Wissen und Reproduzieren
16 PunkteGib jeweils an, wie viele Elektronen abgegeben bzw. aufgenommen werden.
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)
Erwartungshorizont: a) \(\mathrm{Ca}\longrightarrow\mathrm{ Ca^{2+}}+\mathrm{2\,e^-}\) (1 P) b) \(\mathrm{Br_2}+\mathrm{2\,e^-}\longrightarrow\mathrm{ 2\,Br^-}\) (1 P) c) \(\mathrm{Fe^{3+}}+\mathrm{3\,e^-}\longrightarrow\mathrm{ Fe}\) (1 P) d) \(\mathrm{Fe^{2+}}\longrightarrow\mathrm{ Fe^{3+}}+\mathrm{e^-}\) — nur ein Elektron, die übrigen hat das Ion schon abgegeben (1 P).
Gegeben sind \(\mathrm{Mg}+\mathrm{Cu^{2+}}\longrightarrow\mathrm{ Mg^{2+}}+\mathrm{Cu}\) und \(\mathrm{HNO_3}+\mathrm{H_2O}\longrightarrow\mathrm{ H_3O^+}+\mathrm{NO_3^-}\).
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)
Erwartungshorizont: Mg gibt Elektronen ab → Reduktionsmittel; \(\mathrm{Cu^{2+}}\) nimmt sie auf → Oxidationsmittel; \(\mathrm{HNO_3}\) gibt ein Proton ab → Säure; \(\mathrm{H_2O}\) nimmt es auf → Base. Je 1 P.
Metallstücke werden in Salzlösungen gestellt.
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)
Erwartungshorizont: Reaktion, wenn das Metall-Atom unedler ist als das Metall der Ionen: Mg vor Cu, Fe vor Pb, Cu vor Ag. Keine Reaktion bei Ag/Zn²⁺, Pb/Mg²⁺, Au/Fe²⁺. Punkte anteilig, je Fehlklick Abzug.
Die mittlere Bindungsenergie der N–H-Bindung beträgt 391 kJ/mol.
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)
Erwartungshorizont: a) Ein \(\mathrm{NH_3}\) hat drei N–H-Bindungen: \(3\cdot 391=1173\ \mathrm{kJ}\) (2 P). b) \(\Delta E<0\): exotherm, \(E_{\text{Bilden}}>E_{\text{Spalten}}\) (2 P).
Zusammenhänge herstellen
22 PunkteEin Gemisch aus Aluminiumpulver und Iod reagiert nach Zugabe eines Wassertropfens heftig zu Aluminiumiodid. Es werden 0,54 g Aluminium umgesetzt \((M(\mathrm{Al})=27\ \mathrm{g/mol},\ M(\mathrm{AlI_3})=407{,}7\ \mathrm{g/mol})\).
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)
Erwartungshorizont: Oxidation \(\mathrm{Al\longrightarrow Al^{3+}+3\,e^-}\;|\cdot 2\), Reduktion \(\mathrm{I_2+2\,e^-\longrightarrow 2\,I^-}\;|\cdot 3\), gesamt \(\mathrm{2\,Al}+\mathrm{3\,I_2}\longrightarrow\mathrm{ 2\,AlI_3}\): a) 2 (1 P) b) 3 (1 P) c) kgV(3, 2) = 6 Elektronen (2 P) d) \(n(\mathrm{Al})=0{,}54:27=0{,}02\ \mathrm{mol}=n(\mathrm{AlI_3})\), \(m=0{,}02\cdot 407{,}7\approx 8{,}15\ \mathrm{g}\) (2 P).
Ethen \(\mathrm{H_2C{=}CH_2}\) verbrennt: \(\mathrm{C_2H_4}+\mathrm{3\,O_2}\longrightarrow\mathrm{ 2\,CO_2}+\mathrm{2\,H_2O}\). Bindungsenergien in kJ/mol: C=C 614, C–H 413, O=O 498, C=O 799, O–H 463.
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)
Erwartungshorizont: a) \(614+4\cdot 413+3\cdot 498=614+1652+1494=3760\ \mathrm{kJ}\) (2 P) b) \(4\cdot 799+4\cdot 463=3196+1852=5048\ \mathrm{kJ}\) (2 P) c) \(\Delta E=3760-5048=-1288\ \mathrm{kJ}\) (1 P) d) exotherm, weil \(\Delta E<0\) (1 P).
Ein Magnesiumband (0,243 g) wird in Silbernitratlösung gegeben und löst sich vollständig auf; es bildet sich ein grauer Silberbelag \((M(\mathrm{Mg})=24{,}3\ \mathrm{g/mol},\ M(\mathrm{Ag})=108\ \mathrm{g/mol})\).
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)
Erwartungshorizont: a) Mg gibt 2 Elektronen ab, jedes \(\mathrm{Ag^+}\) nimmt 1 auf: \(\mathrm{Mg}+\mathrm{2\,Ag^+}\longrightarrow\mathrm{ Mg^{2+}}+\mathrm{2\,Ag}\) (2 P). b) \(n(\mathrm{Mg})=0{,}243:24{,}3=0{,}01\ \mathrm{mol}\), \(n(\mathrm{Ag})=0{,}02\ \mathrm{mol}\), \(m=0{,}02\cdot 108=2{,}16\ \mathrm{g}\) (Stoffmenge 1 P, Verhältnis 1 P, Masse 1 P).
Calcium reagiert mit Wasser; es entsteht ein brennbares Gas, und Phenolphthalein färbt die Lösung pink: \(\mathrm{Ca}+\mathrm{2\,H_2O}\longrightarrow\mathrm{ Ca^{2+}}+\mathrm{2\,OH^-}+\mathrm{H_2}\).
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)
Erwartungshorizont: \(\mathrm{Ca}\longrightarrow\mathrm{ Ca^{2+}}+\mathrm{2\,e^-}\): Calcium ändert seine Ladung, gibt Elektronen ab (Donator, Reduktionsmittel). Wasser nimmt sie auf: \(\mathrm{2\,H_2O}+\mathrm{2\,e^-}\longrightarrow\mathrm{ H_2}+\mathrm{2\,OH^-}\) — Redoxreaktion, das Gas ist Wasserstoff. Dass eine Base entsteht, bestimmt nicht den Reaktionstyp. Punkte anteilig, je Fehlklick Abzug.
Verallgemeinern und beurteilen
12 PunkteBeurteile die Aussagen.
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)
Erwartungshorizont: Wahr sind 1 (Opferwirkung des unedleren Metalls), 3 (Aktivierungsenergie) und 5 (Wasser gegenüber \(\mathrm{HCl}\) Base, gegenüber \(\mathrm{NH_3}\) Säure). Falsch: Silber steht rechts vom Wasserstoff; bei der Fällung bleiben alle Ladungen gleich; entscheidend ist nicht die Zahl, sondern die Stärke der Bindungen. Punkte anteilig, je Fehlklick Abzug.
Ein Stück eines unbekannten Metalls M, das zweifach positive Ionen bildet, wird in Kupfer(II)-sulfatlösung gelegt. 1,308 g des Metalls lösen sich vollständig auf, dabei scheiden sich 1,27 g Kupfer ab \((M(\mathrm{Cu})=63{,}5\ \mathrm{g/mol})\).
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)
Erwartungshorizont: a) \(n(\mathrm{Cu})=1{,}27:63{,}5=0{,}02\ \mathrm{mol}\) (2 P). b) Verhältnis 1 : 1, also \(n(\mathrm{M})=0{,}02\ \mathrm{mol}\) und \(M=1{,}308\ \mathrm{g}:0{,}02\ \mathrm{mol}=65{,}4\ \mathrm{g/mol}\) (2 P). c) Zink (\(65{,}4\ \mathrm{g/mol}\)); es steht links von Kupfer und kann \(\mathrm{Cu^{2+}}\) reduzieren — Silber könnte das nicht (2 P).
Ergebnis
| Aufgabe | Thema | Punkte |
|---|
Notenschema
| Punkte | Note | Beurteilung |
|---|---|---|
| 46 – 50 P | 1 | sehr gut |
| 40 – 45 P | 2 | gut |
| 30 – 39 P | 3 | befriedigend |
| 22 – 29 P | 4 | ausreichend |
| 12 – 21 P | 5 | mangelhaft |
| 0 – 11 P | 6 | ungenügend |