Technical Sciences Grade 12 P2 Eastern Cape Mock 2023 QP

NASIONALE SENIORSERTIFIKAAT GRAAD 12 SEPTEMBER 2023 TEGNIESE WETENSKAPPE V2 PUNTE: 75 TYD: 1½ uur Hierdie vraestel bestaan uit 15 bladsye, insluitend 4 datablaaie.

2 TEGNIESE WETENSKAPPE V2 (EC/SEPTEMBER 2023) INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Beantwoord AL die vrae in die ANTWOORDEBOEK. 2. Begin ELKE vraag op ʼn NUWE bladsy in die ANTWOORDEBOEK. 3. Nommer die antwoorde korrek volgens die nommeringstelsel wat in hierdie vraestel gebruik is. 4. Jy mag ʼn nieprogrammeerbare sakrekenaar gebruik. 5. Laat EEN reël tussen sub-vrae, byvoorbeeld, VRAAG 2.1 en VRAAG 2.2. 6. Jy word aangeraai om die aangehegte GEGEWENSBLAAIE te gebruik. 7. Toon ALLE formules en substitusies in ALLE berekeninge. 8. Rond jou FINALE numeriese antwoord af tot ʼn minimum van TWEE desimale plekke. 9. Gee kort motiverings, besprekings, ensovoorts, waar nodig. 10. Skryf netjies en leesbaar. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) TEGNIESE WETENSKAPPE V2 3 VRAAG 1: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE Verskeie opsies word as moontlike antwoorde op die volgende vrae gegee. Kies die korrekte antwoord en skryf slegs die korrekte letter (A–D) langs die vraagnommers (1.1 tot 1.5) in die ANTWOORDEBOEK wat voorsien is, byvoorbeeld 1.6 D. 1.1 CnH2n+1OH is die ALGEMENE FORMULE vir … A alkane. B aldehiede. C alkohole. D alkene. (2) 1.2 Beskou die struktuurformule vir die organiese verbinding hieronder. H H H C C O H Watter EEN van die volgende is die korrekte IUPAC-naam van hierdie verbinding? A Etanoon B Eteen C Etanol D Etanaal (2) 1.3 Watter EEN van die volgende is ʼn onversadigde koolwaterstof? A CH3CH2CH2OH B CH2CHCH3 C CH3CH2(CH2)2CH2CH3 D CH3COOCH3 (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

4 TEGNIESE WETENSKAPPE V2 (EC/SEPTEMBER 2023) 1.4 Watter EEN van die volgende redoks-reaksies sal spontaan plaasvind? A Cu(s) + 2H+  Cu2+ + H2(g) B Mg(s) + 2H+  Mg2+ + H2(g) C 2Ag(s) + 2H+  2Ag+ + H2(g) D Hg(ℓ) + 2H+  Hg2+ + H2(g) (2) 1.5 Wat sal by die negatiewe elektrode van ʼn voltaïese (galvaniese) sel en by die negatiewe elektrode van ʼn elektrolitiese sel gebeur? Voltaïese (galvaniese) sel Elektrolitiese sel A Oksidasie Reduksie B Reduksie Oksidasie C Oksidasie Oksidasie D Reduksie Reduksie (2) [10] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) TEGNIESE WETENSKAPPE V2 5 VRAAG 2 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Organiese chemie is die chemie van organiese molekules wat verdeel word in homoloë reekse wat deur hulle funksionele groepe geïdentifiseer word. Die letters A tot H in die tabel hieronder verteenwoordig agt organiese verbindings. A B CH3CH2CH(CH3)CH2OH CH3CH2CH2COOCH2CH3 C D H Br H H │ │ │ │ H - C - C - C - C - Cl CH2CH2 │ │ │ │ Cl H H H E F H O H H Heksaan H C C C H H H H G H H H H C C C O CH3CH2CO2H H H H 2.1 Definieer die term funksionele groep. (2) 2.2. Skryf neer die: 2.2.1 Letter wat die SEKONDÊRE alkohol verteenwoordig (1) 2.2.2 Naam van die funksionele groep van verbinding H (1) 2.2.3 Naam van die homoloë reeks waaraan verbinding G behoort (1) 2.2.4 IUPAC-naam van verbinding C (2) 2.2.5 NAAM van die polimeer wat deur verbinding D gevorm word (1) 2.2.6 Gebalanseerde vergelyking, deur van MOLEKULÊRE FORMULES gebruik te maak, vir die verbranding van verbinding E in oormaat suurstof (3) 2.2.7 IUPAC-naam van verbinding A (2) 2.2.8 Algemene formule van die homoloë reeks waaraan verbinding B behoort (1) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

6 TEGNIESE WETENSKAPPE V2 (EC/SEPTEMBER 2023) 2.3. ʼn Paar druppels vars rooi-bruin broomwater word in ʼn proefbuis by verbinding D gevoeg. 2.3.1 Beskryf wat in die proefbuis waargeneem sal word. (1) 2.3.2 Gebruik struktuurformules om ʼn gebalanseerde vergelyking neer te skryf, vir die reaksie wat in die proefbuis plaasvind. (4) [19] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) TEGNIESE WETENSKAPPE V2 7 VRAAG 3 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Twee verbindings P en Q, se molekulêre formule is C2H4O2. 3.1 Wat word met die term strukturele isomere bedoel? (2) 3.2 Verbinding P het ʼn laer dampdruk as verbinding Q. 3.2.1 Hoe sal die kookpunt van verbinding P met die kookpunt van verbinding Q vergelyk? Skryf slegs HOÊR AS, LAER AS of GELYK AAN. (1) 3.2.2 Skryf die NAAM van verbinding P neer. (1) 3.2.3 Tot watter klas homoloë reeks behoort verbinding Q? (1) 3.2.4 Skryf die struktuurformule vir verbinding Q neer, en gee sy IUPAC-naam. (3) 3.2.5 Verduidelik in terme van INTERMOLEKULÊRE KRAGTE en ENERGIE waarom verbinding P ʼn laer dampdruk as verbinding Q het. (3) [11] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

8 TEGNIESE WETENSKAPPE V2 (EC/SEPTEMBER 2023) VRAAG 4 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Oorweeg die volgende volgorde van organiese reaksies en beantwoord die vrae wat volg. Reaksies is van I tot VI gemerk, terwyl die organiese verbindings van A tot D gemerk is. CO2 + H2O I C3H8O II III C3H6 A C3H8 B IV C V VI CH3CHCℓCH3 D 4.1 Gee die reagens wat vir elk van die volgende reaksies nodig is: 4.1.1 Reaksie III (1) 4.1.2 Reaksie V (1) 4.2 Verbinding A is ʼn hoofproduk van reaksie IV. 4.2.1 Noem die tipe reaksie wat plaasvind. (1) 4.2.2 Skryf die struktuurformule van verbinding A neer. (2) 4.3 Reaksie I is ʼn verbrandingsreaksie. Skryf die gebalanseerde chemiese vergelyking vir hierdie reaksie neer. (2) [7] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) TEGNIESE WETENSKAPPE V2 9 VRAAG 5 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Halfgeleier toestelle soos diodes en transistors word baie algemeen in moderne elektronika gebruik. 5.1 Definieer die term halfgeleier. (2) 5.2 Arseen word in klein hoeveelhede by die silikon gevoeg. Dit word dan gevind dat die elektriese geleidingsvermoë van silikon verbeter. 5.2.1 Noem die proses wat in die bogenoemde stellings beskryf word. (1) 5.2.2 Watter tipe halfgeleier-materiaal word tydens hierdie proses gevorm? (1) 5.2.3 Gee ʼn rede vir jou antwoord in VRAAG 5.2.2. (1) [5] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

10 TEGNIESE WETENSKAPPE V2 (EC/SEPTEMBER 2023) VRAAG 6 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Die diagram hieronder verteenwoordig ʼn elektrochemiese sel wat gebruik word om ʼn gekonsentreerde koper(II)chloried oplossing op te breek deur van onaktiewe elektrodes gebruik te maak. Elektrode A Elektrode B Gekonsentreede koper(II)chloried 6.1 Definieer die term elektroliese in woorde. (2) 6.2 Skryf die energie omsetting wat in hierdie sel plaasvind neer. (1) 6.3 By watter elektrode vind reduksie plaas? Skryf slegs A of B. (1) 6.4 Skryf neer die: 6.4.1 NAAM van die gas wat gevorm word terwyl die sel in werking is (1) 6.4.2 Half-reaksie wat by elektrode A plaasvind (2) 6.4.3 NAAM of FORMULE van die oksideermiddel. Gee ʼn rede vir die antwoord (2) 6.4.4 NAAM van ʼn stof wat as die elektrodes in hierdie sel gebruik kan word (1) 6.5. Hoe verander die konsentrasie van die koper(II)chloried oplossing soos die reaksie voortgaan? Skryf slegs NEEM TOE, NEEM AF of GEEN VERANDERING. Gee ʼn rede vir jou antwoord. (2) [12] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) TEGNIESE WETENSKAPPE V2 11 VRAAG 7 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Tydens ʼn ondersoek gebruik leerders ʼn elektrochemiese sel soos in die diagram hieronder getoon om die reduseervermoë van verskillende metale te vergelyk. V - + Half-sel X Soutbrug Half-sel Y BBrbridge 7.1 Noem die tipe elektrochemiese sel wat in die diagram hierbo voorgestel word. (1) 7.2 Wat sal die voltmeter-lesing wees indien die soutbrug verwyder word? (2) 7.3 Noem TWEE standaardtoestande vir hierdie eksperiment. (2) 7.4 Tydens hulle ondersoek gebruik hulle verskillende kombinasies van half- geleiers soos in die tabel hieronder getoon, om die reduseervermoë van Cu, Zn en Al te vergelyk. Die sel potensiaal van elke kombinasie van die half-selle word in die tabel hieronder getoon. VOLTMETER- KOMBINASIE Half-sel X Half-sel Y LESING (V) 1 Cu/Cu2+ Al/Al3+ -1,8 2 Al/Al3+ Zn/Zn2+ +0,8 3 Zn/Zn2+ Cu/Cu2+ +1,0 Skryf neer ʼn: 7.4.1 Moontlike rede waarom die voltmeter-lesing vir ʼn koper- aluminium-sel negatief is. (2) 7.4.2 ʼn Geskikte gevolgtrekking vir hierdie ondersoek. (2) 7.5 Skryf neer die NAAM of SIMBOOL vir die: 7.5.1 Metaal wat geoksideer word in KOMBINASIE 2 (1) 7.5.2 Reduseermiddel in KOMBINASIE 3 (1) [11] TOTAAL: 75 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

12 TEGNIESE WETENSKAPPE V2 (EC/SEPTEMBER 2023) NATIONAL SENIOR CERTIFICATE NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT DATA FOR TECHNICAL SCIENCES GRADE 12 PAPER 2 (CHEMISTRY) GEGEWENS VIR TEGNIESE WETENSKAPPE GRAAD 12 VRAESTEL 2 (CHEMIE) TABLE 1: PHYSICAL CONSTANTS/TABEL 1: FISIESE KONSTANTES NAAM/NAME SIMBOOL/SYMBOL WAARDE/VALUE Standard pressure pθ 1,013 × 105 Pa Standaarddruk Molar gas volume at STP Vm 22,4 dm3∙mol-1 Molêre gasvolume teen STD Standard temperature Tθ 273 K Standaardtemperatuur Charge on electron Lading op elektron e -1,6 × 10-19 C Avogadro’s constant NA 6,02 × 1023 mol-1 Avogadro se konstante TABLE 2: FORMULAE/TABEL 2: FORMULES m n m n = M OR/OF c = V OR/OF c = MV pH = -log[H3O+] N ca Va n Kw = [H3O+][OH-] = 1 x 10-14 at /by 298K n= N OR/OF cb Vb = na P A b n= V V pV = nRT m Eθcell = Eθcathode – Eθanode / Eθsel = Eθkatode – Eθanode Eθcell = Eθreduction – Eθoxidation / Eθsel = Eθreduksie – Eθoksidasie Eθcell = Eθoxidising agent – Eθreducing agent / Eθsel = Eθoksideermiddel – Eθreduseermiddel Q Q q = IΔt n= e OR/OF n = q e Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

13 TEGNIESE WETENSKAPPE V2 (EC/SEPTEMBER 2023) TABLE 3: THE PERIODIC TABLE OF ELEMENTS/TABEL 3: DIE PERIODIEKE TABEL VAN ELEMENTE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (I) (II) Atoomgetal (III) (IV) (V) (VI) (VII) (VIII) KEY/ SLEUTEL 1 Atomic number 2 H He 2,1 29 1 4 Elektronegatiwiteit Simbool 3 4 1,9 Symbol 5 6 7 8 9 10 Electronegativity 1,0 Li 1,5 Be Cu 2,0 B C 2,5 N 3,0 O 3,5 4,0 F Ne 7 9 11 12 14 16 19 20 11 12 13 14 15 16 17 18 Na Mg Benaderde relatiewe atoommassa Aℓ Si P S Cℓ Ar 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,5 3,0 23 24 Approximate relative atomic mass 27 28 31 32 35,5 40 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 0,8 1,0 1,3 1,5 1,6 1,6 1,5 1,8 1,8 1,8 1,9 1,6 1,6 1,8 2,0 2,4 2,8 39 40 45 48 51 52 55 56 59 59 63,5 65 70 73 75 79 80 84 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 0,8 1,0 1,2 1,4 1,8 1,9 2,2 2,2 2,2 1,9 1,7 1,7 1,8 1,9 2,1 2,5 86 88 89 91 92 96 101 103 106 108 112 115 119 122 128 127 131 55 56 57 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tℓ Pb Bi Po At Rn 0,7 133 0,9137 139 1,6 179 181 184 186 190 192 195 197 201 1,8204 1,8 207 1,9 209 2,0 2,5 87 88 89 Fr Ra Ac 0,7 0,9226 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 140 141 144 150 152 157 159 163 165 167 169 173 175 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr 232 238 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

14 TEGNIESE WETENSKAPPE V2 (EC/SEPTEMBER 2023) TABLE 4A: STANDARD REDUCTION POTENTIALS TABEL 4A: STANDAARD REDUKSIEPOTENSIALE Half-reactions/Halfreaksies E𝛉 (V) F2(g) + 2e− ⇌ 2F− + 2,87 Co 3+ +e − ⇌ Co2+ + 1,81 H2O2 + 2H+ +2e− ⇌ 2H2O +1,77 MnO − + 4 + 8H + 5e − ⇌ Mn 2+ + 4H2O + 1,51 Cℓ2(g) + 2e− ⇌ 2Cℓ− + 1,36 Cr2O 2− + 7 + 14H + 6e − ⇌ 2Cr3+ + 7H2O + 1,33 O2(g) + 4H + 4e + − ⇌ 2H2O + 1,23 MnO2 + 4H + 2e + − ⇌ Mn 2+ + 2H2O + 1,23 Pt2+ + 2e− ⇌ Pt + 1,20 Br2(ℓ) + 2e− ⇌ 2Br− + 1,07 NO − + 3 + 4H + 3e − ⇌ NO(g) + 2H2O + 0,96 Increasing reducing ability/Toenemende reduserende vermoë Hg2+ + 2e− ⇌ Increasing oxidising ability/Toenemende oksiderende vermoë Hg(ℓ) + 0,85 Ag+ + e− ⇌ Ag + 0,80 NO − + 3 + 2H + e − ⇌ NO2(g) + H2O + 0,80 Fe 3+ +e − ⇌ Fe 2+ + 0,77 O2(g) + 2H+ + 2e− ⇌ H2O2 + 0,68 I2 + 2e− ⇌ 2I− + 0,54 Cu+ + e− ⇌ Cu + 0,52 SO2 + 4H + 4e + − ⇌ S + 2H2O + 0,45 2H2O + O2 + 4e− ⇌ 4OH− + 0,40 Cu2+ + 2e− ⇌ Cu + 0,34 SO 2− + 4 + 4H + 2e − ⇌ SO2(g) + 2H2O + 0,17 Cu 2+ +e − ⇌ Cu + + 0,16 Sn4+ + 2e− ⇌ Sn2+ + 0,15 S + 2H+ + 2e− ⇌ H2S(g) + 0,14 + 2H + 2e − ⇌ H2(g) 0,00 Fe 3+ + 3e − ⇌ Fe − 0,06 Pb2+ + 2e− ⇌ Pb − 0,13 Sn2+ + 2e− ⇌ Sn − 0,14 Ni 2+ + 2e − ⇌ Ni − 0,27 Co2+ + 2e− ⇌ Co − 0,28 Cd2+ + 2e− ⇌ Cd − 0,40 Cr3+ + e− ⇌ Cr2+ − 0,41 Fe 2+ + 2e − ⇌ Fe − 0,44 Cr3+ + 3e− ⇌ Cr − 0,74 Zn2+ + 2e− ⇌ Zn − 0,76 2H2O + 2e− ⇌ H2(g) + 2OH− − 0,83 Cr 2+ + 2e − ⇌ Cr − 0,91 Mn2+ + 2e− ⇌ Mn − 1,18 Aℓ3+ + 3e− ⇌ Aℓ − 1,66 Mg 2+ + 2e − ⇌ Mg − 2,36 Na+ + e− ⇌ Na − 2,71 Ca2+ + 2e− ⇌ Ca − 2,87 Sr2+ + 2e− ⇌ Sr − 2,89 2+ Ba + 2e − ⇌ Ba − 2,90 Cs+ + e- ⇌ Cs - 2,92 K+ + e− ⇌ K − 2,93 Li+ + e− ⇌ Li − 3,05 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) TEGNIESE WETENSKAPPE V2 15 TABLE 4B: STANDARD REDUCTION POTENTIALS TABEL 4B: STANDAARD REDUKSIEPOTENSIALE Half-reactions/Halfreaksies E𝛉 (V) Li+ + e− ⇌ Li − 3,05 K + + e− ⇌ K − 2,93 Cs+ + e− ⇌ Cs − 2,92 Ba2+ + 2e− ⇌ Ba − 2,90 Sr2+ + 2e− ⇌ Sr − 2,89 Ca2+ + 2e− ⇌ Ca − 2,87 + Na + e − ⇌ Na − 2,71 Mg2+ + 2e− ⇌ Mg − 2,36 Aℓ3+ + 3e− ⇌ Aℓ − 1,66 Mn2+ + 2e− ⇌ Mn − 1,18 Cr2+ + 2e− ⇌ Cr − 0,91 Increasing reducing ability/Toenemende reduserende vermoë 2H2O + 2e− ⇌ H2(g) + 2OH− − 0,83 Increasing oxidising ability/Toenemende oksiderende vermoë Zn2+ + 2e− ⇌ Zn − 0,76 3+ Cr + 3e − ⇌ Cr − 0,74 Fe2+ + 2e− ⇌ Fe − 0,44 Cr3+ + e− ⇌ Cr2+ − 0,41 Cd2+ + 2e− ⇌ Cd − 0,40 Co2+ + 2e− ⇌ Co − 0,28 Ni2+ + 2e− ⇌ Ni − 0,27 2+ Sn + 2e − ⇌ Sn − 0,14 Pb2+ + 2e− ⇌ Pb − 0,13 Fe3+ + 3e− ⇌ Fe − 0,06 2H+ + 2e− ⇌ H2(g) 0,00 S + 2H+ + 2e− ⇌ H2S(g) + 0,14 4+ Sn + 2e − ⇌ Sn 2+ + 0,15 Cu2+ + e− ⇌ Cu+ + 0,16 SO 2− + 4 + 4H + 2e − ⇌ SO2(g) + 2H2O + 0,17 2+ Cu + 2e − ⇌ Cu + 0,34 2H2O + O2 + 4e− ⇌ 4OH− + 0,40 SO2 + 4H+ + 4e− ⇌ S + 2H2O + 0,45 Cu+ + e− ⇌ Cu + 0,52 I2 + 2e − ⇌ 2I − + 0,54 O2(g) + 2H+ + 2e− ⇌ H2O2 + 0,68 Fe3+ + e− ⇌ Fe2+ + 0,77 NO − + 3 + 2H + e − ⇌ NO2(g) + H2O + 0,80 + Ag + e − ⇌ Ag + 0,80 Hg2+ + 2e− ⇌ Hg(ℓ) + 0,85 NO − + 3 + 4H + 3e − ⇌ NO(g) + 2H2O + 0,96 Br2(ℓ) + 2e − ⇌ 2Br − + 1,07 Pt2+ + 2 e− ⇌ Pt + 1,20 MnO2 + 4H + 2e + − ⇌ Mn + 2H2O2+ + 1,23 O2(g) + 4H+ + 4e− ⇌ 2H2O + 1,23 Cr2O 2− + 7 + 14H + 6e − ⇌ 2Cr + 7H2O3+ + 1,33 Cℓ2(g) + 2e − ⇌ 2Cℓ − + 1,36 MnO − + 4 + 8H + 5e − ⇌ Mn + 4H2O2+ + 1,51 H2O2 + 2H +2 e + − ⇌ 2H2O +1,77 Co3+ + e− ⇌ Co2+ + 1,81 F2(g) + 2e− ⇌ 2F− + 2,87 Kopiereg voorbehou