Elektrochemische cellen (Scheikunde havo), les 3: Terugblik quiz

• newEditor
• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4,5

Introductie

Quiz met elf vragen over de elektrochemische cel, de brandstofcel, accu's, elektrolyse en geleiding.

Batterijopslag naast een zonnepark in Californië (foto: BLM California, publiek domein)

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · REACTIES · ELEKTROCHEMIE

Quiz

Terugblik: Elektrochemische cellen

Les 3 van 3. Leerlingen beantwoorden individueel; bespreek na elke paar vragen kort de antwoorden. Image credit: Bureau of Land Management California / Flickr, publiek domein

Wat doet het elektrolyt in een elektrochemische cel?

A

Het geleidt lading via vrije elektronen

B

Het geleidt lading via bewegende ionen

C

Het levert zelf de elektronen aan de draad

D

Het voorkomt dat de elektroden reageren

In het elektrolyt zijn de ionen de ladingdragers; de elektronen gaan door de draad. Verwachte fout: elektronen door het elektrolyt laten lopen. Syllabus R1.10.

Wanneer is waterstof uit elektrolyse duurzaam?

A

Als het elektrolyt een zuur is

B

Als de elektroden van koper zijn

C

Als de stroom uit zon of wind komt

D

Als het water uit de kraan komt

De elektrische energie bepaalt of het proces duurzaam is. Zuur, elektrodemateriaal of waterbron veranderen dat niet. Syllabus T4.3.

Vul in

In een brandstofcel reageert waterstof bij de negatieve en zuurstof bij de positieve elektrode, waarbij water ontstaat.

waterstof

zuurstof

water

methaan

koolstofdioxide

2 H₂ + O₂ → 2 H₂O: de brandstof H₂ is de reductor (negatieve elektrode), O₂ de oxidator (positieve elektrode). Verwachte fout: de elektroden verwisselen. Syllabus T4.3.

Elektrolyse van water: geef de totaalreactie.

Goed antwoord: 2 H₂O → 2 H₂ + O₂ (toestanden mogen: 2 H₂O(l) → 2 H₂(g) + O₂(g)). Controle: 4 H en 2 O links en rechts. Verwachte fout: H₂O → H₂ + O₂ zonder coëfficiënten. Syllabus T4.3.

Zet op volgorde: duurzame waterstof als brandstof.

1

Zon of wind levert stroom

2

Elektrolyse maakt H₂ en O₂ uit water

3

Een brandstofcel maakt stroom en water uit H₂

4

De H₂ wordt opgeslagen

Volgorde zoals op de slide Cel of elektrolyse en de slide brandstofcel: eerst duurzame stroom, dan elektrolyse, dan opslag van H₂, dan gebruik in de brandstofcel. Verwachte fout: de elektrolyse na de brandstofcel zetten. Syllabus T4.3.

Waarom kun je een accu opladen en een gewone batterij niet?

A

Bij een accu zijn de reacties omkeerbaar

B

Een accu bevat geen reductor

C

Een batterij werkt zonder elektronen

D

In een accu ontsnapt het product als gas

Bij een accu blijven de stoffen die bij ontladen ontstaan in de cel en kan de reactie met stroom worden teruggedraaid. Verwachte fout: denken dat een batterij geen reactie heeft. Syllabus T4.3.

Waarom geleidt zuiver water nauwelijks stroom?

A

Het bevat geen elektronen

B

Het bevat vrijwel geen ionen

C

De aanwezige ionen kunnen niet bewegen

D

Het bevat te veel ionen

Zuiver water bevat bijna geen ladingdragers; toevoegen van een zout geeft ionen en dus geleiding. Verwachte fout: elektronen als ladingdragers noemen. Syllabus M4.1.

Brandstofcel: 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O. Hoeveel mol O₂ reageert met 3,0 mol H₂?

A

3,0 mol

B

6,0 mol

C

0,75 mol

D

1,5 mol

Molverhouding H₂ : O₂ = 2 : 1, dus 3,0 / 2 = 1,5 mol O₂. Twee keer nagerekend: 2 × 1,5 = 3,0 mol H₂. Fouten: 3,0 is molverhouding 1 : 1, 6,0 is omgekeerd vermenigvuldigd, 0,75 is gedeeld door 4. Syllabus T4.3.

Halfreactie bij + van een H₂-brandstofcel?

Goed antwoord: O₂ + 4 H⁺ + 4 e⁻ → 2 H₂O. Controle: 2 O, 4 H en lading 4+ + 4− = 0 links, 0 rechts. Bij een basisch elektrolyt: O₂ + 2 H₂O + 4 e⁻ → 4 OH⁻, ook goed als de opgave een base noemt. Verwachte fout: de e⁻ rechts zetten of H₂ laten reageren. Syllabus R1.10.

In een zink-koper-cel is lang stroom geleverd. Wat gebeurt met de zinkstaaf?

A

Hij wordt kleiner: Zn wordt Zn²⁺

B

Hij wordt groter: er slaat Zn neer

C

Hij blijft gelijk: alleen koper verandert

D

Hij wordt groter: er slaat Cu neer

Zn is de reductor en lost op: Zn → Zn²⁺ + 2 e⁻. Het koper slaat neer op de koperstaaf. Verwachte fout: de rollen van Zn en Cu verwisselen. Syllabus R1.10.

In welke eenheid wordt stroomsterkte uitgedrukt?

A

Volt

B

Joule

C

Ampère

D

Watt

Stroomsterkte is lading per seconde en heeft de eenheid ampère (A). Volt is spanning, joule energie, watt vermogen. Syllabus R1.10 (stroomsterkte).

Hoe zeker voel je je over dit onderwerp?

1

Heel zeker

2

Redelijk zeker

3

Niet zo zeker

4

Helemaal niet zeker

Gebruik de uitslag om te bepalen of je een onderdeel herhaalt.

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · REACTIES · ELEKTROCHEMIE

Goed gedaan!

Je kunt nu een elektrochemische cel beschrijven, bij elektrolyse en een accu de elektroden aanwijzen en uitleggen waarom een stof geleidt.