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Übung — AFB II (Anwenden)

Zehn Sachaufgaben zu Formeln, Gleichungen und Massen — rechnen in mehreren Schritten.

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Aufgabenblock — AFB II

Zehn Sachaufgaben aus dem ganzen Kapitel: erst die Situation übersetzen, dann in mehreren Schritten rechnen — mit gestuften Tipps, wenn du nicht weiterkommst.

A1
Silbersulfid
AFB II

Silber läuft in schwefelhaltiger Luft schwarz an; es bildet sich Silbersulfid. Analyse: 21,6 g Silber sind mit 3,2 g Schwefel verbunden (Ag 108 u, S 32 u).

Bestimme a) den Anzahlwert von Ag, b) den von S, c) den Index von Ag in der Formel AgxS.

Ansatz: Masse durch Atommasse teilen.
Rechenweg: a) 21,6 : 108 b) 3,2 : 32 c) 0,2 : 0,1.
Lösung: a) 0,2 b) 0,1 c) 2 → Ag₂S
Vollständige Lösung
Das Verhältnis 0,2 : 0,1 = 2 : 1 ergibt die Verhältnisformel Ag₂S.
A2
Ausgleichen: Eisen und Chlor
AFB II

Eisen reagiert mit Chlor zu Eisenchlorid: ? Fe + ? Cl₂ → ? FeCl₃.

Gib die kleinsten ganzzahligen Koeffizienten an.

Ansatz: Chlor: kgV von 2 und 3 ist 6.
Rechenweg: 3 Cl₂ ergeben 6 Cl → 2 FeCl₃ → 2 Fe.
Lösung: 2 Fe + 3 Cl₂ → 2 FeCl₃
Vollständige Lösung
Chlor zuerst: 6 Cl-Atome auf beiden Seiten, dann Eisen anpassen.
A3
Ausgleichen: Methan
AFB II

Erdgas (Methan) verbrennt: CH₄ + ? O₂ → CO₂ + ? H₂O.

Bestimme die fehlenden Koeffizienten.

Ansatz: Erst H, dann O.
Rechenweg: 4 H → 2 H₂O; O rechts: 2 + 2 = 4 → 2 O₂.
Lösung: CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O
Vollständige Lösung
Probe: C 1 : 1, H 4 : 4, O 4 : 4.
A4
Masse aus der Gleichung
AFB II

2 Cu + O₂ → 2 CuO (Cu 64 u, O 16 u). Ein Kupferblech wiegt 32 g und wird vollständig oxidiert.

a) Wie viel Sauerstoff wird gebunden? b) Wie viel Kupferoxid entsteht?

g
g
Ansatz: Massenverhältnis 128 : 32 : 160.
Rechenweg: 32 g sind ein Viertel von 128.
Lösung: a) 8 g b) 40 g
Vollständige Lösung
128 : 32 : 160 = 4 : 1 : 5 → 32 g : 8 g : 40 g.
A5
Ammoniak herstellen
AFB II

N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃ (N 14 u, H 1 u).

a) Wie viel Wasserstoff braucht man für 56 kg Stickstoff? b) Wie viel Ammoniak entsteht?

kg
kg
Ansatz: Massen in u: 28 : 6 : 34.
Rechenweg: 56 kg = 2 · 28.
Lösung: a) 12 kg b) 68 kg
Vollständige Lösung
Faktor 2: 2 · 6 kg = 12 kg Wasserstoff; 56 kg + 12 kg = 68 kg Ammoniak.
A6
Überschuss beim Zinksulfid
AFB II

Zink und Schwefel reagieren zu ZnS (Zn 65 u, S 32 u). Man setzt 13 g Zink und 8 g Schwefel ein.

a) Wie viel Schwefel reagiert? b) Wie viel Schwefel bleibt übrig? c) Wie viel Zinksulfid entsteht?

g
g
g
Ansatz: 13 g Zink sind 0,2 · 65.
Rechenweg: a) 0,2 · 32 b) 8 − 6,4 c) 13 + 6,4.
Lösung: a) 6,4 g b) 1,6 g c) 19,4 g
Vollständige Lösung
Schwefel im Überschuss: 1,6 g bleiben übrig.
A7
Molekülmassen vergleichen
AFB II

Traubenzucker hat die Formel C₆H₁₂O₆ (C 12 u, H 1 u, O 16 u).

a) Berechne die Molekülmasse. b) Wie viele Wassermoleküle (18 u) wiegen zusammen genauso viel?

u
Ansatz: Anzahl · Atommasse addieren.
Rechenweg: a) 72 + 12 + 96 b) 180 : 18.
Lösung: a) 180 u b) 10
Vollständige Lösung
Ein Traubenzuckermolekül ist so schwer wie zehn Wassermoleküle.
A8
Kalkbrennen
AFB II

Ein Kalkwerk brennt 400 t Kalkstein: CaCO₃ → CaO + CO₂ (100 u, 56 u, 44 u).

a) Wie viel Branntkalk entsteht? b) Wie viel Kohlenstoffdioxid entweicht?

t
t
Ansatz: Massenverhältnis 100 : 56 : 44.
Rechenweg: Faktor 4.
Lösung: a) 224 t b) 176 t
Vollständige Lösung
400 t · 0,56 = 224 t; 400 t · 0,44 = 176 t.
A9
Kupferkreislauf
AFB II

2 CuO + C → 2 Cu + CO₂ (Cu 64 u, O 16 u, C 12 u). Man hat 16 g Kupferoxid.

a) Wie viel Kohlenstoff wird mindestens gebraucht? b) Wie viel Kupfer entsteht?

g
g
Ansatz: 2 CuO = 160 u, C = 12 u, 2 Cu = 128 u.
Rechenweg: 16 g = 0,1 · 160.
Lösung: a) 1,2 g b) 12,8 g
Vollständige Lösung
Faktor 0,1 g pro u: 1,2 g Kohlenstoff, 12,8 g Kupfer.
A10
Verhältnisformel aus Prozent
AFB II

Ein Stickstoffoxid besteht zu 30 % aus Stickstoff und 70 % aus Sauerstoff (N 14 u, O 16 u). Betrachte 100 g.

a) Anzahlwert N b) Anzahlwert O (auf zwei Stellen) c) Index von O in NOx (gerundet)

Ansatz: 30 g N und 70 g O.
Rechenweg: a) 30 : 14 b) 70 : 16 c) 4,38 : 2,14.
Lösung: a) 2,14 b) 4,38 c) 2 → NO₂
Vollständige Lösung
Verhältnis ≈ 1 : 2,04 → NO₂ (Stickstoffdioxid).