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Atoms
Question Paper
Level
Subject
Exam Board
Module
Topic
Sub-Topic
Booklet
GCSE
Chemistry
Edexcel IGCSE
Double Award (Paper 1C)
Principles of Chemistry
Atoms
Question Paper
Time Allowed:
82 minutes
Score:
/68
Percentage:
/100
Grade Boundaries:
A*
A
B
C
D
E
U
>85%
75%
70%
60%
55%
50%
<50%
1 Salt is soluble in water, but sand is insoluble in water. This difference allows a
mixture of salt and sand to be separated using this apparatus.
A
Step 1
Step 2
Step 3
(a) Use words from the box to complete the sentences. Each word may be used once,
more than once or not at all.
(6)
beaker
Bunsen burner
burette
conical flask
funnel
glass rod
thermometer
water
In Step 1, the mixture of salt and sand is placed in a ...... ........... ............ ............ ............... .
containing . .. ........... ............ ............ ............ ....... and stirred with a ...... ........... ............ ............ ........... .... .
In Step 2, the mixture from Step 1 is poured through a . ..... ........... ............ ............ ......... ............ ...
into a ...... ........... ............ ............ ........ ........
In Step 3, the liquid is transferred to a basin to allow the ......... ............ ............ ............... ........
to be removed.
4
*P40126A0 428*
(b) (i) What should be placed in A before the mixture from Step 1 is poured through it?
(1)
. . .. ..... ............ ............ ............ ........... ............ ...... ...... ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ............ ............ . ........... ............ ........... .......
(ii) What is the solid removed in Step 2?
(1)
. . .. ..... ............ ......... ... ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ............ ............ ............ .... ........ ........... ............ ............ ............ ............ ........... .......
(c) Place crosses ( ) in two boxes to show the names of two processes used in this separation.
(2)
chromatography
condensation
distillation
evaporation
filtration
sublimation
(Total for Question 1 = 10 marks)
*P40126A052 8*
5
Turn over
2 Ammonium chloride contains oppositely charged ions.
(a) State the formula of each ion.
(2)
Positive ion .......... ............ ............. ............ ............ ............ ........... ............ ............ ............ ....... ..... ........... ............ ............ ............ ............ ........... ...........
Negative ion
. ......... ... ......... .......... ............ ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ...........
(b) (i) Describe a chemical test to show that a substance contains ammonium ions.
(3)
..... ............ ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ............ .. .......... ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ......... .. ...........
..... ............ ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ............ .. .......... ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ......... ..
..... ............ ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ............ .. .......... ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ...........
..... ............ ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ............ ...... ...... ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ...........
..... .......... .. ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ............ ............ ..... ....... ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ...........
..... ............ ......... ... ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ............ ............ ............ .... ........ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ...........
(ii) Describe a chemical test to show that a substance contains chloride ions.
(3)
..... ............ ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ............ .. .......... ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ...........
..... ............ ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ............ .. .......... ............ ............ ........... ............ ............ ............ ........... . ........... ...........
..... ............ ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ............ .. .......... ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ .......... . ...........
..... ............ ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ............ .. .......... ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... .......... .
..... ............ ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ............ .. .......... ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ...........
..... ............ ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ............ ....... ..... ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ...........
(c) Ammonium chloride decomposes when heated:
NH4Cl(s)
What does the
reaction?
NH3(g) + HCl(g)
symbol indicate about the
(1)
..... ............ ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ............ .. .......... ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ...........
..... ............ ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ............ .. .......... ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ...........
8
*P40126A08 28*
(d) The reaction between ammonia and hydrogen chloride can be used to illustrate diffusion
with the following apparatus.
cotton wool soaked
in concentrated
hydrochloric acid
white solid
cotton wool soaked
in concentrated
ammonia solution
After a few minutes, a white solid appears inside the tube.
(i) Identify the white solid.
(1)
..... ............ ............ ............ ........... ............ ............ ....... ..... ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ............ ............ ............ .. .......... ........... ...........
(ii) What does the diagram show about the speed of the ammonia molecules compared
to the speed of the hydrogen chloride molecules?
(1)
..... ............ ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ............ .. .......... ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ... ........ ...........
..... ............ ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ............ .. .......... ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ... ........
(e) State the main hazard when using concentrated hydrochloric acid in the experiment in (d).
Suggest one precaution you could use to minimise this hazard.
(2)
Hazard
. ........... ............ ........... .......... ............ ............ ............ . .......... ............ ............ ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........ ... ...........
Precaution . ....... ............ ............ ...... ............ ............ ............ ........... ............ ...... ...... ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ...........
..... ............ ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ............ .. .......... ............ ............ ........... ............ ............ ............ ............ ........... ...........
(Total for Question 2 = 13 marks)
9
*P40126A 928*
Turn o ver
3
When ammonia gas and hydrogen chloride gas mix, they react together to form a
white solid called ammonium chloride.
The equation for the reaction is:
NH3(g) + HCl(g)

NH4Cl(s)
A cotton wool pad was soaked in ammonia solution and another was soaked in
hydrogen chloride solution. The two pads were then put into opposite ends of a dry
glass tube at the same time.
After five minutes, a white ring of solid ammonium chloride formed.
white ring
of ammonium
chloride
pad soaked
in ammonia
solution
60 cm
pad soaked in
hydrogen chloride
solution
40 cm
(a) (i) What name is given to the movement of the two gases?
(1)
..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... . ... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .. .. .... .... .... .... .... .... .... .... .
. .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... ..
.. .... .... .... .... ....
(ii) Identify which gas is moving faster and give a reason for your choice.
(1)
..... .... .... .... .... .... .... .... ... . .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .. .. .... .... .... .... .... .... .... .... .... .
. .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... ..
.. .... .... .... .... ....
..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... . ... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .
. .... .. ..... .... .... .... .... .... .... . ... .... .... .... ..
.. .... .... .... .... ....
(b) The experiment was repeated at a higher temperature.
State and explain how this change would affect the time taken for the white ring
to form.
(3)
..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... ... . .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .. .. .... .... .... .... .... .... .
. .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... ..
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..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. .....
18
*P40134A 01828*
(c) Gas particles move at a speed of several hundred metres per second at room
temperature.
Suggest one reason why it took five minutes for the white ring to form.
(1)
..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. .... . .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .
..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. .....
..... .... .... .... .... .... .... . ... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .
..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... . ... .. .....
(Total for Question 3 = 6 marks)
*P40134A0 192 8*
19
Turn over
Answer ALL questions.
4
This question is about the element beryllium.
(a) Use words from the box to complete the sentences about beryllium.
Each word may be used once, more than once or not at all.
(7)
Electrons
negative
neutral
neutrons
Nucleus
positive
protons
shells
An atom of beryllium has a central . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . that contains particles
called ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... . .... ... .. ... . and .. .. ... ... ... ... .. . .. ... ... ... ... ... .. .... ... .. ... ... ... ... . . Around these
particles there are ..... ... ... ... .. .... ... .. ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... . orbiting in ..... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... .. ... ... ... .. .... ... . .
An atom of beryllium has no charge because it contains equal numbers
of .. ... ... ... .... ... ... .... ... ... .... ... ... .... ... ... ... .... .. and ... ... ... .... ... ... .... ... ... .... ... ... ... .... ... .... ... .... .
The particles with the lowest mass in an atom of beryllium are called . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
(b) Beryllium forms a compound with the formula Be(OH)2
(i) How many different elements are there in Be(OH)2?
(1)
.... ... .. ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... .. ... ... .. .... ... .. ... ... ... ... .. ... ... ... ... .. . .. ... ... ... ... .. ... ... .. .... ... .. ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... .. ... ... .. ....
......
.. ..
......
.. ... ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... .. ... . .. .. .... ... .. ... ..
....
(ii) What is the total number of atoms in the formula Be(OH)2?
(1)
.... ... .. ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... .. ... ... .. .... ... .. ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... .. ... ... .. .... ... .. ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... .. ... ... .. ....
......
.. ..
......
.. ... ... ... .. ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... .. ... ... .. .... ... .. ... ..
....
(Total for Question 4 = 9 marks)
4
*P41538A0 428*
Answer ALL questions.
5
Rock salt is a mixture of salt and sand. Crystals of pure salt can be obtained from rock salt
by using the method below.
Use words from the box to complete the sentences.
You may use each word once, more than once or not at all.
(5)
crystals
dissolve
evaporate
filter
solution
solvent
● Grind the rock salt into a fine powder.
● Add the powder to hot water and stir to .............................................................................
the salt.
● Filter the mixture. The salt ............................................................................. passes
through the filter paper leaving behind the sand.
● Boil the filtrate to . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . some of the water.
● Leave the saturated solution to cool so that . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . of salt form.
● Finally, ............................................................................. the cold mixture to separate the
crystals from the remaining solution.
(Total for Question 5 = 5 marks)
*P42863A 0332*
3
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6
This is a description of how the orange colouring can be extracted from rose petals.
● crush the petals using a pestle and mortar
● add the crushed petals to some ethanol in a beaker
● heat to about 60 ◦ C and stir to produce an orange solution
● separate the orange solution from the petals
(a) (i) Suggest why ethanol is used instead of water.
(1)
..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .. .. .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .
..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... ...
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... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... ....
.. .... .... .... .... ....
.... .... .... .... .. ....
(ii) Ethanol is a flammable liquid.
Suggest how it could be heated safely.
(1)
..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... . ... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... . ... .... .... .
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... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... ....
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.... .... .... .... .. ....
(iii) How could the orange solution be separated from the petals?
(1)
..... .... .... .... .... .... .... . ... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .
. .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... ..
.. .... .... .... .... ....
(b) The orange colouring is analysed using chromatography and is found to consist
of two different colours, red and yellow.
The diagram shows the chromatography paper at the start of the experiment.
Complete the diagram to show a possible result at the end of the experiment.
(2)
solvent front
orange colouring
solvent front
start
end
(Total for Question 6 = 5 marks)
9
*P42863A0932*
Turn over
7
The diagram shows how hydrated copper(II) sulfate crystals can be made by reacting
copper(II) oxide with dilute sulfuric acid.
dilute sulfuric acid
stage 1
heat
add copper(II) oxide
until in excess and stir
stage 2
heat
filter the mixture from
stage 2
stage 3
heat the solution from stage 3 until
a hot, saturated solution forms
stage 4
heat
stage 5
allow the solution to cool so that
hydrated copper(II) sulfate crystals form
8
*P42865A0832*
(a) Why is the sulfuric acid heated in stage 1?
(1)
..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .
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(b) How would you know when the copper(II) oxide is in excess in stage 2?
(1)
..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... . ... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... . ... .... .... .... .... .... .
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.... .... .... .... .. ....
(c) Why is the mixture filtered in stage 3?
(1)
..... .... .... .... .... .... .... .... .... . ... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .
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(d) Why do crystals form when the hot saturated solution is cooled in stage 5?
(1)
..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... . ... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .
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.... .... .... .... .. ....
(e) State the colour of the crystals formed in stage 5.
(1)
..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... . ... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .
. .... .. ..... .... . ... .... .... .... .... .... .... .... .... ..
(f) The crystals are removed by filtration and then
dried.
Suggest a suitable method of drying the crystals.
(1)
..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. .. .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... . ... .... .... .... .
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(Total for Question 7 = 6 marks)
9
*P42865A0932*
Turn over
8
The diagram shows four pieces of apparatus used in the separation of mixtures.
P
Q
R
S
(a) (i) The apparatus labelled P is used for
(1)
A crystallisation
B filtration
C fractional distillation
D simple distillation
6
*P43530A0636*
(ii) The apparatus labelled S is used for
(1)
A crystallisation
B filtration
C fractional distillation
D simple distillation
(b) (i) Which method of separation should be used to obtain sand from a mixture
containing salt, sand and water?
(1)
A crystallisation
B filtration
C fractional distillation
D simple distillation
(ii) Which method of separation should be used to obtain pure water from a mixture
containing salt, sand and water?
(1)
A crystallisation
B filtration
C fractional distillation
D simple distillation
(iii) Which method of separation should be used to obtain copper(II) sulfate from
a mixture containing copper(II) sulfate and water?
(1)
A crystallisation
B filtration
C fractional distillation
D simple distillation
7
*P43530A0736*
Turn over
(c) Food colourings contain one or more food dyes.
A student used paper chromatography to separate the dyes contained in food colourings.
She placed spots of three known food colourings (E, F and G) and one unknown
food colouring (H) on the chromatography paper.
The diagram shows the appearance of the paper before and after her experiment.
level reached
by solvent
E
F
G
H
E
before
F
G
H
after
(i) Describe how the student should complete the experiment after placing the
four spots on the paper.
(3)
..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .
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8
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*P43530A0836*
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.. .... .... .... .... ....
(ii) Suggest why food colouring F did not move during the experiment.
(1)
..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... . ... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .
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(iii) How many food dyes are there in food colouring E?
(1)
..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .
. .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... ..
.. .... .... .... .... ....
(iv) How many known food dyes are there in food colouring H?
(1)
..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... . ... .... .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .
(v)
. .... .. ..... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. .. ..
.. .... .... .... .... ....
Dyes are often identified by their Rf values.
Rf = distance moved by dye
distance moved by solvent
Record the results for the dye in G and calculate its Rf value.
(3)
distance moved by dye in mm
distance moved by solvent in mm
Rf value of G
(Total for Question 8 = 14 marks)
9
*P43530A0936*
Turn over