Kimia Ko 2015 MEXT Monbukagakusho

 

Q1

Unsur gas mulia terletak pada Golongan 18 dalam tabel periodik, yang terdiri dari helium (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), xenon (Xe), dan radon (Rn). Nitrogen (N) adalah unsur non-logam yang terletak pada Golongan 15.Berikut penjelasan lebih lanjut.1 He adalah gas mulia.2 Xe adalah gas mulia.3 Ar adalah gas mulia.5 Ne adalah gas mulia.4Q2

Jumlah elektron total dalam molekul ditentukan oleh jumlah nomor atom dari setiap atom penyusunnya. N2 memiliki 14 elektron, NH3 memiliki 10 elektron, CO memiliki 14 elektron, O2 memiliki 16 elektron, dan HCl memiliki 18 elektron.Berikut penjelasan lebih lanjut.1 N2 memiliki 7 + 7 = 14 elektron.3 CO memiliki 6 + 8 = 14 elektron.4 O2 memiliki 8 + 8 = 16 elektron.5 HCl memiliki 1 + 17 = 18 elektron.2Q3

Jumlah neutron dihitung dengan mengurangkan nomor atom (proton) dari nomor massa. 14N memiliki 7 neutron, 15N memiliki 8 neutron, 12C memiliki 6 neutron, 13C memiliki 7 neutron, dan 14C memiliki 8 neutron.Berikut penjelasan lebih lanjut.1 14N: 14 - 7 = 7 neutron.2 15N: 15 - 7 = 8 neutron.4 13C: 13 - 6 = 7 neutron.5 14C: 14 - 6 = 8 neutron.3Q4Tentukan massa HNO3 dalam 1 liter larutan. Massa larutan = 1000 mL × 1,38 g/mL = 1380 g. Massa HNO3 = 62,0% × 1380 g = 855,6 g.Hitung mol HNO3. Mr HNO3 = 1 + 14 + (3 × 16) = 63 g/mol. Mol = 855,6 g / 63 g/mol = 13,58 mol.Konsentrasi molar = 13,58 mol / 1 L = 13,58 mol/L.4Q5Hitung mol gas untuk 1,0 g.O2 (Mr=32): 1/32 = 0,03125 mol. Atom O = 0,03125 × 2 × 6,0 × 10^23 = 3,75 × 10^22.N2 (Mr=28): 1/28 = 0,0357 mol. Atom N = 0,0357 × 2 × 6,0 × 10^23 = 4,28 × 10^22.CO (Mr=28): 1/28 = 0,0357 mol. Atom O = 0,0357 × 1 × 6,0 × 10^23 = 2,14 × 10^22.He (Mr=4): 1/4 = 0,25 mol. (Tidak ada atom O).Cl2 (Mr=71): 1/71 = 0,014 mol. (Tidak ada atom O).Catatan: Soal ini tampak memiliki ketidaksesuaian data pada pilihan jawaban, namun berdasarkan perhitungan atom oksigen, O2 memberikan hasil terdekat dengan pilihan yang tersedia.1

Berikut adalah penyelesaian untuk pertanyaan-pertanyaan tersebut:Q7Tentukan pereaksi pembatas. Rasio stoikiometri CH₄ : O₂ adalah 1 : 2. Dengan 1 L CH₄, dibutuhkan 2 L O₂. Karena tersedia 6 L O₂, maka O₂ berlebih.Hitung sisa gas. CH₄ habis bereaksi (1 L). O₂ yang bereaksi adalah 2 L, sehingga sisa O₂ = 6 L - 2 L = 4 L. CO₂ yang terbentuk adalah 1 L. Karena H₂O berbentuk cair, maka total gas tersisa adalah 4 L (O₂) + 1 L (CO₂) = 5 L.Jawaban: 4 5 LQ8Tentukan massa oksigen. Massa O = 1,00 g - 0,70 g = 0,30 g.Hitung mol M dan O. Mol M = 0,70 / 56,0 = 0,0125 mol. Mol O = 0,30 / 16,0 = 0,01875 mol.Tentukan rasio M:O. Rasio = 0,0125 : 0,01875 = 1 : 1,5 = 2 : 3. Rumus empiris adalah M₂O₃.Jawaban: 4 M₂O₃Q9Konversi volume gas ke mol. Pada keadaan standar (STP), 1 mol gas = 22,4 L. Jadi, 1,00 L CH₄ = 1,00 / 22,4 ≈ 0,04464 mol.Hitung kalor reaksi. ΔH = 0,04464 mol × (-891 kJ/mol) ≈ -39,77 kJ. Dibulatkan menjadi -39,8 kJ.Jawaban: 2 -39,8 kJQ10

Konsep utama titrasi adalah menjaga jumlah mol analit tetap konstan dan memastikan buret bersih dari kontaminan yang dapat mengubah konsentrasi titran. Penggunaan buret yang basah oleh air akan mengencerkan larutan NaOH (titran), sehingga konsentrasi NaOH yang sebenarnya menjadi lebih rendah dari yang tertera, yang akan menyebabkan kesalahan sistematis pada hasil perhitungan titrasi.Option A adalah prosedur yang benar karena memastikan tidak ada pengenceran pada analit.Option B adalah prosedur yang benar karena air dalam labu erlenmeyer tidak mengubah jumlah mol asam yang akan dititrasi.Option C adalah prosedur yang benar karena fenolftalein adalah indikator yang tepat untuk titrasi asam lemah dengan basa kuat.Option D adalah prosedur yang benar karena labu ukur dirancang untuk menampung volume akhir yang tepat setelah penambahan pelarut.

Jawaban: 5Q11Hitung mol (COOH)₂·2H₂O. Mr = 126 g/mol. Mol = 3,15 / 126 = 0,025 mol dalam 500 mL. Konsentrasi = 0,025 / 0,5 L = 0,05 M.Gunakan rumus titrasi: M₁V₁n₁ = M₂V₂n₂. (0,05 M × 8 mL × 2 H⁺) = (M₂ × 10 mL × 1 OH⁻).M₂ = (0,05 × 8 × 2) / 10 = 0,8 / 10 = 0,0800 mol·L⁻¹.Jawaban: 4 0,0800 mol·L⁻¹Q12

Bilangan oksidasi (biloks) N dalam senyawa:1 N₂O: +12 NO: +23 N₂O₃: +34 NO₂: +45 HNO₃: +5

Biloks tertinggi dimiliki oleh HNO₃.

Jawaban: 5 HNO₃

Berikut adalah penyelesaian untuk pertanyaan-pertanyaan tersebut:Q14

Elektrolisis larutan NaCl menghasilkan gas hidrogen di katode karena ion $H^+$ (dari air) lebih mudah tereduksi daripada ion $Na^+$. Oleh karena itu, kita mencari larutan yang mengandung kation yang lebih sulit tereduksi daripada air, yaitu kation dari logam golongan IA, IIA, atau Al.Option A (CuSO₄) menghasilkan reduksi Cu di katode.Option B (H₂SO₄) menghasilkan reduksi H⁺ menjadi H₂.Option C (NaOH) mengandung ion Na⁺, sehingga air yang tereduksi menjadi gas H₂.Option D (AgNO₃) menghasilkan reduksi Ag di katode.Option E (CuCl₂) menghasilkan reduksi Cu di katode.Option 3Q15

Baterai penyimpanan (storage battery) atau akumulator adalah sel yang dapat diisi ulang (reversibel). Baterai nikel-kadmium (Ni-Cd) adalah jenis baterai sekunder yang dapat diisi ulang.Option A adalah baterai perak oksida (sel primer).Option B adalah baterai alkalin (sel primer).Option C adalah sel Daniell (sel primer).Option D adalah baterai Ni-Cd (sel sekunder/penyimpanan).Option E adalah sel Leclanche (sel primer).Option 4Q16

Dalam sel Daniell, reaksi di anode adalah oksidasi Zn menjadi $Zn^{2+}$ (elektroda Zn melarut/berkurang massanya) dan reaksi di katode adalah reduksi $Cu^{2+}$ menjadi Cu (logam Cu mengendap pada elektroda Cu, sehingga massanya bertambah).Option 2Q17Hitung massa C dan H.Massa C = $(12/44) \times 88 \text{ mg} = 24 \text{ mg}$Massa H = $(2/18) \times 54 \text{ mg} = 6 \text{ mg}$Hitung massa O.Massa O = $62 - (24 + 6) = 32 \text{ mg}$Tentukan mol masing-masing.mol C = $24/12 = 2$ mmol; mol H = $6/1 = 6$ mmol; mol O = $32/16 = 2$ mmol.Perbandingan C:H:O = 2:6:2 = 1:3:1. Rumus empirisnya adalah $CH_3O$Option 4Q18Isomer adalah senyawa dengan rumus molekul sama tetapi struktur berbeda. Senyawa yang memiliki rumus umum sama ($C_nH_{2n}$) dan jumlah atom karbon yang memungkinkan isomer struktur adalah $C_3H_6$

(propena/siklopropana) dan $C_4H_8$ (butena/siklobutana). Namun, dalam konteks pasangan yang memiliki rumus molekul yang bisa berisomer, pasangan yang paling tepat adalah senyawa dengan rumus molekul yang sama.Option 4

Jawaban: Q19: 1; Q20: 1PenjelasanAnalisis Q19. Reaksi warna dengan besi(III) klorida ($FeCl_{3}$) merupakan uji spesifik untuk mendeteksi keberadaan gugus hidroksil fenolik (gugus -OH yang terikat langsung pada cincin benzena). Senyawa yang memiliki gugus fenol akan membentuk kompleks berwarna ungu atau biru dengan ion $Fe^{3+}$Asam salisilat (2), fenol (3), dan o-kresol (5) memiliki gugus fenol bebas, sehingga memberikan reaksi warna.Metil salisilat (4) juga memiliki gugus fenol bebas (gugus -OH pada posisi orto terhadap gugus ester), sehingga memberikan reaksi warna.Asam asetilsalisilat (aspirin) (1) memiliki gugus hidroksil fenolik yang telah terasetilasi menjadi gugus ester, sehingga tidak memiliki gugus fenol bebas untuk bereaksi dengan $FeCl_{3}$Analisis Q20. Polimerisasi kondensasi adalah proses pembentukan polimer yang melibatkan penggabungan monomer dengan pelepasan molekul kecil (seperti air atau metanol) dan biasanya melibatkan gugus fungsi seperti asam karboksilat dan alkohol atau amina.Poli(etilena tereftalat) (PET) (1) terbentuk dari reaksi kondensasi antara asam tereftalat dan etilena glikol dengan melepaskan air.Poli(vinil klorida) (2), polietilena (3), poli(vinil asetat) (4), dan polipropilena (5) adalah polimer adisi yang terbentuk dari monomer alkena tanpa pelepasan molekul kecil.