Vraag 10

Slaag gegarandeerd met ExamenBoost

Oefen examens van de afgelopen 5 jaar met extra uitleg door docenten bij examenvragen
Extra uitleg en oefenen voor elk onderwerp uit je examen
Stel vragen en krijg direct antwoord

Bestand aan het laden...

Onderzoekers van de TU Delft hebben de battolyser ontwikkeld.

De battolyser ontleent zijn naam aan twee functies: het is een oplaadbare batterij die kan worden gebruikt voor energieopslag en voor de elektrolyse van water. De vrijgekomen waterstof kan worden gebruikt als brandstof of als grondstof voor de productie van andere (brand)stoffen. In figuur 1 is de battolyser schematisch weergegeven voorafgaand aan het opladen.

Als de batterij wordt opgeladen, wordt aan de linker elektrode ijzer(II)hydroxide omgezet tot onder andere ijzer.

Aan de rechter elektrode wordt nikkel(II)hydroxide omgezet tot onder andere de vaste stof nikkel(III)oxidehydroxide,$\mathrm{NiO}(\mathrm{OH}).

De elektrolyt-oplossing is natronloog. Tijdens de elektrolyse bewegen alleen hydroxide-ionen door het membraan.

5 punten

Open vraag

Er zijn momenteel auto's verkrijgbaar die waterstof gebruiken als energiebron. Een van deze auto's heeft een tank met daarin maximaal$6{,}33 \mathrm{~kg}waterstof onder hoge druk. Onderzocht wordt of het mogelijk is om de risico's van het gebruik van waterstof te verminderen door de waterstof eerst om te zetten tot methaanzuur. Methaanzuur is een vloeistof die eenvoudig kan worden getankt en vervoerd.

In een auto wordt het methaanzuur dan in een reactor omgezet tot waterstof volgens reactie 1.

$\mathrm{CH}_{2} \mathrm{O}_{2} \rightarrow \mathrm{CO}_{2}+\mathrm{H}_{2}(reactie 1)

De ontstane waterstof wordt vervolgens in een brandstofcel geleid om elektrische energie op te wekken.

Reactie 1 heeft een rendement van 90,0%. De dichtheid van methaanzuur is$1{,}22 \cdot 10^{3} \mathrm{~kg} \mathrm{~m}^{-3}.

Bereken het volume in liter methaanzuur dat nodig is om$6{,}33 \mathrm{~kg}waterstof te produceren.

Geef je antwoord in het juiste aantal significante cijfers.

Beoordeling

Een voorbeeld van een juiste berekening is:

Een volle tank bevat\frac{6{,}33 \times10^{3}}{2{,}02}=3{,}134\cdot10^3(\mathrm{mol})$\frac{6{,}33 \times 10^{3}}{2{,}02}=3{,}134 \cdot 10^{3}(\mathrm{~mol})waterstof.

Hiervoor is3{,}134\cdot10^3\times\frac{10^{2}}{90{,}0}=3{,}482\cdot10^3(\mathrm{mol})$3{,}134 \cdot 10^{3} \times \frac{10^{2}}{90{,}0}=3{,}482 \cdot 10^{3}(\mathrm{~mol})methaanzuur nodig.

De massa methaanzuur is3{,}482\cdot10^3\times46{,}0\times10^{-3}=1{,}602\cdot10^2(\mathrm{kg})$3{,}482 \cdot 10^{3} \times 46{,}0 \times 10^{-3}=1{,}602 \cdot 10^{2}(\mathrm{~kg}).

Het volume methaanzuur is\frac{1{,}602 \cdot10^{2}}{1{,}22 \cdot10^{3}}\times10^3=1{,}31\cdot10^2(\mathrm{L})$\frac{1{,}602 \cdot 10^{2}}{1{,}22 \cdot 10^{3}} \times 10^{3}=1{,}31 \cdot 10^{2}(\mathrm{~L})$\frac{1{,}602 \cdot 10^{2}}{1{,}22 \cdot 10^{3}} \times 10^{3}=1{,}31 \cdot 10^{2}(\mathrm{~L}).

➤ Indien correct 1 punt:

Oefen vraag

Examenroute

Alle onderwerpen die je voor je examen moet kennen op een rijtje gezet.

Bekijk examenroute

Op deze pagina behandelen we vraag 10 van het centraal examen scheikunde vwo 2024 – tijdvak 1. Deze vraag is onderdeel van Battolyser, en is 5 punten waard.

Je kunt hier zelf het antwoord invullen en vervolgens direct de uitwerking en uitleg bekijken.

Daarnaast kun je:

Oude antwoorden terugzien
Extra uitleg vragen aan onze AI-hulp via de knop "Stel je vraag"
Klikken op de bijbehorende onderwerpen uit de examenroute om verdieping te vinden