lati

on:

= 4.

8

Allo

w 4

.5 t

o 5.

2 K a

= 1

0-pH =

10-4

.8 =

1.

6 ×

10-5 (

mol

dm

-3)

Allo

w a

nsw

ers

in t

he r

ange

6.

3 ×

10-6

to

3.2

x10-5

3

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

20(b

)(ii)

[H

A] >

>[A-

]

rati

o [A

-]:[

HA]

cha

nges

(si

gnif

ican

tly)

in t

his

regi

on

(1

) (1

)

Allo

w f

or 1

mar

k ‘n

ot b

uffe

red’

2

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

20(c

)(i)

ca

lcul

atio

n of

[H

A]/[

A-]

= 2/

1

co

rrec

t ca

lcul

atio

n of

[H

+ ] =

2.6

× 1

0-5 (

mol

dm

-3)

c orr

ect

calc

ulat

ion

of p

H

(1

) (1

) (1

)

Exam

ple

of c

alcu

lati

on:

[HA]

= 1

.0 ×

20

÷ 40

= 0

.50

[A- ]

= 1.

0 ×

10 ÷

40

= 0

.25

or

any

reco

gnit

ion

that

[H

A]/[

A- ] =

2/1

[H+ ]

= 2

.6 ×

10-5

(m

ol d

m-3)

pH =

4.6

/4.5

9/4.

58

C orr

ect

answ

er w

ith

no w

orki

ng

scor

es 3

mar

ks

3

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

20(c

)(ii)

no H

+ io

ns c

ome

from

(io

nisa

tion

of)

wat

er

or

[aci

d]in

itia

l = [

acid

] eqm

1

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

21(a

)

2H

2O2

2H

2O +

O2

io

dide

ions

act

as

a ca

taly

st (

as t

hey

don’

t ap

pear

in t

he

over

all e

quat

ion)

(1)

(1)

Igno

re s

tate

sym

bols

eve

n if

in

corr

ect

2


Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

21(b

)

co

nver

ts b

oth

tem

pera

ture

s fr

om o C

to

K

co

rrec

t su

btra

ctio

n

su

bsti

tute

num

bers

in e

quat

ion

corr

ectl

y

corr

ect

valu

e of

Ea

(1

) (1

)

(1)

(1)

Exam

ple

of c

alcu

lati

on:

22.0

o C =

295

.0 K

47

.0 o C

= 3

20.0

K

(+

)56.

(0)

(kJ

mol

-1 )

Sign

and

fin

al a

nsw

er t

o 2

or 3

SF

Inco

rrec

t un

its

lose

s M

P4

Corr

ect

answ

er w

ith

no w

orki

ng

scor

es 4

4

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

21(c

)(i)

An

exp

lana

tion

tha

t m

akes

ref

eren

ce t

o th

e fo

llow

ing

poin

ts:

(b

lue-

blac

k co

lour

is)

prod

uct

of s

tarc

h-io

dine

rea

ctio

n

th

e io

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pro

duce

d re

acts

(ra

pidl

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ith

the

thio

sulf

ate

ions

(t

o re

form

iodi

de io

ns)

whe

n al

l of

the

thio

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ate

has

reac

ted,

the

blu

e-bl

ack

colo

ur

appe

ars.

(1)

(1)

(1)

3


Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

21(b

)

co

nver

ts b

oth

tem

pera

ture

s fr

om o C

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K

co

rrec

t su

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ctio

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num

bers

in e

quat

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ect

valu

e of

Ea

(1

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)

(1)

(1)

Exam

ple

of c

alcu

lati

on:

22.0

o C =

295

.0 K

47

.0 o C

= 3

20.0

K

(+

)56.

(0)

(kJ

mol

-1 )

Sign

and

fin

al a

nsw

er t

o 2

or 3

SF

Inco

rrec

t un

its

lose

s M

P4

Corr

ect

answ

er w

ith

no w

orki

ng

scor

es 4

4

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

21(c

)(i)

An

exp

lana

tion

tha

t m

akes

ref

eren

ce t

o th

e fo

llow

ing

poin

ts:

(b

lue-

blac

k co

lour

is)

prod

uct

of s

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h-io

dine

rea

ctio

n

th

e io

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pro

duce

d re

acts

(ra

pidl

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ith

the

thio

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ate

ions

(t

o re

form

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de io

ns)

whe

n al

l of

the

thio

sulf

ate

has

reac

ted,

the

blu

e-bl

ack

colo

ur

appe

ars.

(1)

(1)

(1)

3

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

21(c

)(ii)

the

reac

tion

(be

twee

n th

iosu

lfat

e an

d hy

drog

en p

erox

ide)

is s

low

Al

low

rea

ctio

n ha

s hi

gh E

a 1

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

22(a

)(i)

R =

O2-(g

)

W

= f

irst

ele

ctro

n af

fini

ty O

(g)

(1)

(1)

Allo

w a

lter

nati

ve w

ays

to e

xpre

ss e

lect

ron

affi

nity

, e.

g. E

A St

ate

requ

ired

D

o no

t al

low

O2/

O-

2

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

22(a

)(ii)

co

rrec

t ap

plic

atio

n of

cyc

le

co

rrec

t va

lue

c orr

ect

sign

and

uni

ts

(1

)

(1)

(1)

Exam

ple

of c

alcu

lati

on:

fH

(Ba

O(s

)) =

atH

(Ba(

s))+ a

tH(½

O2(

g))+

Ist

IE (

Ba)(

g)

+2nd

IE (

Ba(g

))+2

nd E

A (O

(g))

+1st E

A (O

(g))

+LEH

(Ba

O(s

))

or

Corr

ect

num

bers

=

180.

0+24

9.2+

503+

965+

798−

141.

1−30

54

(−)4

99.9

/(−)

500

(kJ

mol

-1)

A l

low

TE

from

inco

rrec

t ap

plic

atio

n

of c

ycle

A l

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TE

for

inco

rrec

t nu

mbe

rs

Corr

ect

answ

er w

ith

no w

orki

ng s

core

s 3

3


Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

22(a

)(iii

)

ioni

c ra

dius

of

Ba2+

>>

ioni

c ra

dius

of

Mg2+

/(ha

ve)

low

er

char

ge d

ensi

ty

and

Ba

2+ (

ions

are

) le

ss p

olar

isin

g/(h

ave)

low

er c

harg

e de

nsit

y

iodi

de io

ns/I

- are

larg

e

and

thei

r el

ectr

on c

loud

s ar

e ea

sily

dis

tort

ed/p

olar

ised

(by

G

roup

2 c

atio

ns)

or

ox

ide

ions

/O2- a

re s

mal

l(er

)

and

thei

r el

ectr

on c

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s ar

e le

ss e

asily

dis

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ed/p

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ised

m

ore

dist

orti

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oval

ency

lead

s to

gre

ater

dif

fere

nce

betw

een

theo

reti

cal a

nd e

xper

imen

tal v

alue

s

(1)

(1)

(1)

Allo

w r

ever

se a

rgum

ent

3

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

22(b

)(i)

all a

rrow

s in

the

cor

rect

dir

ecti

on

corr

ect

form

ulae

at

each

cor

ner

and

enth

alpi

es o

f hy

drat

ion,

and

sol

utio

n an

d LE

cor

rect

ly id

enti

fied

corr

ect

expr

essi

on o

r co

rrec

t su

bsti

tuti

on o

f va

lues

corr

ect

eval

uati

on

(1)

(1)

(1)

(1)

Do

not

allo

w e

nerg

y pr

ofile

or

ener

gy le

vel

diag

ram

s Sp

ecie

s at

eac

h co

rner

mus

t be

ap

prox

imat

ely

corr

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Allo

w m

issi

ng m

inor

det

ail:

bra

cket

s,

posi

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of

subs

crip

ts,

etc.

but

not

abs

ence

of

sub

scri

pts

Exam

ple

of c

alcu

lati

on:

solH

= ( h

ydH

(Ba

2+)

+ 2

hydH

(OH

- )) -

LE

(Ba

(OH

) 2)

or

= (-

1360

+(2

× -

460)

) –

(-22

30)

= -5

0 (k

J m

ol-1)

Al

low

TE

from

the

ir c

ycle

if

hydH

(OH

- ) is

no

t do

uble

d

4


Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

k

22(b

)(i)

all a

rrow

s in

the

cor

rect

dir

ecti

on

corr

ect

form

ulae

at

each

cor

ner

and

enth

alpi

es o

f hy

drat

ion,

and

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utio

n an

d LE

cor

rect

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fied

c orr

ect

expr

essi

on o

r co

rrec

t su

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tuti

on o

f va

lues

corr

ect

eval

uati

on

(1)

(1)

(1)

(1)

Do

not

allo

w e

nerg

y pr

ofile

or

ener

gy le

vel

diag

ram

s S p

ecie

s at

eac

h co

rner

mus

t be

ap

prox

imat

ely

corr

ect

Allo

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2

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(1)

(1

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3



Total Marks

Paper Reference

ChemistryInternational Advanced LevelUnit 5: Transition Metals and Organic Nitrogen



Instructions

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

appropriate.

Information

• The total mark for this paper is 90.• The marks for each question are shown in brackets – use this as a guide as to how much time to spend on each question.• In questions marked with an asterisk (*), marks will be awarded for your ability



Advice



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*S58313A0226*

SECTION A




1 This question is about complex ions.

(a) Which complex ion is square planar?(1)

A [Cu(H2O)2(NH3)4]2+

B [CuCl4]2–

C [Pt(NH3)2Cl2]

D [Ag(NH3)2]+

(b) Which copper complex ion is colourless?(1)

A [CuCl2]–

B [CuCl4]2–

C [Cu(H2O)6]2+

D [Cu(H2O)2(NH3)4]2+

(c) Which complex ion includes a bond angle of 107°?(1)

A [Cr(NH3)6]3+

B [CuCl2]–

C [CuCl4]2–

D [Cr(H2O)6]2+


3

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*S58313A0326*

2 Which vanadium ion is yellow in aqueous solution?

A VO2+

B VO2+

C V3+

D V2+


3 Which reagent will be most effective at shifting the equilibrium towards the chromate(VI) ions?

Cr2O72–(aq) + H2O(l) 2CrO4

2–(aq) + 2H+(aq)

A hydrochloric acid

B sulfuric acid

C sodium hydroxide

D water


4 Which is not a bidentate ligand?

A ethanedioate ion, C2O42–

B ethanoate ion, CH3COO–

C 1,2-diaminoethane, NH2CH2CH2NH2

D 2-aminoethanoic acid, NH2CH2COOH



4

D

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D

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*S58313A0426*

5 A redox titration of iron(II) ions with potassium manganate(VII) is used to determine the amount of iron in iron tablets. The reaction is:

MnO4–(aq) + 8H+(aq) + 5Fe2+(aq) → Mn2+(aq) + 4H2O(l) + 5Fe3+(aq).

(a) Why is no indicator necessary in this redox titration?(1)

A an indicator would interfere with the redox reaction

B no suitable indicator changes colour at the end point

C the colour change of the iron(II) ions is sufficient

D the colour change of the manganate(VII) ions is sufficient

(b) In one such titration, the following equipment was used.

Equipment Uncertainty for each reading

100 cm3 measuring cylinder ±1 cm3

250.0 cm3 volumetric flask ±0.15 cm3

25.0 cm3 pipette ±0.06 cm3

50.00 cm3 burette ±0.05 cm3

Which piece of equipment has the lowest measurement uncertainty for this experiment?

(1) A the measuring cylinder to measure 100 cm3 of sulfuric acid

B the volumetric flask to make up the solution of the iron tablet

C the pipette to measure out the iron(II) solution

D the burette to add a titre volume of 25.00 cm3

(c) A 25.0 cm3 portion of an iron(II) tablet solution required 5.00 × 10–5 mol of manganate(VII) ions to react completely. What is the mass of iron, in grams, in the 25.0 cm3?

(1) A 0.00058

B 0.0028

C 0.010

D 0.014


5

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D

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*S58313A0526*

6 A hydrogen-oxygen fuel cell contains an alkaline electrolyte. The half-equation at the anode is:

H2(g) + 2OH–(aq) → 2H2O(l) + 2e–

What is the half-equation at the cathode?

A ½O2(g) + H2O(l) + 2e– → 2OH–(aq)

B O2(g) + 2H+(aq) + 2e– → H2O2(l)

C ½O2(g) + 2H+(aq) + 2e– → H2O(l)

D O2(g) + H2(g) + 2e– → 2OH–(aq)



6

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D

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*S58313A0626*

7 In homogeneous catalysis, the catalyst is in the same state as the reactants.

(a) The enthalpy profile diagram for a homogeneously catalysed reaction is

Enthalpy

Reaction pathway

uncatalysed reaction

catalysed reaction

A

BC D

Which label indicates the intermediate species?(1)

A

B

C

D

(b) Iodide ions can be oxidised by peroxodisulfate(VI) ions in the reaction shown.

2I–(aq) + S2O82–(aq) → I2(aq) + 2SO4

2–(aq)

What property of iron(III) ions enables them to act as homogeneous catalysts for this reaction?

(1) A they can be oxidised and then reduced

B they can gain and then lose electrons

C they provide an effective surface for reaction to occur on

D they can form complex ion intermediates with a lower activation energy


7

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D

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REA

*S58313A0726*

8 Which sketch shows the change in concentration of manganate(VII) ions with time in the reaction?

2MnO4–(aq) + 16H+(aq) + 5C2O4

2–(aq) → 10CO2(g) + 2Mn2+(aq) + 8H2O(l)

A B

[MnO4–]

Time

[MnO4–]

Time

C D

[MnO4–]

Time

[MnO4–]

Time


9 Identify the correct trend of increasing strength as a base.

A C6H5–NH2 < H–NH2 < CH3–NH2

B C6H5–NH2 < CH3–NH2 < H–NH2

C H–NH2 < CH3–NH2 < C6H5–NH2

D H–NH2 < C6H5–NH2 < CH3–NH2



8

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D

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*S58313A0826*

10 Azo dyes are made from the benzenediazonium ion.

N2+

(a) Benzenediazonium ions can be made from:(1)

Reagent 1 Reagent 2

A HNO2 NH2

B HNO2 NO2

C HNO3 NH2

D HNO3 NO2

(b) The structure of the azo dye formed when benzenediazonium ions react with phenol is(1)

A B

NH

NH

HO N

N

HO

C D

NH

HO

NH2

HO

NH2


9

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D

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TH

IS A

REA

*S58313A0926*

11 Which equation shows the two compounds that react to produce ethanamide, CH3CONH2, in a single step?

A CH4 + HCONH2 → CH3CONH2 + H2

B CH3COOH + NH3 → CH3CONH2 + H2O

C CH3COCl + NH3 → CH3CONH2 + HCl

D CH3CHO + NH3 → CH3CONH2 + H2


12 What is the number of peaks in a 13C NMR spectrum of 1,4-dimethylbenzene?

A 3

B 4

C 7

D 8



10

D

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D

O N

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TH

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*S58313A01026*

13 Which combination of reactants will produce a primary aliphatic amine as the product?

A H3C C CN

CH3

H

+ Ni / H2

B H3C C CH2CH3

H

Br

+ CH3NH2

C

NO2

+ Sn + conc HCl

D NH

+ Ni / H2

CH

CH2


11

Turn over

D

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D

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OT

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TH

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REA

*S58313A01126*

14 Steam distillation is a technique used during some organic preparations to separate the product from the reaction mixture.

Steam distillation equipment

safety valvewater out

water insteam generator

water required product

mixture to be separated

heat

What benefit is gained from the use of steam distillation compared to other methods of distillation?

A a pure distillate is produced

B high distillation temperatures are required

C it works well for molecules miscible with water

D it avoids the decomposition of the organic molecule when it distils




12

D

O N

OT W

RITE IN TH

IS AREA

D

O N

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RITE IN TH

IS AREA

D

O N

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D

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*S58313A01226*

SECTION B



15 Glycine and lysine are two naturally-occurring amino acids.

H2N C COOH

H

H

H2N C COOH

H

(CH2)4

NH2

glycine lysine

(a) Write the equation for the reaction of glycine with sodium hydroxide. State symbols are not required.

(1)

(b) Calculate the volume, in cm3, of 0.100 mol dm–3 hydrochloric acid required to completely react with 1.825 g of lysine. [Mr of lysine = 146]

(2)

13

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*S58313A01326*

(c) Lysine exists as optically active enantiomers but glycine does not.

(i) Draw three-dimensional diagrams of the two optically active lysine enantiomers.

(2)

(ii) Describe how these optically active enantiomers could be distinguished. Practical details are not required.

(2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(iii) State why glycine does not exist as enantiomers.(1)

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(d) Chromatography can be used to separate a mixture of glycine and lysine.

Draw spots to show the location of glycine and lysine on the chromatogram, given that their Rf values are 0.26 and 0.14 respectively.

(1)

solvent front

mixtureorigin

(e) Naturally-occurring glycine and lysine can join together to form different dipeptides. Draw a different dipeptide of glycine and lysine.

(1)

Dipeptide 1 Dipeptide 2

H2N C C N C COOH

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(CH2)4

NH2

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*S58313A01526*

16 Standard electrode potentials can be used to show whether or not a reaction is feasible.

(a) State the conditions required, in addition to 1 mol dm–3, for obtaining standard electrode potentials.

(1)

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(b) A Daniell cell is a combination of standard zinc and copper electrodes.

zinc metal copper metal

salt bridge

copper(II) sulfate solution

zinc sulfate solution

The standard electrode potentials measured against a standard hydrogen electrode are shown in the table.

Right‑hand electrode system E d/ V

Zn2+(aq) ½ Zn(s) –0.76

Cu2+(aq) ½ Cu(s) +0.34

(i) Calculate the standard electrode potential of this cell.(1)

(ii) Give three observations that would be made when current flows for several hours in the Daniell cell.

(2)

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(c) Some standard reduction potentials are:

Electrode reaction E d / V

Cu2+(aq) + e– Cu+(aq) +0.15

Cu+(aq) + e– Cu(s) +0.52

Fe2+(aq) + 2e– Fe(s) –0.44

Fe3+(aq) + e– Fe2+(aq) +0.77

State and justify, in terms of E d cell values, whether copper(I) ions and iron(II) ions will be disproportionate. Include any equations for reactions which occur.

(3)

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(d) State one reason why the feasibility determined from standard electrode potentials does not necessarily result in a reaction.

(1)

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17 Benzene can be represented by either a cyclic triene or with a delocalised ring of electrons.

*(a) Discuss the evidence, including one example from each of spectroscopy, thermochemistry and the type of reaction normally undergone, that supports the view that the better representation of benzene is with a delocalised ring of electrons.

(6)

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REA

*S58313A01826*

(b) Benzene can be converted into phenylethanone by a Friedel-Crafts acylation.

(i) Complete the diagram, including curly arrows, to show the mechanism for this reaction.

(4)H3C

C+ O

(ii) Write an equation to show how the species, CH3CO+, could be generated.(1)

(c) Explain why phenol reacts with bromine more readily than benzene reacts with bromine.

(2)

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REA

*S58313A01926*

(d) Benzene can be converted into nitrobenzene.

(i) Complete the flow diagram showing this conversion.(2)

+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

NO2

+ H2OReflux at 55 °C

.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) Calculate the percentage yield if 0.642 g of nitrobenzene was made from 0.936 g of benzene.

Give your answer to an appropriate number of significant figures.(3)



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*S58313A02026*

18 Butan-2-ol is a secondary alcohol with four carbon atoms.

(a) Devise a reaction scheme to form butan-2-ol from iodoethane, C2H5I, as the only organic compound.

Give reagents, conditions and equations for each of the steps.(8)

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REA

*S58313A02126*

(b) A 1.850 g sample of an organic substance, compound A, that is thought to be butan-2-ol is tested by combustion analysis using the apparatus shown.

dry oxygen

compound A

suction

absorbs moisture (water) e.g. anhydrous calcium chloride

absorbs carbon dioxide e.g. soda lime which is a mixture of calcium hydroxide and sodium hydroxide

solid Xsolid Y

heat

(i) Calculate the mass increase of solid X and solid Y that would result if compound A is butan-2-ol.

(4)

(ii) Predict a substance which would give the same mass increase in solids X and Y from combustion analysis as butan-2-ol. Give a reason for your prediction.

(2)

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SECTION C



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Brass is a metal alloy containing copper and zinc. The presence of zinc in the alloy makes brass less malleable than copper alone.

Prince’s metal is one type of brass. It is used to make imitation gold because of its yellow colour.

The copper content of brass can be analysed by first reacting a known sample of the metal with concentrated nitric acid. The reaction of the copper is:

Cu + 4H+ + 2NO3– → Cu2+ + NO2 + 2H2O.

(a) Identify the element that is oxidised and the element that is reduced in the reaction shown. Include relevant oxidation numbers.

(2)

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(b) Suggest one precaution when carrying out this reaction, other than the use of gloves, goggles and lab coats, clearly stating the hazard concerned.

(2)

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(c) The copper ions are then reacted with excess potassium iodide.

2Cu2+ + 4I– → 2CuI + I2

The iodine formed is analysed by titration with sodium thiosulfate.

I2 + 2S2O32– → 2I– + S4O6

2–

A 5.000 g sample of Prince’s metal was analysed. After reaction with concentrated nitric acid, the sample was diluted to 250 cm3 and then 10.0 cm3 aliquots or portions were titrated with 0.100 mol dm–3 sodium thiosulfate solution. The mean titre was 22.65 cm3.

Calculate the percentage of copper, by mass, in this sample of Prince’s metal to an appropriate number of significant figures.

(6)


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(d) In aqueous solution, copper(II) and zinc ions react differently with sodium hydroxide solution.

Describe the observations when sodium hydroxide solution is added drop by drop (until in excess) to separate samples of these two ions.

Include relevant ionic equations with state symbols.(6)

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(e) Explain, in terms of electronic configurations, why copper is classified as a transition element but zinc is not.

(2)

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(f ) Explain, in terms of their structures, why brass is less malleable than pure copper.(2)

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Add

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Mar

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1.10

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o ob

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2


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n nu

mbe

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Add

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Mar

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the

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:

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0.77

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cop

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elec

trod

e po

tent

ial

is p

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disp

ropo

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nati

on is

fea

sibl

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rode

pot

enti

al is

ne

gati

ve s

o di

spro

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iona

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is n

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ble.

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)

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→

Fe

+ 2F

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te s

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ls

3

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Add

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nts

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tion

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1


Que

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n nu

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Fe

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ay n

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rd

1

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Ans

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danc

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sses

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gica

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ture

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swer

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kage

s an

d fu

lly s

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for

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and

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lines

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g ta

ble

show

s ho

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sho

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tive

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tent

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cati

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mar

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poi

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dica

tive

mar

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poi

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1 1

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The

follo

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sho

uld

be a

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for

stru

ctur

e an

d lin

es o

f re

ason

ing.

Num

ber

of m

arks

aw

arde

d fo

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er a

nd

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aine

d lin

es o

f re

ason

ing

Answ

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how

s a

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stru

ctur

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ges

and

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su

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thro

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2

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tial

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d w

ith

som

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kage

s an

d lin

es o

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ason

ing

1

Answ

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kage

s be

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and

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0

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danc

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ng p

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par

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truc

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d w

ith

som

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s an

d lin

es o

f re

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ing

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indi

cati

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nt

and

1 m

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for

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truc

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and

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d lin

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ason

ing)

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then

the

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mar

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poi

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dica

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and

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6


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but

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tri

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then

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and

‘lo

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leng

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hich

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or (

infr

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spe

ctro

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r an

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ic C

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kene

C=C

has

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cm−1

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IP 3

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4)

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drog

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ic t

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expe

cted

for

a c

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tr

iene

or

enth

alpy

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com

bust

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data

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hich

is c

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t w

ith

the

delo

calis

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n st

abili

ty o

f th

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rom

the

rin

g of

ele

ctro

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(IP

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d 6)

benz

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unde

rgoe

s su

bsti

tuti

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nes

unde

rgo

addi

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rea

ctio

ns/d

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ine

wat

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20◦

bond

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w f

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ctru

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or b

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ne h

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pea

k fo

r an

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ic C

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t w

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umbe

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sorp

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/fre

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o an

alk

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C=C

A llo

w b

enze

ne is

mor

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ntha

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s (o

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− 2

05 t

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enze

ne a

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−360

kJ

mol

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or 3

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calis

ed C

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doub

le b

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Al

low

di-

subs

titu

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Th

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are

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subs

titu

ted

com

poun

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not

4)

or

som

e di

-sub

stit

uted

com

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ds a

re t

he

sam

e, e

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1,2

and

1,6


Que

stio

n nu

mbe

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Add

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n nu

mbe

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to e

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form

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term

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n

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delo

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rmul

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ts.

(1)

(1)

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w a

rrow

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fro

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fro

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ithi

n

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hexa

gon

‘Hor

sesh

oe’

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over

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carb

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tom

s

and

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ng t

he t

etra

hedr

al c

arbo

n w

ith

som

e pa

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f th

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siti

ve s

ign

to b

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side

th

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orse

shoe

’.

Exem

plar

mec

hani

sm:

D

o no

t aw

ard

dott

ed b

onds

unl

ess

clea

rly

part

of

a 3-

D

stru

ctur

e

4

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

ks

17(b

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+ A

lCl 3

→ C

H3C

O+

+ Al

Cl- 4

Acce

pt u

se o

f Fe

Cl3/

Fe +

3Cl

2 1


Que

stio

n nu

mbe

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Add

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nal g

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Mar

ks

17(c

)

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nati

on t

hat

mak

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nce

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:

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ato

m in

crea

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the

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tron

den

sity

of

the

ring

m

ore

susc

epti

ble

to a

ttac

k by

ele

ctro

phile

s.

(1)

(1)

2

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

ks

17(d

)(i)

(r

eact

ant)

(co

nc)

HN

O3

(cat

alys

t) (

conc

) H

2SO

4

(1)

(1

)

Igno

re n

ame

Allo

w n

ame

Pena

lise

refe

renc

e to

dilu

te a

cid

once

onl

y

2

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

ks

17(d

)(ii)

calc

ulat

ion

of m

olar

mas

ses

nu

mbe

r of

mol

es o

f be

nzen

e an

d m

axim

um m

ass

of

nitr

oben

zene

pe

rcen

tage

yie

ld o

f ni

trob

enze

ne t

o 2/

3 SF

(1

) (1

) (1

)

Exam

ple

of c

alcu

lati

on:

Mr o

f be

nzen

e =

78

and M

r of

nitr

oben

zene

= 1

23

n(0.

936

÷ 78

=) 0

.012

(m

ol)

m(0

.012

× 1

23=)

1.4

76 (

g)

% =

((0.

642

÷ 1.

476)

× 1

00=

43.4

959)

=

43.5

/43%

D

o no

t aw

ard

44%

3


Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

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Add

itio

nal g

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nce

Mar

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An e

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susc

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k by

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(1)

(1)

2

Que

stio

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Mar

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HN

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(1

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Igno

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Allo

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Pena

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2

Que

stio

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er

Add

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nce

Mar

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nitr

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ne t

o 2/

3 SF

(1

) (1

) (1

)

Exam

ple

of c

alcu

lati

on:

Mr o

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e =

78

and M

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nitr

oben

zene

= 1

23

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936

÷ 78

=) 0

.012

(m

ol)

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.012

× 1

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1.4

76 (

g)

% =

((0.

642

÷ 1.

476)

× 1

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43.4

959)

=

43.5

/43%

D

o no

t aw

ard

44%

3

Que

stio

n nu

mbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

ks

18(a

)

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nsw

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hat

mak

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to

the

follo

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ints

:

reac

t io

doet

hane

wit

h aq

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ions

C 2

H5I

+ O

H− →

C2H

5OH

+ I−

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ion

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H w

ith

acid

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d di

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mat

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ion

cond

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ns

C 2H

5OH

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CH

3CH

O +

H2O

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doet

hane

wit

h m

agne

sium

(in

eth

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than

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C 2

H5I

+ M

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C2H

5MgI

re

acti

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sium

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ith

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rm

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n-2-

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C 2H

5MgI

+ C

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+ H

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C 2H

5CH

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OH

)I

(1)

(1)

(1

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(1)

(1)

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) (1

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Acce

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5OH

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tw

o se

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te

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s

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n nu

mbe

r A

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itio

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ks

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atio

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of m

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lcul

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n of

car

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s/m

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incr

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solid

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lcul

atio

n of

mas

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wat

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ass

incr

ease

of

solid

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(1)

(1)

(1)

(1)

Exam

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alcu

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on:

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.850

÷ 7

4 =)

0.0

25 (

mol

) n(

CO2)

= 4

× 0

.025

= 0

.100

(m

ol)

and

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2O)

= 5

× 0.

025

= 0.

125

(mol

) m

(CO

2) =

0.1

00 ×

44

= 4.

40 (

g)

m(H

2O)

= 0.

125

× 18

= 2

.25

(g)

4

Que

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n nu

mbe

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er

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itio

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nce

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on:

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on:

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mol

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orm

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-2-o

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an

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2-ol

.

(1)

(1)

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spla

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/ sk

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al

form

ula.

An

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wit

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ular

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a C 4

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Do

not

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C 4H

10O

’

2

Que

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n nu

mbe

r A

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er

Add

itio

nal g

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nce

Mar

ks

19(a

)

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xidi

sed

from

0 t

o +2

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red

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+)5

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+)4

(1)

(1)

Look

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the

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for

the

corr

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ange

s if

not

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nes

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erm

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idis

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sed

or u

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2


Que

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2

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Co

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ks

6


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) 6]2+

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+ 2

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) 6]2+

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+ 2

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Zn(

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6


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6

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(1

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2




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appropriate.

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ChemistryInternational Advanced LevelUnit 6: Practical Skills in Chemistry II






2

*S58314A0212*

D

O N

OT W

RITE IN TH

IS AREA

D

O N

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D

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WRI

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O N

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TH

IS A

REA

D

O N

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WRI

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TH

IS A

REA



1 A series of tests was carried out on a pale green inorganic compound A which contained two cations and one anion.

(a) Dilute sodium hydroxide solution was added drop by drop to 5 cm3 of an aqueous solution of A until there was no further reaction.

A green precipitate was formed which was filtered off and, after some time, turned into a brown solid.

(i) Give the formula of the cation in A shown by this test.(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) Give the formula of the green precipitate.(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(iii) Identify, by name or formula, the brown solid.(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(iv) State the type of reaction that occurred when the green precipitate turned brown.

(1)

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(v) Give the reason why dilute sodium hydroxide is added drop by drop when testing for cations.

(1)

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3


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(b) The filtrate was heated gently and an alkaline gas was given off.

(i) Describe a test and its positive result to show that the gas was alkaline.(2)

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(ii) Describe a further chemical test and its result to confirm that the gas was ammonia.

(2)

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(c) A 1 cm3 sample of an aqueous solution of A was acidified with dilute hydrochloric acid and a few drops of barium chloride solution were added.

A white precipitate was formed which identified the anion in A as the sulfate ion.

(i) State the reason for the addition of dilute hydrochloric acid.(1)

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(ii) Bottles of solid barium chloride have the hazard label:

Give a precaution, other than wearing lab coats and goggles, that would reduce the risk in preparing a solution of barium chloride. Justify your choice.

(1)

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(d) Suggest a formula for A. Do not include water of crystallisation.(1)

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4

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TH

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REA

2 A student was asked to investigate two liquids, labelled X and Y. One liquid was butanal and the other was butanone.

H

OH3C CH2 CH2 C

butanal

O

H3C CH2 C CH3

butanone

(a) Describe a test, including the expected observation, which would be positive for both liquids.

(2)

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(b) Describe two chemical tests, including the expected observations, which each give a positive result with butanal and no reaction with butanone.

(4)

Test 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Test 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(c) State what is observed when an alkaline solution of iodine is added to butanone and the mixture warmed.

(1)

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(d) The high resolution proton nuclear magnetic resonance (NMR) spectrum of X is shown.

11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

*

Chemical shift, δ / ppm

Intensity

(i) Deduce the identity of substance X. Refer only to the peak with the asterisk(*) which is a singlet with a relative peak area of three.

(3)

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(ii) The proton NMR spectrum has a small peak with a chemical shift, δ = 0 parts per million (ppm) which does not result from substance X.

Explain the presence of this small peak, identifying the compound responsible.(2)

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3 This question is about the preparation of a complex salt of cobalt(III).

The overall equation for the formation of this complex salt is:

2HNO3 + 2Co(NO3)2.6H2O + H2O2 + 10NH3 → 2Co(NH3)5(H2O)(NO3)3 + 12H2O.

Procedure

Step 1 Add 3.6 g of hydrated cobalt(II) nitrate, Co(NO3)2.6H2O, to 2.5 g of ammonium nitrate, NH4NO3, in a large beaker.

Step 2 Add just enough hot water to dissolve the two salts.

Step 3 Keeping the beaker warm on a hot plate, add 40 cm3 of aqueous ammonia.

Step 4 Over a period of about 30 minutes, add a total volume of 25 cm3 of 3.0% (3.0 g per 100 cm3) hydrogen peroxide to the mixture. Allow the mixture to cool.

Step 5 Carefully add 40 cm3 of concentrated nitric acid to the mixture and leave to stand for a further 10 minutes.

Step 6 To precipitate the complex salt, add cold ethanol to the mixture and filter the solid formed under reduced pressure.

Step 7 Recrystallise the complex salt.

(a) (i) The hydrogen peroxide is used to oxidise cobalt(II) to cobalt(III). The reduction half-equation is:

H2O2 + 2H+ + 2e− → 2H2O.

Deduce the ionic equation for the reaction of hydrogen peroxide with cobalt(II) ions.


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(ii) Show by calculation that there is sufficient hydrogen peroxide to oxidise all of the cobalt(II) ions.

(4)

(iii) In Step 4, when an excess of hydrogen peroxide is added, bubbles are seen. The gas relights a glowing splint.

Identify the gas and write an equation for the formation of this gas.(2)

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(b) State the purpose of ethanol in Step 6 and why it is cold.(2)

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(c) Draw a labelled diagram of the apparatus used for filtration under reduced pressure in Step 6.

(3)

(d) This complex salt can be recrystallised using ethanol as the solvent.

(i) State why the salt is dissolved in the minimum volume of hot ethanol.(1)

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(ii) The hot solution is filtered. Name the type of impurities removed in this filtration.

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(iii) The solution is cooled and then filtered. Name the type of impurities removed in this filtration.

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(iv) Describe the final stage required to obtain pure crystals of the complex salt.(2)

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(e) (i) One student found the yield of their complex salt to be 110%.

Suggest a possible reason for this.(1)

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(ii) A second student found the yield of their complex salt to be 80%.

On reweighing their salt after 24 hours, their yield had decreased to 75%. Suggest a possible reason for this.

(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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4 A class of students was given an outline method for an experiment to determine the acid dissociation constant, Ka, of propanoic acid.

Step 1 Pipette 25.0 cm3 of 0.1 mol dm−3 propanoic acid into a conical flask.

Step 2 Add 3 or 4 drops of phenolphthalein indicator to the solution in the conical flask.

Step 3 Fill a burette with sodium hydroxide solution.

Step 4 Add the sodium hydroxide solution from the burette to the conical flask until a pale pink colour remains after swirling.

Step 5 Use a pipette to transfer a further 25.0 cm3 of the propanoic acid to the solution in the conical flask.

Step 6 Use a pH meter to measure the pH of this mixture.

The temperature of all solutions were maintained at 25 °C.

(a) State and justify why, before carrying out Step 1, the pipette should be rinsed with propanoic acid after rinsing with deionised water.

(1)

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(b) State and justify the effect, if any, on the value of Ka calculated if, in Step 3, there is an air bubble in the tip of the burette.

(1)

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(c) At the end of Step 4, one student had a deep pink coloured solution in their conical flask.

Give a reason for the presence of this colour.(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(d) The measurement uncertainty of the pipette is ±0.06 cm3.

Calculate the percentage uncertainty when 25.0 cm3 is added from the pipette.(1)

(e) Describe how the pH meter should be calibrated before Step 6.(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(f ) One student obtained a value of pH = 4.9 in Step 6.

Calculate Ka, including units, giving your answer to an appropriate number of significant figures.

(2)




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Add

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nce

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ntro

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fo

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(1

) (1

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w

2


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stio

n nu

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Add

itio

nal g

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nce

Mar

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s:

Test

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n

chan

ge (

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k) r

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ddit

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pot

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(1)

(1)

(1)

(1)

(1)

(1)

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atio

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dic

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4

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1


Que

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r A

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dic

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ns

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blu

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4

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1

Que

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let)

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(1

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2

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3(a)

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2O2

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3+ +

2H

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1


Que

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(1)

(1)

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mol

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(1)

(1)

Allo

w m

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if in

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2

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lt is

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sol

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(1)

(1)

2

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3(c)

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-arm

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lask

side

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ed t

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wat

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fu

nnel

wit

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pap

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(1

) (1

) (1

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plar

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gram

:

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o no

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3

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nt o

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sol

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1

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1


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1

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mon

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1

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nise

d w

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left

in t

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ipet

te w

hich

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dilu

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prop

anoi

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id d

ispe

nsed

fro

m it

1


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beca

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pal

e pi

nk is

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rtan

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d no

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cura

te

volu

me

adde

d fr

om t

he b

uret

te.

1

Que

stio

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Mar

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4(c)

too

muc

h/ex

cess

sod

ium

hyd

roxi

de a

dded

fro

m t

he b

uret

te

Do

not

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fere

nce

to t

oo m

uch

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olph

thal

ein/

indi

cato

r ad

ded

1

Que

stio

n N

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r A

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er

Add

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nal g

uida

nce

Mar

k

4(d)

calc

ulat

ion

of p

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ntag

e un

cert

aint

y Ex

ampl

e of

cal

cula

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: %

= ((

0.06

÷ 2

5.00

) ×

100

=)

0.24

%

1

Que

stio

n N

umbe

r A

nsw

er

Add

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nal g

uida

nce

Mar

k

4(e)

A

desc

ript

ion

that

mak

es r

efer

ence

to:

use

of a

buf

fer

of k

now

n pH

.

1

Que

stio

n N

umbe

r A

nsw

er

Add

itio

nal g

uida

nce

Mar

ks

4(f)

eval

uati

on

unit

s an

d SF

(1

) (1

)

Exam

ple

of c

alcu

lati

on:

K a =

10−

pH

= 1.

2589

× 1

0−5

= 1/

1.3/

1.26

× 1

0−5 m

ol d

m−3

2


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