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PHYSICS & CHEMISTRY DEPT.

EXERCISES

I E S

MA

RIANO BAQU

ERO

José A. Navarro Ramón

Contents

3

1 Measurement and units 5

2 Aggregation states of matter 11

3 Material systems 15

4 Atoms 19

1. Measurement and units

5

IES “MARIANO BAQUERO GOYANES”

Physics & Chemistry exercises, 3rd ESO

Chapter 1.- Measurement and units I.

Academic Year 2012-13 Physics & Chemistry Dept.

Sheet 1-1

1.- Write down five physical quantities and three non-physical ones.2.- Write down the name and symbol of the SI unit for the next quantities. Say if they are base

or derived:a) Area.b) Weight.c) Temperature.d) Energy.e) Mass.f) Velocity.

3.- Write down the name and symbol of the SI unit for the next quantities. Say if they are baseor derived:a) Pressure.b) Electric charge.c) Electric current.d) Substance amount.e) Volume.f) Density.

4.- Suppose you want to measure the height of a computer screen. Could you use your hand? Isit an appropiate unit? Why?

5.- Write down the name of the quantity measured with the following instruments. Say if they arebase or derived quantities:a) A set of scales.b) A tape measure.c) A stopwatch.d) A speedometer.

6.- Write down the name and symbol of the SI unit for the next quantities. Say if they are a baseor a derived one:a) Time.b) Luminous intensity.c) Force.d) Power.e) Heat.f) Length.

7.- Round the following numbers to the nearest hundredth:a) 0.0145b) 123.3029c) 1, 045.79281

8.- Write the following numbers in scientific notation:a) 0.0145b) 123.3029c) 12.3 · 103d) 1, 045.79281e) 1f) 1.2 · 10−2

Solutions: Sheet 1-1

1.- Examples of physical quantities: Electric charge, density, energy, substance amount and power.Examples of non-physical quantities: Intelligence, a table and a ruler.

2.- a) Area: square metre (m2), derived.b) Force: Newton (N), derived.c) Temperature: Kelvin (K), base.d) Energy: Joule (J), derived.e) Mass: kilogramme (kg), base.f) Velocity: metres per second (m/s), derived.

3.- a) Pressure: Pascal (Pa), derived.b) Electric charge: Coulomb (C), derived.c) Electric current: Ampere (A), base.d) Substance amount: Mole (mol), base.e) Volume: cubic metre (m3), derived.f) Density: kilogrammes per cubic metre (kg/m3), derived.

4.- Yes I could. No, it is not a good unit. Because the length of a hand varies from person to personand it may change if we grow up.

5.- a) Set of scales: Mass. Base quantity.b) Tape measure: Length. Base quantity.c) Stop watch: Time. Base quantity.d) Speedometer: Velocity. Derived quantity.

6.- a) Time: second (s), base.b) Luminous intensity: candela (cd), base.c) Force: Newton (N), derived.d) Power: Watt (W ), derived.e) Heat: Joule (J), derived.f) Length: metre (m), base.

7.- a) 0.01b) 123.30c) 1, 045.80

8.- a) 1.45 · 10−2

b) 1.233029 · 102c) 1.23 · 104d) 1.04579281 · 103e) 1 · 100f) 1.2 · 10−2



Chapter 1.- Measurement and units II.


Sheet 1-2

1.- How many significant digits do these numbers have?a) 4b) 1.3c) 0.1000d) 3.39e) 109f) 100g) 100.0h) 2.99 · 10−12

2.- Convert the following values into SI units using conversion factors:a) 5 msb) 2 hAc) 1 250 nmd) 0.0032 µmole) 1.55 · 10−5 Mgf) 10 000 mm2

g) 0.0005 km2

h) 3.45 · 103 cm3

3.- Convert the following values into SI units using conversion factors:a) 0.002 cm2

b) 0.24 µgc) 72 km/hd) 80 g/m2

e) 1, 25 · 10−3 Mmf) 12 mAg) 3 400 mmolh) 25 min

4.- Convert the following values using conversion factors:a) 9 hcd −→ kcdb) 0.00394 mA −→ µAc) 0.0040 kmol −→ mmold) 3 · 108 mL −→ daLe) 5 · 10−20 Tm3 −→ µm3

f) 1 mL −→ mm3

g) 2.5 · 1012 pm −→ inh) 19 cL −→ mm3

i) 0.0003 km3 −→ kLj) 80 km/h −→ yd/mink) 90 g/m2 −→ mg/dm2

l) 1 000 kg/m3 −→ g/Lm) 0.8 g/mL −→ kg/m3

DATA: 1 in = 2.54 cm; 1 yd = 0, 9144 m.


1.- a) 1b) 2c) 4d) 3e) 3f) 1g) 4h) 3

2.- a) 5 · 10−3 sb) 200 Ac) 1.25 · 10−6 md) 3.2 · 10−9 mole) 0.0155 mf) 0.01 m2

g) 500 m2

h) 3, 45 · 10−3 m3

3.- a) 2 · 10−7 m2

b) 2.4 · 10−10 kgc) 20 m/sd) 0.08 kg/m2

e) 1 250 mf) 0.012 Ag) 3.4 molh) 1 500 s

4.- a) 0.9 cdb) 3.94 µAc) 4 000 mmold) 30 000 daLe) 5 · 1034 µm3

f) 103 mm3

g) 98.43 inh) 1.9 · 105 mm3

i) 3 · 105 kLj) 1 456.15 yd/mink) 900 mg/dm2

l) 1 000 g/Lm) 800 kg/m3

2. Aggregation states of matter

11



Chapter 2.- Density.


Sheet 2-1

1.- What is the density of a sample if its mass is 44.3 g and its volume is 22.1 cm3 in g/mL andmg/cL?

2.- Express the density of 0.840 g/mL in dag/daL.

3.- Express the density of 1 400 g/dam3 in mg/mL.

4.- What is the density of a piece of wood that has a mass of 25.0 grams and a volume of 29.4 cm3

Express the result in:a) g/cm3

b) g/mLc) kg/m3

5.- A piece of wood that measures 3.0 cm by 6.0 cm by 4.0 cm has a mass of 80.0 g. What is thedensity of the wood? Would the piece of wood float in water?Info: density of water: 1.0 g/cm3.

6.- I threw a plastic ball in the pool for my dog to fetch. The mass of the ball was 125 g. Whatmust the volume be to have a density of 0.50 g/mL? I want the ball to float, of course!

7.- Calculate the mass of a liquid with a density of 3.2 g/mL and a volume of 25 mL.

8.- Calculate the density in SI units of a 500 g rectangular block with the following dimensions:length = 8 cm, width = 6 cm and height = 5 cm.

9.- Work out the mass of a solid metal sphere with a density of 4 600 kg/m3 and a diameter of20 cm.

10.- An irregular object with a mass of 18 kg displaces 2.5 L of water when placed into a largeoverflow container. Calculate the density of the object.

11.- An irregular object with a mass of 18 kg displaces 2.5 L of water when placed into a largeoverflow container. Calculate the density of the object in g/mL and in SI units.

12.- Calculate the volume of a cylinder of 200 mm height and 0.4 dam of radius. Express the resultin cm3, dm3 and dL.

13.- A measuring cylinder has a mass of 80 g when empty. When 20 mL of water is added, themeasuring cylinder has a mass of 100 g. If a stone is added to the cylinder, the water levelrises to 45 mL and the total mass is now 156 g. What is the density of the stone in g/mL?

14.- A cup of gold colored metal beads was measured to have a mass of 425 g. By water displace-ment, the volume of the beads was calculated to be 48.0 cm3. Given the following densities,identify the metal: Gold: 19.3 g/mL; copper: 8.86 g/mL; bronze: 9.87 g/mL.

15.- The density of aluminium is 2.70 g/mL. If the mass of a piece of aluminium is 244 g, what isthe volume of the piece? Express the result in:a) mLb) dm3

c) µm3

16.- Express the density of lead (11, 40 g/mL) in SI units.

17.- What is the mass of a cylinder of lead that is 2.50 cm in diameter and 5.50 cm long. Thedensity of lead is 11, 40 g/cm3.


1.- 2 g/mL; 2 · 104 mg/cL2.- 840 dag/daL

3.- 1.4× 10−3 mg/mL

4.- a) 0.85 g/cm3

b) 0.85 g/mLc) 850 kg/m3

5.- 1, 11 g/cm3. It wouldn’t float in water because it is more dense than water.

6.- 250 mL

7.- 80 g

8.- 2 080 kg/m3

9.- 19.27 kg

10.- 7.2 kg/L

11.- 7.2 g/mL; 7 200 kg/m3

12.- 1.00537× 107 cm3; 10 053 dm3; 100 530 dL

13.- 2.24 g/mL

14.- Copper.

15.- 90.37 mL; 0.09037 dm3; 9.037× 1013 µm3

16.- 11 400 kg/m3

17.- 307, 8 g

3. Material systems

15



Chapter 3.- Material Systems.


Sheet 3-1

1.- If a 4 000 g solution of salt contains 40 g of salt, what is its mass percent?2.- 5.0 g of sugar are dissolved in 150 g of water. What is the mass percent of sugar in the solution?

3.- How many grams of sodium bromide, NaBr, are needed to make 50 g of a 5.0 % solution?

4.- How many grams of lithium hydroxide are needed to make 25 g of a 4.0 % solution?

5.- What mass of sodium fluoride, NaF, must be mixed with 25 mL of water to create a 3.5 %solution? The density of water is 1 g/mL.

6.- We dissolve 90 dg of sugar in 0.3 dm3 of water.a) Calculate the sugar percent by mass.b) How many grams of sugar per litre are there?Density of water: 0.98 g/mL.

7.- A 4 g sugar cube is dissolved in a 350 mL teacup of 80◦C water. What is the percent by massof the sugar solution? Given: Density of water at 80◦C is 0.975 g/mL.

8.- Find the concentration in g/L for each of the following solutions:a) 20 g of sodium chloride, NaCl, dissolved in 500 L of solution.b) 2.8 g of sodium bromide in a 200 mL solution.c) 200 mg of potassium chloride, KCl, dissolved in a 75 mL solution.

9.- How many grams of chlorine, Cl2, are needed to make 250 mL of a 4.5 g/L solution?

10.- How many grams of hydrochloric acid, HCl, are needed to make 500 mL of a 2 g/L solution?

11.- Calculate the volume percent ethanol in a solution made by mixing 40.0 mL of ethanol with75.0 mL of water. Calculate the percent by mass of ethanol if the density of water is 1 g/mLand the density of ethanol is 0.79 g/mL.

12.- If the percent by volume is 2.0 % and the volume of solution is 0.25 L what is the volume ofsolute in the solution?

13.- Use the data provided to express the concentration of a solution in the desired unit:a) 15.0 g of gold in a 2.5 dag copper and gold alloy (percent by mass).b) 15.00 cm3 of acetic acid mixed with enough water to make 300.0 mL of vinegar (percent

by volume).c) 2.50 g of potassium chloride is dissolved in enough water to make a 125 cm3 solution (grams

per liter).


1.- 1.0 %

2.- 3.2 %

3.- 2.5 g

4.- 1.0 g

5.- 0.91 g

6.- a) 2.97 %b) Approximately 30 g/L.

7.- The percent by mass of the sugar solution is 1.16 %.

8.- a) 0.04 g/Lb) 14 g/Lc) 1 g/L

9.- 1.1 g

10.- 1.0 g

11.- 34.78 % by volume; 29, 64 % by mass.

12.- 5 mL of solute.

13.- a) 0.60 % by mass.b) 5.0 % by volume.c) 20 g/L

4. Atoms

19



Chapter 4.- Chemical nomenclature I.


Sheet 4-1

1.- Name the following chemicals:a) Cl2b) O2c) Lid) Ale) Cf) Asg) O3h) Br2i) Arj) Ca

2.- Write the formula of the following chemicals:a) sodiumb) aluminiumc) heliumd) coppere) nitrogenf) fluorineg) leadh) silveri) tinj) iodine

3.- Name the following chemicals:a) AuCl3b) SiO2c) NOd) Cl2O3e) PbOf) PbO2g) Al2S3h) SnO2i) Ca2Cj) GaAs

4.- Write the formula of the following chemicals:a) sodium chlorideb) calcium selenidec) potassium oxided) dilithium oxidee) strontium sulphidef) carbon monoxideg) lead dibromideh) magnesium dihydridei) caesium nitridej) beryllium phosphide

5.- Name the following chemicals:a) RbClb) Fe2O3c) Au2Od) Au2O3e) FeOf) CaSg) KIh) As2O3i) HIj) N2O5

6.- Write the formula of the following chemicals:a) yodob) hidrógenoc) hierrod) estañoe) neónf) nitrógenog) bromoh) ozonoi) litioj) kriptón

7.- Write the formula of these chemicals:a) ácido clorhídricob) yoduro de hidrógenoc) amoníacod) fosfinae) ácido selenhídricof) arsinag) sulfuro de hidrógenoh) fluoruro de hidrógenoi) ácido sulfhídricoj) ácido fluorhídrico

8.- Name these chemicals:a) H2Sb) HBrc) NH3d) PH3e) AsH3f) H2Seg) H2Teh) HCli) COj) BH3


1.- a) cloro / dicloro / chlorine / dichlorineb) oxígeno /dioxígeno / oxygen / dioxygenc) litio /lithiumd) aluminio /aluminiume) carbono / carbonf) arsénico /arsenicg) ozono / ozoneh) bromo / dibromo / bromine / dibrominei) argón / argonj) calcio / calcium

2.- a) Na; b) Al; c) He; d) Cu; e) N2; f) F2; g) Pb; h) Ag; i) Sn; j) I23.- a) tricloruro de oro / cloruro de oro(III) / glod trichloride / gold(III) chloride

b) dióxido de silicio / óxido de silicio / silicon dioxide / silicon oxidec) monóxido de nitrógeno / óxido de nitrógeno(II) / nitrogen monoxide / nitrogen(II) oxided) trióxido de dicloro / óxido de cloro(III) / dichlorine trioxide / chlorine(III) oxidee) monóxido de plomo / óxido de plomo(II) / lead monoxide / lead(II) oxidef) dióxido de plomo / óxido de plomo(IV) / lead dioxide / lead(IV) oxideg) trisulfuro de dialuminio / sulfuro de aluminio / dialuminium trisulphide / aluminium sulphideh) dióxido de estaño / óxido de estaño(IV) / tin dioxide / tin(IV) oxidei) carburo de dicalcio / carburo de calcio / dicalcium carbide / calcium carbidej) monoarseniuro de galio / arseniuro de galio / gallium monoarsenide / gallium arsenide

4.- a) NaCl; b) CaSe; c) K2O; d) Li2O; e) SrS; f) CO; g) PbBr2; h) MgH2; i) Cs3N; j) Be3P2

5.- a) monocloruro de rubidio / cloruro de rubidio / rubidium monochloride / rubidium chlorideb) trióxido de dihierro / óxido de hierro(III) / diiron trioxide / iron(III) oxidec) óxido de dioro / óxido de oro(I) / digold oxide / gold(I) oxided) trióxido de dioro / óxido de oro(III) / digold trioxide / gold(III) oxidee) monóxido de hierro / óxido de hierro(II) / iron monoxide / iron(II) oxidef) monosulfuro de calcio / sulfuro de calcio / calcium monosulphide / calcium sulphideg) monoyoduro de potasio / yoduro de potasio / potassium monoiodide / potassium iodideh) trióxido de diarsénico / óxido de arsénico(III) / diarsenic trioxide / arsenic(III) oxidei) yoduro de hidrógeno / ácido yodhídrico / hydrogen monoiodide / hydroiodic acidj) pentaóxido de dinitrógeno / óxido de nitrógeno(V) / dinitrogen pentaoxide / nitrogen(V) oxide

6.- a) I2; b) H2; c) Fe; d) Sn; e) Ne; f) N2; g) Br2; h) O3; i) Li; j) Kr

7.- a) HCl; b) HI; c) NH3; d) PH3; e) H2Se; f) AsH3; g) H2S; h) HF; i) H2S; j) HF

8.- a) sulfuro de hidrógeno / ácido sulfhídrico / hydrogen sulphide / hydrosulphuric acidb) bromuro de hidrógeno / ácido bromhídrico hydrogen bromide / hydrobromic acidc) amoníaco / azano / ammonia / azaned) fosfina / fosfano / phosphine / phosphanee) arsina / arsano / arsine / arsanef) seleniuro de hidrógeno / ácido selenhídrico / hydrogen selenide / hydroselenic acidg) telururo de hidrógeno / ácido telurhídrico / hydrogen teluride / hydroteluric acidh) monóxido de carbono / óxido de carbono(II) / carbon monoxide / carbon(II) oxidei) borano / borane



Chapter 4.- Chemical nomenclature II.


Sheet 4-2

1.- Name the following chemicals:a) HClb) I2c) SiO2d) FeOe) Hef) KBrg) AlI3h) B2O3i) H2Sj) H2

2.- Write the formula of the following chemicals:a) hydrochloric acidb) ammoniac) tin(II) sulphided) chlorinee) beryllium chloridef) mercuryg) phosphineh) hydrosulphuric acidi) gallium arsenidej) led(IV) oxide

3.- Name the following chemicals:a) SnOb) SnO2c) Br2O5d) I2e) KIf) Fe2O3g) HIh) Ci) SiO2j) LiH

4.- Write the formula of the following chemicals:a) magnesium difluorideb) calcium carbidec) gold(III) borided) iron(II) hydridee) arsinef) mercury monoxideg) sodium monoiodideh) strontium bromidei) hydrogenj) silver selenide

5.- Name the following chemicals:a) O2b) Ni2O3c) N2O3d) NH3e) OF2f) CCl4g) SF6h) Mgi) MgF2j) Na2S

6.- Formula las siguientes sustancias:a) ácido clorhídricob) amoníacoc) sulfuro de níquel(II)d) hidruro de talio(III)e) carburo de magnesiof) dióxido de nitrógenog) trióxido de diboroh) arsinai) ácido sulfhídricoj) flúor

7.- Name the following chemicals:a) Na2Seb) COc) CO2d) Al2S3e) ZnTef) HFg) O3h) BaCl2i) H2j) Cd

8.- Formula las siguientes sustancias:a) ácido yodhídricob) yoduro de hidrógenoc) estibinad) sulfuro de potasioe) taliof) óxido de calciog) mononitruro de boroh) siliciuro de cobre(II)i) yodoj) litio


1.- a) cloruro de hidrógeno / ácido clorhídrico / hydrogen chloride / hydrochloric acidb) yodo / diyodo / iodine / diiodinec) dióxido de silicio / óxido de silicio / silicon dioxide / silicon oxided) monóxido de hierro / óxido de hierro(II) / iron monoxide / iron(II) oxidee) helio / heliumf) monobromuro de potasio / bromuro de potasio / potassium monobromide / potassium bromideg) triyoduro de aluminio / yoduro de aluminio / aluminium triiodide / aluminium iodideh) trióxido de diboro / óxido de boro / diboron trioxide / boron oxidei) sulfuro de hidrógeno / ácido sulfhídrico hydrogen sulphide / hydrosulphuric acidj) hidrógeno / dihidrógeno / hydrogen / dihydrogen

2.- a) HCl; b) NH3; c) SnS; d) Cl2; e) BeCl2; f) Hg; g) PH3; h) H2S; i) GaAs; j) PbO2

3.- a) monóxido de estaño / óxido de estaño(II) / tin monoxide / tin(II) oxideb) dióxido de estaño / óxido de estaño(IV) / tin dioxide / tin(IV) oxidec) pentaóxido de dibromo / óxido de bromo(V) / dibromine pentaoxide / bromine(V) oxided) yodo / diyodo iodine / diiodinee) monoyoduro de potasio / yoduro de potasio / potassium monoiodide / potassium iodidef) trióxido de dihierro / óxido de hierro(III) / diiron trioxide / iron(III) oxideg) yoduro de hidrógeno / ácido yodhídrico hydrogen iodide / hydroiodic acidh) carbono / carboni) dióxido de silicio / óxido de silicio / silicon dioxide / silicon oxidej) monohidruro de litio / hidruro de litio / lithium monhydride / lithium hydride

4.- a) MgF2; b) CaC2; c) AuB; d) FeH2; e) AsH3; f) HgO; g) NaI; h) SrBr2; i) H2; j) Ag2Se

5.- a) oxígeno / dioxígeno / oxygen / dioxygenb) trióxido de diníquel / óxido de níquel(III) /dinickel trioxide / nickel(III) oxidec) trióxido de dinitrógeno / óxido de nitrógeno(III) dinitrogen trioxide / nitrogen(III) oxided) amoníaco / trihidruro de nitrógeno / ammonia / nitrogen trihydridee) difluoruro de oxígeno / fluoruro de oxígeno / oxygen difluoride / oxygen fluoridef) tetracloruro de carbono carbon tetrachlorideg) hexafluoruro de azufre / fluoruro de azufre(VI) sulphur hexafluoride / sulphur(VI) fluorideh) magnesio / magnesiumi) difluoruro de magnesio / fluoruro de magnesio magnesium difluoride / magnesium fluoridej) sulfuro de disodio / sulfuro de sodio disodium sulphide / sodium sulphide

6.- a) HCl; b) NH3; c) NiS; d) TlH3; e) Mg2C; f) NO2; g) B2O3; h) AsH3; i) H2S; j) F2

7.- a) seleniuro de disodio / seleniuro de sodio disodium selenide / sodium selenideb) monóxido de carbono / óxido de carbono(II) carbon monoxide / carbon(II) oxidec) dióxido de carbono / óxido de carbono(IV) carbon dioxide / carbon(IV) oxided) trisulfuro de dialuminio / sulfuro de aluminio dialuminium trisulphide / aluminium sulphidee) monotelururo de cinc / telururo de cinc zinc monoteluride / zinc teluridef) fluoruro de hidrógeno / ácido fluorhídrico hydrogen fluoride / hydrofluoric acidg) ozono / trioxígeno ozone / trioxygenh) dicloruro de bario / cloruro de bario barium dichloride / barium chloridei) hidrógeno / dihidrógeno hydrogen / dihydrogenj) cadmio cadmium

8.- a) HI; b) HI; c) SbH3; d) K2S; e) Tl; f) CaO; g) BN; h) Cu2S; i) I2; j) Li

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