Chemistry Form 4-Paper 2

Section A Bahagian A [60 marks/60 markah] Answer all questions in this section. Jawab semua soalan dalam bahagian ini. 1. Table 1 shows the proton numbers, nucleon numbers and the number of neutrons of several elements. Jadual 1 menunjukkan nombor proton, nombor nukleon, dan bilangan neutron beberapa unsur. Elements Unsur P Q R S T

Proton number Nombor proton 6 7 6 8 5 Table 1 Jadual 1

Nucleon number Nombor nukleon 12 14

a) Complete the Table 1 above. Lengkapkan Jadual 1.

16 11

Number of neutrons Bilangan neutron 6 7 8 6

[2 marks/2 markah]

b) Write the arrangements of electrons of Q and S. Tulis susunan elektron bagi Q dan S. ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… [2 marks/2 markah] c) What is the number of electrons of R and T? Berapakah bilangan elektron bagi R dan T? ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………... [2 marks/2 markah]

d) What is the number of valence electrons of P? Berapakah bilangan elektron valens bagi P? 1

……………………………………………………………………………………… [1 marks/1 markah] e) Draw the atomic structures of atoms: Lukis struktur bagi atom: i. Q

ii.

S

[2 marks/2 markah] f) i) Determine the isotope pairs from Table 1. Tentukan pasangan isotop daripada Jadual 1. ……………………………………………………………………………………… [1 mark/1 markah] ii) Give a reason for your answer in (f)(i). Berikan alasan untuk jawapan di (f)(i). ……………………………………………………………………………………… [1 mark/1markah]

2. A student carried out an experiment to prove the kinetic theory of matter. Diagram 1 shows an arrangement of two gas jars with a plastic cover. Seorang pelajar menjalankan eksperimen untuk membuktikan teori kinetik jirim. Rajah 1 menunjukkan susunan dua baling gas dengan penutup plastik.

2

Diagram 1 / Rajah 1 a) i)

What was seen when the plastic cover was removed? Apakah yang kelihatan apabila penutup plastik dialihkan? ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… [1 mark/1 markah]

ii)

Explain why this change occurred. Terangkan mengapa perubahan tersebut berlaku. ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… [2 marks/2 markah]

b) The experiment was repeated by replacing the nitrogen dioxide gas with bromine gas. Eksperimen tersebut diulangi dengan menggantikan gas nitrogen dioksida dengan gas bromine. i) How would the rate of change be different from that observed in the previous experiment? Bagaimanakah kadar perubahan berbeza daripada yang diperhatikan dalam eksperimen sebelumnya? …………………………………………………………………………… [1 mark/1 markah] 3

ii)

Why does this happen? Mengapakah ini terjadi? …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… [1 marks/1 markah]

iii)

How do these movements change as the temperature is increased? Bagaimanakah pergerakan ini berubah semasa suhu meningkat? ………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………… [1 mark/1 markah]

iv)

Based on your answer in (b) (iii), explain how the rates of chemical reactions change as the temperature of the reaction mixture is increased. Berdasarkan jawapan anda di (b) (iii), jelaskan bagaimana kadar tindak balas kimia berubah semasa suhu tindak balas campuran meningkat. …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… [2 marks/2 markah]

c) Based on the kinetic theory of matter, what are the two conclusions that can be made by the student from the above experiment? Berdasarkan teori kinetik bahan, apakah dua kesimpulan yang dapat dibuat oleh pelajar tersebut daripada eksperimen di atas? ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… [2 marks/2 markah] 4

3. Diagram 2 shows the standard representation for the atoms of two elements, lithium and oxygen. Rajah 2 menunjukkan perwakilan piawai bagi atom bagi dua unsur, litium dan oksigen.

Diagram 2 Rajah 2 a) What is represented by the number 7 in

7 3

Li ?

Apakah yang diwakili oleh nombor 7 dalam

7 3

Li ?

……………………………………………………………………………………… [2 mark/2 markah]

b) i)

Write the electron arrangement for an atom of: Tulis susunan elektron bagi atom: Lithium / Litium ……………………………………………………………………………… Oxygen / Oksigen ……………………………………………………………………………… [2 mark/2 markah]

ii)

Compare the size of the lithium atom with the oxygen atom. Bandingkan saiz atom litium dengan atom oksigen. ……………………………………………………………………………… [2 marks/2 markah]

5

c) Complete Table 2 to show the position of oxygen in the Periodic Table. Lengkapkan Jadual 2 untuk menunjukkan kedudukan oksigen dalam Jadual Berkala. Element Unsur Li O

Period Kala 2

Group Kumpulan 1

Table 2 Jadual 2 [1 mark/1 markah] d) Lithium reacts with oxygen to form a compound, lithium oxide with the formula, Li2O. Litium bertindak balas denga oksigen untuk membentuk satu sebatian, litium oksida dengan formula, Li2O. i)

Write the equations for the chemical reaction between lithium and oxygen Tuliskan persamaan bagi tindak balas kimia di antara litium dan oksigen. ……………………………………………………………………………… [1 mark/1 markah]

ii)

State one physical properties of lithium oxide. Nyatakan satu sifat fizik litium oksida. ……………………………………………………………………………… [1 mark/1 markah]

4. Table 3 shows several halogen elements with their proton numbers. Jadual 3 menunjukkan beberapa unsur halogen dengan nombor protonnya. Halogen Halogen X Y Z

Proton number Nombor proton 9 17 35 Table 3 / Jadual 3

6

a) State the group that the halogen elements belong to in the Periodic Table. ……………………………………………………………………………………… [1 mark/1 markah] b) i)

Write the electron arrangements of elements X and Y. Tuliskan susunan elektron bagi unsur X dan Y. ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… [2 marks/2 markah]

iii)

From your answer in (b) (i), deduce the period of elements X and Y. Daripada jawapan di (b) (i), deduksikan kala unsur X dan Y. …………………………………………………………………………..…. ……………………………………………………………………………… [2 marks/2 markah]

c) Draw the electron arrangement of element Y. Lukiskan susunan elektron bagi unsur Y.

[1 mark/1 markah]

d) State the changes of properties of halogens down the group from X to Z in the terms of: 7

Nyatakan perubahan sifat bagi unsure halogen apabila menuruni Kumpulan dari X ke Z dari segi: i) Atomic radius Jejari atom

ii)

…………………………………………………………………………… [1 mark/1 markah] Electronegativity Keelektronegatifan ……………………………………………………………………………… [1 mark/1 markah]

iii)

Melting point and boiling point Takat lebur dan takat didih ……………………………………………………………………………… [1 mark/1 markah]

e) i)

Iron glows brightly when reacting with element Y. Write the chemical reaction to represent this reaction. Ferum membara dengan terang apabila bertindak balas dengan unsur Y. Tuliskan persamaan kimia untuk mewakili tindak balas itu. ……………………………………………………………………………… [1 mark/1 markah]

ii)

Predict the observation for the reaction between iron and element Z. Ramalkan pemerhatian bagi tindak balas antara ferum dengan unsur Z. ……………………………………………………………………………… [1 mark/1 markah]

5. Diagram 3 shows the apparatus set-up to determine the empirical formula of copper oxide. Rajah 3 menunjukkan susunan radas untuk menentukan formula empirik bagi kuprum oksida. 8

Diagram 3 Rajah 3 Table 4 shows the result of this experiment. Jadual 4 menunjukkan keputusan eksperimen ini. Description Penerangan Combustion tube + Porcelain dish Tiub pembakaran + Piring porselin Combustion tube + Porcelain dish + Copper oxide Tiub pembakaran + Piring porselin + Kuprum oksida Combustion tube + Porcelain dish + Copper Tiub pembakaran + Piring porselin + Kuprum Table 4 Jadual 4 a) i)

Mass (g) Jisim (g) 32.25 42.25 40.25

What is the meaning of empirical formula? Apakah maksud formula empirik? ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… [1 mark/1 markah]

ii)

State the function of the anhydrous calcium chloride. Nyatakan fungsi kalsium klorida terhidrat. ……………………………………………………………………………… [1 mark/1 markah] 9

b) i)

Based on Table 4, calculate the mass of: Berdasarkan Jadual 4, hitung jisim bagi: Copper / Kuprum:

Oxygen / Oksigen:

[2 marks/2 markah] ii)

Calculate the ratio of moles of copper atoms to oxygen atoms. [Relative atomic mass: Cu = 64 , O = 16] Hitung nisbah mol bagi atom kuprum keapda atom oksigen. [Jisim atom relative: Cu = 64 , O = 16]

[1 mark/1 markah] iii)

Determine the empirical formula of copper oxide. Tentukan formula empirik bagi kuprum oksida. ………………………………………………………………………….. [1 mark/1 markah]

c) i)

Why is hydrogen gas passed through the combustion tube after heating has stopped? Mengapakah gas hidrogen dialirkan melalui tiub pembakaran selepas pemanasan tamat? 10

…………………………………………………......................................... ……………………………………………................................................. [1 mark/1 markah] ii)

State how to determine that the reaction between copper oxide with hydrogen has completed. Nyatakan bagaimana untuk menentukan bahawa tindak balas yang berlaku antara kuprum oksida dengan hidrogen telah lengkap. ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… [1 mark/1 markah]

d) i)

State why the empirical formula of magnesium oxide cannot be determined by using the same technique? Nyatakan mengapa formula empirik bagi magnesium oksida tidak dapat ditentukan dengan menggunakan teknik yang sama. ……………………………………………………………………………… [1 mark/1 markah]

ii)

State the name of another metal oxide whose empirical formula can be determined using the same technique. Nyatakan nama suatu logam oksida lain yang formula empiriknya boleh ditentukan menggunakan teknik yang sama. ……………………………………………………………………………. [1 mark/1 markah]

6.

11

Diagram 4 Rajah 4 Diagram 4 shows the set of the apparatus to determine the number of moles of water in hydrated copper(II) sulphate crystals. The results of the experiment is shown below: Rajah 4 menunjukkan susunan radas untuk menentukan bilangan mol air penghabluran dalam hablur kuprum(II) sulfat terhidrat. Keputusan eksperimen ditunjukkan di bawah:

Mass of empty crucible : 24.5g Jisim mangkuk pijar kosong Mass of crucible + hydrated copper(II) sulphate crystals = 29.5 g Jisim mangkuk pijar + hablur kuprum(II) sulfat terhidrat Mass of crucible + anhydrous copper(II) sulphate = 27.7 g Jisim mangkuk pijar + kuprum(II) sulfat kontang (Relative atomic mass/Jisim atom relatif : H, 1; O, 16; S, 32; Cu, 64) a) i)

Calculate the formula mass of anhydrous copper(II) sulphate, CuSO2 . Hitungkan jisim formula kuprum(II) sulfat kontang, CuSO2 .

[1 mark/1 markah] ii)

What is the mass of anhydrous copper(II) sulphate? Berapakah jisim kuprum(II) sulfat kontang?

[1 mark/1 markah]

12

iii)

Calculate the number of moles of anhydrous coper(II) sulphate left as residue. Hitungkan bilangan mol kuprum(II) sulfat kontang yang tertinggal sebagai baki dalam eksperimen ini.

[1 mark/1 markah] b) What is the number of moles of water released? Berapakah bilangan mol air yang terbebas?

[2 marks/2 markah] c) i)

Calculate the number of moles of water which had combined with 1 mol of copper(II) sulphate. Hitungkan bilangan mol air yang telah berpadu dengan 1 mol kuprum(II) sulfat.

[2 marks/2 markah] ii)

Write the formula of hydrated copper(II) sulphate crystals. Tuliskan formula bagi hablur kuprum(II) sulfat terhidrat.

…………………………………………………............................................ [1 mark/1 markah] d) Write the chemical equation for the heating of hydrated copper(II) sulphate crystals. Tuliskan persamaan kimia bagi pemanasan hablur kuprum(II) sulfat terhidrat. ………………………………………………………………………........................ [1 mark/1 markah]

Section B 13

Bahagian B [20 marks] [20 markah] Answer any one question from this section. Jawab mana-mana satu soalan daripada bahagian ini. 7.

a)

The following are information on a hydrocarbon compound X. Berikut ialah maklumat tentang sebatian hidrokarbon X    

Carbon / Karbon = 14.4 g Hydrogen / hidrogen = 2.4 g Relative molecular mass of X / Jisim molekul relative bagi X = 70 Relative atomic mass / Jisim atom relatif : H, 1 and

i)

What is meant by an empirical formula? Apakah yang dimaksudkan dengan formula empirik? [2 marks/2 markah]

ii)

Determine the empirical formula of X. Tentukan formula empirik bagi X.

iii)

[3 marks/3 markah]

What is meant by a molecular formula? Apakah yang dimaksudkan formula molekul? [2 marks/2 markah]

iv)

Determine the molecular formula of X. Tentukan formula molekul bagi X.

[3 marks/3 markah]

b) Diagram 5 shows an experiment which involves copper(II) carbonate. Rajah 5 menunjukkan eksperimen yang melibatkan kuprum(II) karbonat.

Diagram 5 Rajah 5 i)

Draw a labeled diagram for the set up of apparatus to study the reaction given. Lukiskan satu gambar rajah berlabel susunan radas bagi mengkaji tindak balas yang terlibat. [2 marks/2 markah]

ii)

State the colour change when copper(II) carbonate is heated. 14

Nyatakan perubahan warna apabila kuprum(II) karbonat dipanaskan. [1 mark/1 markah] iii)

Write the chemical equation to show the effect of heat on copper(II) carbonate. Tuliskan persamaan kimia untuk menunjukkan kesan haba ke atas kuprum(II) karbonat. [1 mark/1 markah]

iv)

Write the compound formula of X and the molecular formula of Y. Tuliskan formula sebatian X dan formula molekul Y. [2 marks/2 markah]

v)

Write the formula of lime water and the white precipitate Z. Tuliskan formula bagi air kapur dan mendakan putih Z. [2 marks/2 markah]

vi)

Write the chemical equation to show the reaction between gas Y and lime water. Tuliskan persamaan kimia untuk menunjukkan tindak balas antara gas Y dengan air kapur. [1 mark/1 markah]

vii)

Explain why the white precipitate Z is formed. Terangkan mengapa mendakan putih Z terbentuk. [1 mark/1 markah]

8.

a) Diagram 6 shows the symbol for the magnesium and chlorine elements. Rajah 6 menunjukkan symbol untuk unsur magnesium dan karbon.

Diagram 6 / Rajah 6 Based on Diagram 6, prove that magnesium and chlorine belong to the same period but different group in the Periodic Table. Berdasarkan Rajah 6, buktikan bahawa magnesium dan klorin berada dalam Kala yang sama tetapi Kumpulan yang berbeza dalam Jadual Berkala. [5 marks/5 markah] b) By using a suitable period in the Periodic Table as example, explain how the electronegativity of the elements changes across a period from left to right. 15

Dengan menggunakan kala yang sesuai dalam Jadual Berkala sebagai contoh, terangkan bagaimanakah keelektronegatifan unsur berubah merentasi kala dari kiri ke kanan. [5 marks/5 markah] c)

The flow chart shows the conversion of bromine to potassium bromide and iron(III) bromide. Explain how to carry out an experiment to obtain Carta aliran menunjukkan pertukaran bromine kalium bromide dab ferum(III) bromide. Terangkan cara untuk menjalankan eksperimen untuk memperolehi i)

Potassium bromide from bromine in conversion I. Kalium bromide daripada bromine dalam pertukaran I. [5 marks/5 markah]

ii)

Iron(III) bromide from bromine in conversion II. Ferum(III) bromide daripada bromine dalam pertukaran II. [5 marks/5 markah]

Section C Bahagian C 16

[20 marks] [20 markah] Answer any one questions from this section. Jawab mana-mana satu soalan daripada bahagian ini. 9.

The kinetic theory of matter states that matter is made up of particles that possess kinetic energy to move about. Teori kinetik jirim menyatakan bahawa jirim diperbuat daripada zarah-zarah yang mempunyai tenaga kinetik untuk bergerak

You are given all the apparatus required to carry out an experiment to prove that the statement above is true. Anda diberi semua radas yang diperlukan untuk menjalankan satu eksperimen bagi membuktikan pernyataan di atas adalah benar. a) i)

Draw the apparatus set-up of the experiment. Lukiskan susunan radas untuk eksperimen ini. [2 marks/2 markah]

ii)

Draw the result you expect to see. Lukiskan keputusan yang anda jangka akan dilihat. [2 marks/2 markah]

iii)

Briefly describe the experimental procedure and state the safety precautions you will take. Huraikan secara ringkas prosedur eksperimen dan nyatakan langkah berjaga-jaga yang akan anda ambil. [4 marks/4 markah]

iv)

What inference can you make from the result of the experiment? Apakah inferens yang boleh anda buat daripada keputusan eksperimen? [2 marks/2 markah]

b) Organic compound X is a solid at room temperature. The melting point of X is less than 100°C. Describe a laboratory experiment to determine the freezing point of solid X. Your answer should consist of the following: 17

Sebatian organik X ialah sejenis pepejal pada suhu bilik. Takat lebur X adalah kurang daripada 100°C. Huraikan satu eksperimen untuk menentukan takat beku pepejal X. Jawapan anda hendaklah merangkumi:     10.

List of materials. Senarai bahan dan radas. Diagram showing the apparatus set-up. Gambar rajah susunan radas. Procedure. Prosedur. Result Keputusan.

[10 marks/10 markah]

a) Diagram 7 shows the electron arrangement of a compound X2Y. These letters are not the actual symbols of the elements. Rajah 7 menunjukkan susunan elektron bagi sebatian X2Y. Huruf-huruf tersebut bukan simbol sebenar unsur-unsur.

Diagram 7 / Rajah 7 i)

Based on Diagram 7, write the electron arrangement for atoms of element X and element Y. Berdasarkan Rajah 7, tulis susunan elektron bagi atom unsur X dan unsur Y. [2 marks/2 markah]

ii)

Explain the position of element Y in the Period Table of the elements. Terangkan kedudukan unsur Y dalam jadual berkala. [4 marks/4 markah]

iii)

Draw a diagram to show the electron arrangement for the compound formed between carbon atom with element Y. Element arrangement for carbon is 2.4. Lukiskan rajah untuk menunjukkan susunan elektron bagi sebatian yang terbentuk antara atom karbon dengan unsur Y. Susunan elektron bagi karbon ialah 2.4. [2 marks/2 markah]

b) Isotopes have many applications in daily life. State two isotopes and their uses in two different fields. 18

Isotop mempunyai pelbagai kegunaan dalam kehidupan harian. Nyatakan dua isotop dan kegunaanya dalam dua bidang berbeza. [4 marks/4 markah] c) Table 5 shows the differences in melting point and boiling point of compound P and Q. Jadual 5 menunjukkan perbezaan takat lebur dan takat didih sebatian P dan Q. Compound Sebatian P Q

Melting point/°C Takat lebur/°C 800 -118 Table 5 / Jadual 5

Boiling point/°C Takat didih/°C 1425 80

Explain the differences in terms of bonding and types of particles present. Jelaskan perbezaan-perbezaan itu dari segi ikatan dan jenis zarah yang hadir. [8 marks/8 markah]

19