Chemistry Jun 2010 Actual Exam Paper Unit 2
Chemistry Jun 2010 Actual Exam Paper Unit 2
Chemistry Jun 2010 Actual Exam Paper Unit 2
Edexcel GCE
Chemistry
Advanced Subsidiary
Unit 2: Application of Core Principles of Chemistry
Instructions
• Use black ink or ball-point pen.
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centre number and candidate number.
• Answer all questions.
• Answer the questions in the spaces provided
– there may be more space than you need.
Information
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• The marks for each question are shown in brackets
– use this as a guide as to how much time to spend on each question.
• Questions labelled with an asterisk (*) are ones where the quality of your
written communication will be assessed
– you should take particular care with your spelling, punctuation and grammar,
as well as the clarity of expression, on these questions.
• A Periodic Table is printed on the back cover of this paper.
Advice
• Read each question carefully before you start to answer it.
• Keep an eye on the time.
• Check
Try to answer every question.
• your answers if you have time at the end.
Turn over
N36390A
©2010 Edexcel Limited.
*N36390A0124*
7/7/7/2/
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 .
2
*N36390A0224*
2 Consider the following compounds, P, Q, R and S.
CH3
Compound P Compound Q
CH3
CH3CH2CH2CH2Br H3C C Br
CH3
Compound R Compound S
3
*N36390A0324* Turn over
3 Buckminsterfullerene has the formula C60. Its structure is shown below.
4
*N36390A0424*
5 Compound X is a white solid. On heating this compound, a colourless, acidic gas is
the only gaseous product. A flame test is carried out on the solid residue and a reddish
flame is observed.
Compound X is
A calcium nitrate.
B calcium carbonate.
C magnesium carbonate.
D strontium nitrate.
6 Which of the following does not apply to the elements Mg, Ca, Sr and Ba in Group 2 of
the Periodic Table?
A Their oxides, MO, are all basic.
B Their metal hydroxides, M(OH)2, become more soluble down the group.
C Their oxides, MO, react with water to form the metal hydroxide, M(OH)2.
D Their carbonates, MCO3, all decompose on gentle heating.
7 Which of the following compounds shows hydrogen bonding in the liquid state?
A Hydrogen bromide, HBr
B Hydrogen sulfide, H2S
C Silane, SiH4
D Ammonia, NH3
Use this space for any rough working. Anything you write in this space will gain no credit.
5
*N36390A0524* Turn over
8 For the reversible reaction
XUY
which of the following could represent the change in the concentrations of X and Y with
time, starting with a mixture of both X and Y? Equilibrium is reached at time teqm.
A X B
X
Concentration Concentration
Y Y
teqm teqm
Time Time
C X D
X
Concentration Y Concentration
Y
teqm teqm
Time Time
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6
*N36390A0624*
10 The electronegativities of four pairs of elements are given below. Which pair would
form the compound with the greatest ionic character?
A 0.7 and 4.0
B 0.7 and 3.5
C 1.0 and 4.0
D 0.8 and 2.8
12 What are the products, other than water, when chlorine is passed through cold, dilute
aqueous sodium hydroxide solution?
A NaCl and NaClO
B NaClO and NaClO3
C NaCl and NaClO3
D NaClO and NaClO4
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7
*N36390A0724* Turn over
13 When solutions of iodine are titrated with aqueous sodium thiosulfate solution, Na2S2O3(aq),
the thiosulfate ions are oxidized to
A S2O42–
B S2O62–
C S2O82–
D S4O62–
8
*N36390A0824*
17 Calculate the volume of dilute sulfuric acid, concentration 0.500 mol dm–3, required to
neutralize 20.0 cm3 aqueous sodium hydroxide, concentration 0.100 mol dm–3.
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
A 2.0 cm3
B 4.0 cm3
C 8.0 cm3
D 20.0 cm3
O O
CH3CH2C
CH3CCH3
H
propanone propanal
9
*N36390A0924* Turn over
SECTION B
Answer ALL the questions. Write your answers in the spaces provided.
19 A student carried out an experiment to determine the concentration of ethanoic acid in a
solution of vinegar.
• The student used a measuring cylinder to measure out 25.0 cm3 of the vinegar
solution.
• This solution was then transferred to a 250 cm3 volumetric flask and the liquid level
was carefully made up to the mark with distilled water.
• A pipette was used to transfer 25.0 cm3 portions of the acidic solution to conical
flasks.
• The solution was then titrated with sodium hydroxide solution, concentration
0.100 mol dm–3, using phenolphthalein as the indicator.
CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O(l)
Results
Titration number 1 2 3 4
Burette reading (final) / cm3 28.55 28.00 40.35 28.05
Burette reading (initial) / cm3 0.00 0.05 12.30 0.05
Volume of NaOH used / cm3 28.55 27.95 28.05 28.00
(a) In this titration, what is the colour change of the phenolphthalein indicator?
(2)
From ..................................................................................................................................... to ....................................................................................................................................
(b) Explain why the mean titre should be based only on titrations 2, 3 and 4.
(1)
............................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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10
*N36390A01024*
(c) Calculate the mean titre in cm3.
(1)
(d) (i) Using your answer to (c), calculate the number of moles of sodium hydroxide in
the mean titre.
(1)
(ii) Hence state the number of moles of ethanoic acid, CH3COOH, in 25.0 cm3 of
the diluted solution used in the titration.
(1)
(iii) Calculate the concentration of the diluted acid solution in mol dm–3.
(1)
11
*N36390A01124* Turn over
(iv) Hence calculate the concentration of the ethanoic acid in the original vinegar
solution in mol dm–3.
(1)
(v) Use your answer from (d)(iv) to state the concentration of the ethanoic acid in
the original vinegar solution in units of g dm–3.
[The molar mass of the ethanoic acid is 60 g mol–1.]
(1)
(e) Suggest, with a reason, how the student’s method of preparing the diluted solution
could be improved.
(2)
Improvement
............................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Reason
............................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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12
*N36390A01224*
(f) The burette used in the titration had an uncertainty for each reading of + 3
– 0.05 cm .
(i) Identify, by letter, which ONE of the following should be regarded as the true
value of the titre in titration number 2?
X Between 27.90 and 28.00 cm3
Y Between 27.925 and 27.975 cm3
Z Between 27.85 and 28.05 cm3
(1)
............................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
(ii) Suggest ONE reason why a student may obtain volumes outside the uncertainty
of the burette when performing a titration.
(1)
............................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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13
*N36390A01324* Turn over
20 (a) Propene, C3H6, reacts with hydrogen bromide, HBr, in an electrophilic addition
reaction.
2-bromopropane is formed as the major product.
H3CCH=CH2 + HBr → H3CCH(Br)CH3
(i) Complete the mechanism for the reaction, using ‘curly arrows’ where
appropriate. Show clearly the structure of the intermediate carbocation formed.
(3)
Mechanism
H3C H
H C C H
Br
14
*N36390A01424*
(ii) Draw the structure of the alternative carbocation that can be formed in the
reaction between propene and hydrogen bromide.
(1)
(b) Four isomers, each with the molecular formula C4H10O, are shown below.
Isomer A: CH3CH2CH2CH2OH
Isomer B: CH3CH2CH(OH)CH3
Isomer C: (CH3)3COH
Isomer D: CH3CH(CH3)CH2OH
(i) Which isomer is a secondary alcohol? Justify your answer.
(2)
............................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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(ii) Which isomer is resistant to oxidation when heated with acidified potassium
dichromate(VI)? Justify your answer in terms of the structure of the isomer.
(2)
............................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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15
*N36390A01524* Turn over
(iii) Which isomer can be oxidized to a ketone? Draw the displayed formula of the
ketone produced.
(1)
............................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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(v) Phosphorus(V) chloride (phosphorus pentachloride), PCl5, is used to test for the
presence of an –OH group.
What would you expect to see when any of the above four isomers, A, B, C or D,
are reacted with phosphorus(V) chloride?
(1)
............................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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(vi) Complete the equation for the reaction shown below. State symbols are not
required.
(2)
C4H9OH + PCl5 →
16
*N36390A01624*
21 (a) In the catalytic converter of a car engine’s exhaust system, the following reaction
occurs.
2NO(g) + 2CO(g) U N2(g) + 2CO2(g) ΔH = –745 kJ mol–1
The temperature in a catalytic converter is high.
(i) State the effect, if any, on the position of equilibrium if the temperature is
lowered. Give a reason for your answer.
(2)
Effect.............................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Reason ........................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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(ii) The gases from the engine are not cooled before entering the converter.
Explain why this is so.
(2)
............................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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(iii) State the effect, if any, on the position of equilibrium if the pressure on the
reacting gases is increased. Give a reason for your answer.
(2)
Effect.............................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Reason ........................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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17
*N36390A01724* Turn over
–
(b) Nitrogen monoxide, NO, is formed when nitrate ions, NO3, in acidic solution are
reduced by silver metal.
–
(i) Calculate the oxidation number of nitrogen in NO and in NO3.
(2)
In NO ......................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
–
In NO3 ....................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
–
(ii) Balance the half-equation for the reduction of nitrate ions, NO3, in acidic
solution.
(1)
–
NO3 + ……………… H+ + ………… e– → NO + ………… H2O
(iii) Write the half-equation for the oxidation of silver metal, Ag, to silver ions, Ag+.
(1)
(iv) Hence deduce the full ionic equation for the reaction between silver metal and
nitrate ions in acidic solution. State symbols are not required.
(2)
18
*N36390A01824*
SECTION C
Answer ALL the questions. Write your answers in the spaces provided.
22 This question is about the chemistry of some halogenoalkanes.
H C C F
Br F
In an experiment, halothane was heated in a test tube with aqueous silver nitrate
and ethanol, using a water bath. Compound X and bromide ions were formed. The
structure of compound X is shown below.
Cl F
H C C F
OH F
Compound X
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19
*N36390A01924* Turn over
(iii) In the above experiment, suggest ONE reason why a water bath was used rather
than heating the test tube containing the reaction mixture directly over a Bunsen
flame.
(1)
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(v) What would be seen in the test tube as the reaction progressed?
(1)
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(vi) Write an ionic equation to show the reaction between aqueous silver ions and
aqueous bromide ions. Include state symbols in your equation.
(1)
Name .............................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Structural formula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20
*N36390A02024*
(ii) The hydrolysis of chloroethane is an exothermic reaction which takes place in a
single step.
On the diagram below, draw the energy profile for the reaction. Label clearly
the activation energy for the reaction.
(3)
Energy
Progress of reaction
(c) In the early 1900s, the CFC with formula CCl2F2, was identified as a refrigerant
which was both non-flammable and non-toxic.
(i) What does the term CFC stand for?
(1)
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21
*N36390A02124* Turn over
*(iii) In the stratosphere, CFCs are broken down by absorption of UV radiation to
form chlorine free radicals.
The following two reactions occur.
Cl• + O3 → ClO• + O2
ClO• + O → Cl• + O2
Combine these two equations to give the overall equation for the reaction of
ozone in the stratosphere. State the role played by the chlorine free radical in
the overall reaction. Hence explain why many scientists consider the effect of
CFCs on ozone to be harmful.
(5)
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22
*N36390A02224*
(d) The compound of formula CH2F2 has replaced several CFCs for commercial use.
If molecules of CH2F2 reach the stratosphere, they do not break down to produce
fluorine free radicals.
(i) Suggest why C–F bonds are not broken in the stratosphere.
(1)
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*(ii) The compound CH2F2 acts as a greenhouse gas when it absorbs a particular type
of radiation.
Name the type of radiation and explain why a molecule of CH2F2 is able to
absorb this radiation.
(2)
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