qualitative analysis test for ions · b copper ion, cu2+ c potassium ion, k+ d sodium ion,na+ (ii)...

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Qualitative Analysis

Test for Ions Question Paper 1

Level Edexcel

Subject Chemistry

Exam Board GCSE(9-1)

Topic Separate Chemistry 2

Sub Topic Qualitative Analysis: Test for Ions

Booklet Question Paper 1

Time Allowed: 53 minutes

Score: /44

Percentage: /100


1 Tests can be carried out on salts to identify the ions present in the salts.

(a) (i) A flame test on a salt produces an orange-red colour.

Which ion is responsible for the orange-red colour?

Put a cross ( ) in the box next to your answer.(1)

A calcium ion, Ca2+

B copper ion, Cu2+

C potassium ion, K+

D sodium ion, Na+

(ii) A solution of a chloride salt is acidified with dilute nitric acid.Silver nitrate solution is added to the mixture.

Describe what is seen when the silver nitrate solution is added.(2)

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(b) Which of these salts is insoluble in water?


A sodium carbonate

B lead chloride

C magnesium nitrate

D potassium sulfate


(c) Sodium sulfate solution and barium chloride solution are mixed.A precipitate of barium sulfate is formed.Another product is formed in solution.

(i) Complete the word equation for the reaction.

Include state symbols.(2)

(ii) Barium salts are toxic.Before some X-rays, patients have to swallow a suspension of barium sulfate,known as a ‘barium meal’.

Explain why it is safe for these patients to swallow the barium sulfate.(2)

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(Total for Question 1 = 8 marks)

(aq) +sodium bariumsulfate chloride(aq)

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2 (a) A technician had two bottles containing solid salts.One bottle contained a potassium salt and the other contained a sodium salt. Unfortunately the labels had fallen off the bottles. The technician tested the salts to find the ions present.

(i) Complete the sentence by putting a cross ( ) in the box next to your answer.

Both salts contained the same anion.

A solution of one salt was made and some dilute nitric acid was added.Drops of silver nitrate solution were added.A yellow precipitate formed.

This test shows the anion in the salt is(1)

A bromide, Br –

B chloride, Cl–

C iodide, I–

D sulfate, SO42–

(ii) The technician wanted to find out which bottle contained the sodium salt andwhich bottle contained the potassium salt.

Explain how the technician should do this. (2)

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(b) When sodium hydroxide solution is mixed with a solution containing copper ions, Cu2+,copper hydroxide, Cu(OH)2, is formed.

(i) Describe what you would see when these solutions are mixed.(2)

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(ii) Write the ionic equation for this reaction.

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(3)



3 (a) Three solids, A, B, and C, are analysed.

(i) Solid A is potassium iodide.

A small amount of solid A is dissolved in water to form a solution.

Describe the test to show that the solution of A contains iodide ions.(2)

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(ii) S olid B is ammonium chloride.

Describe the test to show that solid B contains ammonium ions.(3)

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(iii) S olid C is dissolved in water.

When sodium hydroxide solution is added to the solution of C, a red-brownprecipitate is formed.

Complete the sentence by putting a cross ( ) in the box next to your answer.

This test shows that the ion present in solid C is(1)

A copper, Cu2+

B iron(II), Fe2+

C iron(III), Fe3+

D sodium, Na+


(b) Sodium hydroxide solution can be used to test for aluminium ions and for calciumions in solution.

Describe the results of these tests for aluminium ions and for calcium ions,explaining how the results distinguish between the two ions.

(3)

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4 Qualitative tests are used to identify ions.

(a) A student carries out a flame test on an unknown solid.A red flame is seen.The student concludes that the solid is lithium carbonate.

Explain why this conclusion is not justified.(2)

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(b) The following tests were carried out on a substance containing two ions.

1. A flame test on the solid substance produced a yellow colour.

2. Dilute hydrochloric acid was added to a solution of the substance followed bya few drops of barium chloride solution.A white precipitate formed.

Give the name and formula of the substance.(2)

Name of substance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Formula of substance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(c) The test for chloride ions was carried out on a solution.Dilute nitric acid was added to the solution, followed by a few drops of silvernitrate solution.A white precipitate formed.

Why is it necessary to add dilute nitric acid in this test?(1)

A To neutralise the solution

B Nitrate ions are needed for the test to work

C To make sure that no carbonate ions are present

D The test only works in alkaline conditions


(d) Sodium hydroxide solution is used to identify some cations presentin compounds.

(i) Sodium hydroxide solution is warmed with a solution of ammonium ions.Ammonia gas is given off.

Describe the test to show the gas is ammonia.(2)

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(ii) Sodium hydroxide solution is also used to distinguish between iron(II) ions, Fe2+

and iron(III) ions, Fe3+, in solution.

You are given a solution containing iron(II) ions and another solutioncontaining iron(III) ions.

Describe what is seen when sodium hydroxide solution is added to each ofthese solutions.

(2)

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(iii) Iron(III) ions, Fe3+, react with hydroxide ions in solution to formiron(III) hydroxide.

Complete the ionic equation for this reaction.(1)

Fe3+ + 3OH– → . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



5 Sodium carbonate and copper chloride are both ionic solids.

They are both soluble in water.

(a) Which row of the table shows the most likely melting points of these two salts?


melting point / °C

sodium carbonate copper chloride

A 17 498

B 851 9

C 851 498

D 9 17

(b) Copper chloride contains copper ions, Cu2+, and chloride ions, Cl–.Give the formula of copper chloride.

(1)

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(c) Complete the sentence by putting a cross ( ) in the box next to your answer.

If a flame test is carried out on copper chloride, the colour in the flame is(1)

A red-brown

B yellow

C lilac

D green-blue


(d) Describe how this apparatus can be used to show that sodium carbonate reactswith dilute acid to form carbon dioxide.

(3)

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(e) Copper carbonate is an insoluble salt.

Describe how you would use sodium carbonate and copper chloride to produce apure, dry sample of copper carbonate.

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test tubeconical flask




Level Edexcel

Subject Chemistry






Score: /45

Percentage: /100


1 The table shows some properties of six compounds.

compoundmelting point

/ °C

boiling point

/ °C

solubility in

water

electrical

conductivity

of solution

copper sulfate 200 decomposes soluble high

hexane –95 69 insoluble does not dissolve

hydrogen chloride –112 –85 soluble high

octane –57 126 insoluble does not dissolve

silicon(IV) oxide 1610 2230 insoluble does not dissolve

sodium chloride 801 1413 soluble high

(a) Which of the following lists of compounds from the table contains only ioniccompounds?


A copper sulfate, octane and sodium chloride

B silicon(IV) oxide and sodium chloride

C copper sulfate and sodium chloride

D copper sulfate and silicon(IV) oxide

(b) Two of the compounds in the table produce a colour in a flame test.

Give the name of one of these compounds and the colour it produces in theflame test.

(2)

compound .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

colour . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


(c) Hexane is a covalent compound containing simple molecules.It has a low boiling point.

(i) Explain why it has a low boiling point.(2)

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(ii) Hexane and water are immiscible.

Describe how separate samples of hexane and water can be obtained from amixture of hexane and water.

(2)

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(d) Draw a dot and cross diagram of a molecule of hydrogen chloride.

Show outer electrons only.(2)



2 (a) The table shows some information about the atoms and the ions of chlorine and sodium.

Complete the table.(3)

symbol of number of electrons in

atom ion atom ion

chlorine Cl Cl– 17

sodium Na 10

(b) When silver nitrate solution, AgNO3, is added to sodium chloride solution a whiteprecipitate is formed.

(i) Write the balanced equation for this reaction.(2)

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(ii) Silver nitrate solution can be added to a solution to test for the presence ofchloride ions.In this test, dilute nitric acid is added to the solution, followed by the silvernitrate solution.A white precipitate shows the presence of chloride ions.

Why must the dilute nitric acid be added to make this a reliable test?


A to dilute the solution of chloride ions

B because the precipitate only forms if dilute nitric acid is added

C to stop the white precipitate changing colour

D to remove other ions that would also form a white precipitate


*(c) This circuit was used to test the ability of water, solid sodium chloride and sodium chloride solution to conduct electricity.

The results were

substance conducts electricity

water no

solid sodium chloride no

sodium chloride solution yes

Explain these results by referring to the structures of the substances.(6)

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6V d.c.

lamp

carbon rods


3 (a) Sodium chloride is a metal chloride which is soluble in cold water.

(i) Give the name of a metal chloride which is insoluble in cold water.


A copper chloride

B lead chloride

C magnesium chloride

D potassium chloride

(ii) Sodium chloride has a melting point of 801 °C.

Explain why the melting point of sodium chloride is high.(2)

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(iii) Describe how you would test for the presence of chloride ions in a solution ofsodium chloride.

(3)

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*(b) Magnesium has an electronic configuration of 2.8.2. Oxygen has an electronic configuration of 2.6.

Explain, in terms of their electronic configurations, how magnesium and oxygen atoms react to form the ionic compound magnesium oxide, MgO, and include a description of the structure of solid magnesium oxide.

(6)

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4 (a) Substance X is an ammonium salt.

(1)

(i) Complete the sentence by putting a cross ( ) in the box next to your answer.

A test was carried out to find which anion is present in substance X.Dilute hydrochloric acid was added to a sample of substance X.There was effervescence and the gas given off turned limewater milky.

The anion present in substance X is

A carbonate ion, CO32–

B chloride ion, Cl–

C nitrate ion, NO3–

D sulfate ion, SO42–

(ii) Describe how sodium hydroxide solution can be used to show thatammonium ions are present in substance X.

(2)

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(b) Aluminium ions, Al3+, react with hydroxide ions in solution to give a whiteprecipitate of aluminium hydroxide.

Write the ionic equation for this reaction.(3)

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*(c) A technician found some colourless crystals of a substance left, unlabelled, in a beaker in a laboratory.

She knew the substance was one of potassium sulfate, potassium iodide, sodium sulfate or sodium iodide.

Explain how, using chemical tests, the technician could find out if the substance left in the beaker was potassium sulfate, potassium iodide, sodium sulfate or sodium iodide.

You may include equations in your answer. (6)

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Level Edexcel

Subject Chemistry






Score: /12

Percentage: /100


1 (a) A solution is made by dissolving calcium chloride in water.

11.1 g of calcium chloride are dissolved in water.

The volume of the solution is made up to 500 cm3.

Calculate the concentration, in mol dm–3, of calcium chloride, CaCl2, in this solution.

(relative atomic masses: Cl = 35.5, Ca = 40.0) (3)

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(b) The concentration of a solution of an alkali can be determined by titration with anacid.

25.0 cm3 portions of the solution of the alkali are transferred into a conical flaskand titrated with the acid solution, using a suitable indicator.

(i) Describe how you would measure out and transfer 25.0 cm3 of the solution ofthe alkali.

(2)

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(ii) Complete the sentence by putting a cross ( ) in the box next to your answer.

The burette readings of acid added were

titration 1 titration 2 titration 3

final volume / cm3 27.20 30.10 25.35

initial volume / cm3 2.05 5.20 0.10

volume of acid added / cm3 25.15 24.90 25.25

The volume of acid added that should be used in the calculation is(1)

A 24.90 cm3

B 25.00 cm3

C 25.10 cm3

D 25.20 cm3


*(c) Some salts dissolved in water cause the water to be hard.

When mixed with a small volume of soap solution, hard water does not form a lather.

You are provided with three unlabelled samples of water.

one is soft water

one is permanent hard water

one is temporary hard water

You are provided with soap solution and the usual laboratory apparatus.

Describe tests that you should carry out on each sample to identify the type of water in each sample.

(6)

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Hydrocarbons Question Paper 1

Level Edexcel

Subject Chemistry



Sub Topic Hydrocarbons



Score: /49

Percentage: /100


(a) Propene is an unsaturated hydrocarbon.

(i) Explain what is meant by unsaturated hydrocarbon.(3)

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Propene can be made by using heat to decompose large alkane moleculesinto smaller, more useful molecules.

This process is known as(1)

A combustion

B cracking

C fractional distillation

D polymerisation

(iii) Describe what is seen when a sample of propene is shaken with brominewater.

(2)

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C C

1 The structure of a molecule of propene is

H

H H

CH3


(b) Molecules of propene can be combined to form a molecule of poly(propene).

(i) Which of these shows part of the structure of a molecule of poly(propene)?


A

B

C

D

H

C

H

H

C

H

CH3

C

H

C

CH H3

H

C

H

CH3

C

CH3

H

C

CH3

C

CH3H

H

C

H

H

C

H

H

C

CH3

C

HH

CH3

C

H

H

C

H

CH3

C

H

C

HH


(ii) Ropes used on boats are often made from poly(propene).

State a property of poly(propene) that makes it suitable for use as ropes on boats.

(1)

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(iii)iii) e a problem caused by the disposal of poly(propene) ropes in landfillsites.

(1)

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poly(propene) rope


2 (a) Propene is a gaseous hydrocarbon.

Draw the structure of a molecule of propene, showing all bonds.(2)

(b) Nitrogen reacts with hydrogen to form ammonia.

N2(g) + 3H 2(g) 2NH3(g)

(i) Calculate the minimum volume of nitrogen, in dm3, required to reactcompletely with 1000 dm3 of hydrogen.

All volumes are measured at the same temperature and pressure.


A 333 dm3

B 1000 dm3

C 3000 dm3

D 4666 dm3

(ii) The minimum volumes of nitrogen and hydrogen that must react completelyto form 5000 dm3 of ammonia are calculated.

These volumes are mixed and left, under appropriate conditions, until thereaction reaches equilibrium.

Explain which gas or gases will be present when equilibrium is reached.(2)

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(iii) The Haber process is carried out under a pressure of about 200 atm.

Explain the effect on the equilibrium yield of ammonia, if the process iscarried out at a pressure higher than 200 atm.

(2)

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(iv) Explain the effect on the rate of attainment of equilibrium, if the process iscarried out at a pressure higher than 200 atm.

(3)

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3 (a) Petrol is obtained by the fractional distillation of crude oil.

One substance present in petrol is octane, C8H18.

The structure of a molecule of octane is shown.

H H H H H H H H

H C C C C C C C C H

H H H H H H H H

(i) Octane is a saturated hydrocarbon.

Explain what is meant by saturated hydrocarbon.(3)

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(ii) Octane is mixed with bromine water and shaken.


On shaking, the colour of the mixture(1)

A remains orange

B remains colourless

C changes from clear to orange

D changes from orange to colourless


(b) In the oil industry some fuel oil fraction is converted into petrol.

This is done by heating the fuel oil fraction to thermally decompose it andproduce smaller molecules.

(i) State the name given to this process.(1)

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(ii) Give two reasons why it is necessary to carry out this process to make morepetrol.

(2)

reason 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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reason 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(c) Methane can be burned in excess oxygen to form carbon dioxide and water.

Write the balanced equation for this reaction.(3)

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4 (a) Margarine is made by hydrogenation of a liquid oil.

) in the box next to your answer.Complete the sentence by putting a cross (

In hydrogenation of a liquid oil(1)

A hydrogen is removed from the liquid oil

B the liquid oil reacts with steam

C double bonds are formed

D the liquid oil is changed into a solid

(b) Soaps are made by boiling oils with concentrated solutions of alkalis.

(i) Which of the following would be a suitable alkali to use in the production of soaps?


A sodium chloride

B sodium hydroxide

C sodium nitrate

D sodium sulfate

(ii) The diagram shows a soap anion.

Explain how soap anions remove grease marks from clothes during washing with water.

(2)

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(c) Esters are made by reacting alcohols with carboxylic acids.

(i) Give the name of the carboxylic acid that has three carbon atoms in each molecule.(1)

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(ii) When ethanoic acid, CH3COOH, reacts with ethanol, C2H5OH, ethyl ethanoateis one of the products formed.

Write the balanced equation for the reaction.(2)

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(d) Polyesters are used to make plastic bottles.

State another use of polyesters.(1)

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5 (a) Which of these is the formula of a molecule of a hydrocarbon?


A CH3COOCH3

B 2CH3CH Cl

C CH3CH3

D CH3COOH

(b) The formula of a molecule of propene is C3H6.

Draw the structure of a molecule of propene, showing all covalent bonds.(2)

(c) Methane burns in oxygen to form carbon dioxide and water.Write the balanced equation for this reaction.

(3)

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*(d) Natural gas is mainly methane.A gas with similar composition, known as bio-methane, can be produced from plants grown specifically for this purpose.

Describe the advantages and disadvantages of using bio-methane rather than natural gas as a source of energy.

(6)

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Level Edexcel

Subject Chemistry






Score: /50

Percentage: /100


1 (a) (i) Which of the following is the formula for a molecule of butane?


A C3H6

B C3H8

C C4H8

D C4H10

(ii) Draw the structure of a molecule of propene, showing all covalent bonds.(2)

(b) Complete the sentence by putting a cross ( ) in the box next to your answer.

Ethanol C, 2H5OH, can be converted into ethanoic acid, CH3COOH.

In this reaction, ethanol is (1)

A dehydrated

B neutralised

C oxidised

D reduced


(c) (i) Describe what you would see when solid sodium carbonate is added to diluteethanoic acid.

(2)

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(ii) When ethanoic acid reacts with ethanol, one of the products is the ester, ethylethanoate.

Complete the balanced equation for this reaction.(2)

CH3COOH + C2H5OH → . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . + . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



2 (a) During fractional distillation, crude oil is separated into a number of fractions.

The table shows the relative amount of these fractions that can be obtained from crude oil.

The table also shows the relative demand for each of these fractions.

fraction relative amount obtained relative demand

LPG 2 6

petrol 12 29

kerosene 16 11

diesel 24 29

fuel oil and bitumen 46 25

(i) For which fractions does the demand exceed the supply?


A kerosene, diesel, fuel oil and bitumen

B LPG, petrol and diesel

C LPG, petrol and kerosene

D petrol, diesel, fuel oil and bitumen

(ii) In another process, called cracking, large molecules in some fractions areconverted into smaller molecules.

Explain why cracking is needed.(2)

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(b) The table shows the number of carbon atoms per molecule in the substancespresent in each of the fractions.

fractionnumber of carbon atoms

per molecule

LPG 1 – 4

petrol 4 – 12

kerosene 9 – 16

diesel 15 – 25

fuel oil and bitumen over 25

Complete the sentence by putting a cross ( ) in the box next to your answer.(1)

As the number of carbon atoms in the molecules of a hydrocarbon increases

A the number of hydrogen atoms in the molecule remains the same

B the boiling point of the hydrocarbon increases

C the hydrocarbon becomes easier to burn

D the viscosity of the hydrocarbon decreases

(c) The structure of a molecule of ethene is

H

H

H

C C

H

(i) What is the formula of a molecule of ethene?


A CH2

B C2H4

C CnH2n

D (CH2)n


(ii) Ethene can be converted into poly(ethene).

Write a balanced equation for this reaction.(2)

(d) Many power stations generate electricity by burning fossil fuels, such as fuel oil.This process adds carbon dioxide to the atmosphere.

(i) Explain why some people are concerned about the increase in the amount ofcarbon dioxide in the atmosphere.

(2)

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(ii) Some hydrocarbon fuels can contain sulfur impurities.

Explain how the product of combustion of these sulfur impurities affects theenvironment.

(2)

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3 Alkanes and alkenes are hydrocarbons.

The structure of a molecule of butane is shown.

H H H H

H C C C C H

H H H H

(a) Which of the following is the empirical formula for butane?(1)

A CH

B CH2

C C2H5

D C4H10

(b) Figure 5 shows some information about the alkenes, ethene and propene.

Complete the table. The structure of propene must show all covalent bonds.(2)

name of alkene molecular formula structure

ethene C C

H

HH

H

propene C3H6

Figure 5


(c) Butene reacts with steam to produce butanol.

C4H8 + H2O → C4H9OH

(i) Calculate the maximum mass of butanol, C4H9OH, that can be produced when1.4 kg of butene, C4H8, reacts with excess steam.

(relative atomic masses: H = 1, C = 12, O = 16relative molecular mass of butene, C4H8 = 56)

(3)

mass of butanol = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . kg

(ii) What type of reaction takes place between butene and steam?(1)

A addition

B dehydration

C neutralisation

D substitution


(d) A sample of each of three hydrocarbons, X, Y and Z, was shaken with brominewater. Bromine water is orange coloured.

The results are:

X orange mixture becomes colourless

Y orange mixture becomes colourless

Z mixture remains orange

Using the results, comment on the structures of the hydrocarbons X, Y and Z.(2)

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4 The diagram shows the structure of a propene molecule.

(a) Which row of the table describes propene?


hydrocarbon unsaturated

A yes no

B no yes

C yes yes

D no no

(b) Propene can form the polymer poly(propene).

Draw a diagram to show the part of a poly(propene) molecule formed fromtwo propene molecules.

(2)

C C

HH

C

H

H

HH


(c) Describe a test that shows that molecules of propene contain carbon to carbon doublebonds.

(2)

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(d) Propene can be made by cracking fractions obtained from crude oil.

(i) This equation shows the cracking of decane to produce propene andbutane.

C10H22 → 2C3H6 + C4H10

decane propene butane

Give the total mass of products formed if 17 g of decane is cracked in this way.(1)

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(ii) Explain what is meant by cracking.(2)

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(iii) Explain why it is necessary to crack crude oil fractions that contain largemolecules.

(2)

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5 Propene is an alkene.

The formula of its molecule is C3H6.

(a) (i) Draw the structure of a propene molecule, showing all of the bonds.(2)

(ii) One molecule of decane, C10H22, can be cracked to produce one molecule ofpropene and one molecule of an alkane X only.


The formula of a molecule of alkane X is(1)

A C7H14

B C7H16

C C8H16

D C13H28

(b) Propane is an alkane.

Propane and propene are both gases.

Given a sample of each gas, describe a test to show which gas is propane andwhich gas is propene.

(3)

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*(c) Propene is used to make the polymer poly(propene).

Explain how poly(propene) molecules are formed from propene molecules and relate the properties of poly(propene) to its uses.

(6)

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Level Edexcel

Subject Chemistry






Score: /25

Percentage: /100


1 (a) In the laboratory this apparatus is used to crack long chain hydrocarbon molecules to form shorter chain hydrocarbon molecules.

When the experiment is complete there is a danger that water will rise up the delivery tube into the hot test tube.

State what you would do to prevent this.(1)

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The equation for a reaction that occurs during cracking is

C12H26 → C2H6 + C6H12 + X

In the balanced equation, X is(1)

A C3H8

B C4H8

C C4H10

D C6H14

(c) Alkenes are unsaturated hydrocarbons.

State what is meant by unsaturated.(1)

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water

test tubegas

delivery tube

heat heat

broken pot

liquid paraffin on rocksil wool


(d) Propane and propene are bubbled through separate samples of bromine water.

Describe what you would see in these tests.(3)

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(e) In industry, long chain hydrocarbon molecules are cracked to form shorter chainhydrocarbon molecules.

Explain why this process is important.(2)

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2 Crude oil is a mixture of hydrocarbons.

It can be separated into fractions.

(a) Which of these mixtures shows formulae of substances that could be in thegaseous fraction of crude oil?

(1)

A 3 8 4 10C2H4, C H , C H O

B 3 7 4C2H4, C H Br, C H10

C 3 8 4C2H6, C H , C H10

D 3 7 4 10C2H6, C H Br, C H O

(b) Figure 3 shows the percentages of the fractions in crude oil from three differentoil wells.

percentage of fraction in crude oil from

fraction oil well A oil well B oil well C

gases 1 6 9

petrol 2 15 24

kerosene 6 14 20

diesel oil 7 10 16

fuel oil 26 28 30

bitumen 58 27 1

Figure 3

(i) State which oil well contains the greatest combined total of diesel oil andfuel oil.

(1)

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(ii) State which oil well produces a crude oil containing the highest percentage ofthe high boiling point fractions.

(1)

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(c) Fractions of crude oil contain alkanes.

A sample of decane, C10H22, cracked using the apparatus in Figure 4.

porous potceramic wool soaked in decane

gas containing ethene

waterheat heat

Figure 4

(i) Explain how ethene is produced using the apparatus in Figure 4.(3)

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(ii) One molecule of decane produced two molecules of propene, C3H6, andone molecule of product Z.

C10H22 → 2C3H6 + product Z

What is the formula of product Z?(1)

A C4H8

B C4H10

C C7H14

D C7H16


(iii) When decane undergoes complete combustion, a mixture of carbon dioxideand water is formed.


2C10H22 + . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O2 → . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CO2 + . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . H2O



3 Fractional distillation is used to separate crude oil into fractions.A fractionating column is used for the process.The diagram shows a fractionating column and the fractions obtained when crude oil is fractionally distilled.

(a) Which of the following statements is true?


A fuel oil has a lower boiling point than petrol

B kerosene is more viscous than bitumen

C molecules in diesel oil are larger than molecules in petrol

D diesel oil is easier to ignite than petrol

(b) Some fractions obtained from crude oil are cracked to produce alkenes.

(i) Explain what is meant by cracking.(2)

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fraction

gases

diesel oil

fuel oil

bitumen

kerosene

petrol

crude oil


(ii) One alkene obtained is ethene.The diagram shows the structure of a molecule of ethene.

Ethene is unsaturated.Ethene is a hydrocarbon.

Explain why ethene is described as an unsaturated hydrocarbon.(3)

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(iii) Describe what you would see when a sample of ethene is shaken withbromine water.

(2)

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C C

H

H

H

H


Polymers Question Paper

Level Edexcel

Subject Chemistry



Sub Topic Polymers

Booklet Question Paper


Score: /51

Percentage: /100


1 (a) A student carried out an experiment to prove that candle wax, a hydrocarbon, produces carbon dioxide and water vapour when it burns.

The equipment used is shown in Figure 11.

limewater

ice

water

boiling tube X

funnel

candle

to pump

Figure 11

The gas produced from the burning candle is drawn through the apparatus.The limewater turned milky showing that carbon dioxide had been formed.

A small amount of a colourless liquid condensed in boiling tube X.The student claimed that this proved that burning candle wax produced water. The teacher said the apparatus had been set up incorrectly and therefore this conclusion about water was not valid.

Explain how the student could modify the equipment to prove that water is produced by burning candle wax.

(2)

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*(b) Polymers are addition or condensation polymers.

Polymers can be formed by using the monomers shown in Figure 12.

monomer structure

chloroethene C C

H

HH

Cl

ethane-1,2-diol HO C C OH

H

H

H

H

ethanedioic acid C C

O

HO OH

O

Figure 12

Explain, using appropriate monomers from Figure 12, how different polymers can be formed.

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(c) An alcohol A, with molecular formula C2H5OH is oxidised to a compound B withmolecular formula C2H4O2.

(i) Compound B is not an alcohol and is a member of another homologous series.

State the name of this homologous series.(1)

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(ii) Draw the structure of a molecule of compound A and a molecule ofcompound B, showing all covalent bonds.

(2)

Compound A

Compound B



2 Polymers can be made from alkenes.

(a) Which of the following statements about alkenes is correct?


A alkenes turn bromine water orange

B alkenes have a double bond between two hydrogen atoms

C alkenes are unsaturated hydrocarbons

D alkenes can undergo complete combustion to produce carbon monoxide

(b) The table shows two monomers and the polymers they form.

Complete the table.

monomer structure name of polymer formed polymer structure

C=C

H

H

H

H

C C

H

H

H

H( (n

C=C

CH3

H

H

H

poly(propene)

(2)


(c) A number of methods are used to dispose of waste polymers.

Explain a problem caused by the disposal of polymers.(2)

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*(d) Most of the energy we require comes from burning fossil fuels.The supply of fossil fuels is limited and therefore other fuels are needed.

Various fuels are being tested.

Explain the properties required of a good fuel.(6)

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(a) Propene is an unsaturated hydrocarbon.

(i) Explain what is meant by unsaturated hydrocarbon.(3)

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Propene can be made by using heat to decompose large alkane moleculesinto smaller, more useful molecules.

This process is known as(1)

A combustion

B cracking

C fractional distillation

D polymerisation

(iii) Describe what is seen when a sample of propene is shaken with brominewater.

(2)

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C C

3 The structure of a molecule of propene is

H

H H

CH3


(b) Molecules of propene can be combined to form a molecule of poly(propene).

(i) Which of these shows part of the structure of a molecule of poly(propene)?


A

B

C

D

H

C

H

H

C

H

CH3

C

H

C

CH H3

H

C

H

CH3

C

CH3

H

C

CH3

C

CH3H

H

C

H

H

C

H

H

C

CH3

C

HH

CH3

C

H

H

C

H

CH3

C

H

C

HH


(ii) Ropes used on boats are often made from poly(propene).

State a property of poly(propene) that makes it suitable for use as ropes on boats.

(1)

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(iii)iii) e a problem caused by the disposal of poly(propene) ropes in landfillsites.

(1)

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poly(propene) rope


4 (a) Margarine is made by hydrogenation of a liquid oil.


In hydrogenation of a liquid oil(1)

A hydrogen is removed from the liquid oil

B the liquid oil reacts with steam

C double bonds are formed

D the liquid oil is changed into a solid

(b) Soaps are made by boiling oils with concentrated solutions of alkalis.

(i) Which of the following would be a suitable alkali to use in the production of soaps?


A sodium chloride

B sodium hydroxide

C sodium nitrate

D sodium sulfate

(ii) The diagram shows a soap anion.

Explain how soap anions remove grease marks from clothes during washing with water.

(2)

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(c) Esters are made by reacting alcohols with carboxylic acids.

(i) Give the name of the carboxylic acid that has three carbon atoms in each molecule.(1)

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(ii) When ethanoic acid, CH3COOH, reacts with ethanol, C2H5OH, ethyl ethanoateis one of the products formed.

Write the balanced equation for the reaction.(2)

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(d) Polyesters are used to make plastic bottles.

State another use of polyesters.(1)

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5 Propene is an alkene.

The formula of its molecule is C3H6.

(a) (i) Draw the structure of a propene molecule, showing all of the bonds.(2)

(ii) One molecule of decane, C10H22, can be cracked to produce one molecule ofpropene and one molecule of an alkane X only.


The formula of a molecule of alkane X is(1)

A C7H14

B C7H16

C C8H16

D C13H28

(b) Propane is an alkane.

Propane and propene are both gases.

Given a sample of each gas, describe a test to show which gas is propane andwhich gas is propene.

(3)

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*(c) Propene is used to make the polymer poly(propene).

Explain how poly(propene) molecules are formed from propene molecules and relate the properties of poly(propene) to its uses.

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Alcohols & Carboxylic Acids Question Paper 1

Level Edexcel

Subject Chemistry



Sub Topic Alcohols & Carboxylic Acids



Score: /44

Percentage: /100


1 The structure of a molecule of an ester, ethyl ethanoate, is shown.

H H

(a) (i) Give the molecular formula of this compound.(1)

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(ii) Write the word equation for the reaction of ethanol with another compoundto form ethyl ethanoate and another product.

(2)

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(iii) A hazard from the ethyl ethanoate fact sheet is shown in the box.

Exposure to the vapour of ethyl ethanoate can cause you to feel dizzy or to faint

Suggest why, despite this hazard, it is still safe to use ethyl ethanoate in sweets.

(1)

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H C C

H O

CH O C H

H H


(b) Vegetable oils and fats are esters.

One of these oils is boiled with concentrated sodium hydroxide solution.The mixture is poured into concentrated sodium chloride solution.A white solid is formed.

(i) What type of substance is the white solid?


A alcohol

fat B

C polyester

soapD

(ii) The white solid is formed in a mixture with a solution of other substances.

Describe how a pure sample of the white solid can be obtained from thismixture.

(2)

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(c) Complete the sentence by putting a cross ( ) in the box next to your answer.

Liquid oils can be converted into solid fats by hydrogenation.

In this reaction(1)

A a salt and water are formed

B the liquid oil is reacted with oxygen gas

C unsaturated molecules in the liquid oil become saturated

D C=C bonds are formed



2 (a) Ethanol is produced by the fermentation of glucose.

Yeast is needed for the fermentation reaction.

(i) State two other conditions for fermentation.(2)

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A dilute solution of ethanol can be converted to a concentrated solutionof ethanol by

(1)

filtration A

B fractional distillation

C dehydration

D cracking

(iii) Write the balanced equation for the fermentation of glucose, C6H12O6.(2)

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(b) In industry, ethene is converted to ethanol.

(i) State two conditions for this reaction.(2)

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(ii) A country has large reserves of crude oil.

It is a relatively wealthy country with a large population but it has only a smallamount of fertile land.

Explain why the country would prefer to produce its ethanol from ethenerather than by fermentation.

(3)

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3 Ethanol is present in alcoholic drinks.

(a) Ethanol is produced by fermentation of carbohydrates.


The conditions used for fermentation are(1)

A add manganese(IV) oxide, temperature below 20°C

B add yeast, temperature of about 35°C

C add manganese(IV) oxide, temperature of 45°C

D add yeast, temperature above 60°C

(b) Ethanol C, 2H5OH, is also produced by the reaction of ethene with steam.


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(c) Ethanol is a member of the homologous series, the alcohols.

(i) Describe what is meant by an homologous series.(2)

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(ii) Draw the structure of a molecule of methanol, CH3OH.

Show all the covalent bonds.(1)

(d) When a bottle of wine is left open for a few days, ethanol in the wine changesinto ethanoic acid.

(i) State the type of reaction that occurs when ethanol changes into ethanoic acid.(1)

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(ii) Describe what you would see when a piece of magnesium ribbon is added todilute ethanoic acid.

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4 (a) Ethanol can be produced by reacting ethene with steam.


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(b) Ethanol can also be produced by fermentation.

Describe how ethanol can be produced from sugar by fermentation.(2)

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(c) A country has large amounts of available fertile land.It has no reserves of crude oil.It is not a wealthy country.

Explain why this country produces the ethanol it needs by fermentation ratherthan from ethene.

(3)

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(d) Ethanol is a member of the homologous series of alcohols.The first three members of the series are

methanol CH3OH

ethanol C2H5OH

propanol C3H7OH

Use the formulae of these molecules to explain why these alcohols are members of the same homologous series.

(2)

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5 (a) (i) Which of the following is the formula for a molecule of butane?


A C3H6

B C3H8

C C4H8

D C4H10

(ii) Draw the structure of a molecule of propene, showing all covalent bonds.(2)


Ethanol C, 2H5OH, can be converted into ethanoic acid, CH3COOH.

In this reaction, ethanol is (1)

A dehydrated

B neutralised

C oxidised

D reduced


(c) (i) Describe what you would see when solid sodium carbonate is added to diluteethanoic acid.

(2)

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(ii) When ethanoic acid reacts with ethanol, one of the products is the ester, ethylethanoate.


CH3COOH + C2H5OH → . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . + . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



Alcohols & Carboxylic Acids Question Paper 2

Level Edexcel

Subject Chemistry



Sub Topic Alcohols & Carboxylic Acids



Score: /11

Percentage: /100


1 (a) A student carried out an experiment to prove that candle wax, a hydrocarbon, produces carbon dioxide and water vapour when it burns.

The equipment used is shown in Figure 11.

limewater

ice

water

boiling tube X

funnel

candle

to pump

Figure 11

The gas produced from the burning candle is drawn through the apparatus.The limewater turned milky showing that carbon dioxide had been formed.

A small amount of a colourless liquid condensed in boiling tube X.The student claimed that this proved that burning candle wax produced water. The teacher said the apparatus had been set up incorrectly and therefore this conclusion about water was not valid.

Explain how the student could modify the equipment to prove that water is produced by burning candle wax.

(2)

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*(b) Polymers are addition or condensation polymers.

Polymers can be formed by using the monomers shown in Figure 12.

monomer structure

chloroethene C C

H

HH

Cl

ethane-1,2-diol HO C C OH

H

H

H

H

ethanedioic acid C C

O

HO OH

O

Figure 12

Explain, using appropriate monomers from Figure 12, how different polymers can be formed.

(6)

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(c) An alcohol A, with molecular formula C2H5OH is oxidised to a compound B withmolecular formula C2H4O2.

(i) Compound B is not an alcohol and is a member of another homologous series.

State the name of this homologous series.(1)

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(ii) Draw the structure of a molecule of compound A and a molecule ofcompound B, showing all covalent bonds.

(2)

Compound A

Compound B



Bulk & Surface

Properties of Matter Question Paper

Level Edexcel

Subject Chemistry



Sub Topic Bulk & Surface Properties of Matter (inc Nanoparticles)

Booklet Question Paper


Score: /10

Percentage: /100


1 This question is about properties of materials.

(a) Figure 6 shows some properties of steel and Kevlar®.

property steel Kevlar®

density / g cm–3 7.85 1.44

relative strength 1 5

flexibility low high

resistance to corrosion low high

Figure 6

Body armour, such as a bullet-proof vest, could be manufactured using either of these materials.

Explain two reasons why Kevlar® is preferred to steel as the material for body armour.

(4)

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(b) The use of nanoparticles has increased in recent years.

(i) The length of one side of a cube of silver is 2 cm as shown in Figure 7.

2 cm

Figure 7

Calculate the surface area to volume ratio of this cube of silver.(3)

surface area to volume ratio = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) Suggest an explanation of why a given mass of silver is more effective as acatalyst when used as nanoparticles rather than in a powder form.

(3)

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qualitative analysis test for ions · b copper ion, cu2+ c potassium ion, k+ d sodium ion,na+ (ii)...

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