Eine Messreihe mit Kupfer
AFB I–IIEine Klasse erhitzt verschiedene Portionen Kupfer mit überschüssigem Schwefel zu Kupfersulfid und wiegt das Produkt. Ergebnisse: 1,0 g Kupfer → 1,25 g; 2,0 g → 2,5 g; 3,0 g → 3,75 g; 4,0 g → 5,0 g Kupfersulfid.
- Bestimme für jede Portion die Masse des gebundenen Schwefels.
- Werte die Messreihe aus und formuliere das Ergebnis.
- Deute das Ergebnis mit dem Atommodell (Cu 63,5 u, S 32 u).
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
0,25 g; 0,5 g; 0,75 g; 1,0 g Schwefel.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
Für alle Portionen gilt m(Cu) : m(S) = 4 : 1. Das Massenverhältnis ist konstant — Gesetz der konstanten Proportionen.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
N(Cu) : N(S) = (4 : 63,5) : (1 : 32) ≈ 0,063 : 0,031 = 2 : 1. Im Kupfersulfid kommen zwei Kupferatome auf ein Schwefelatom (Cu₂S) — deshalb ist das Massenverhältnis fest.
Zu viel des Guten
AFB II–IIIJonas mischt für einen Versuch 10 g Eisenpulver mit 10 g Schwefelpulver, um möglichst viel Eisensulfid zu erhalten. Eisen und Schwefel reagieren im Massenverhältnis 7 : 4.
- Berechne, wie viel Eisensulfid höchstens entsteht und welcher Stoff übrig bleibt.
- Beurteile Jonas’ Idee, durch mehr Schwefel mehr Produkt zu bekommen.
- Entwickle eine Mischung für 22 g Eisensulfid ohne Überschuss.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
10 g Eisen brauchen 10 · 4/7 ≈ 5,7 g Schwefel. Es entstehen etwa 15,7 g Eisensulfid; etwa 4,3 g Schwefel bleiben übrig.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
Die Idee geht nicht auf: Die Menge an Eisen begrenzt das Produkt. Zusätzlicher Schwefel bleibt ungenutzt übrig und verbrennt beim Erhitzen zum Teil zu giftigem Schwefeldioxid.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
22 g : 11 = 2 g pro Teil: 14 g Eisen und 8 g Schwefel.