Aufgabenblock — AFB I
Zehn Standardaufgaben zum Reproduzieren: Oxidationszahlen bestimmen, Gleichungen ausgleichen, Zellspannungen berechnen und eine Redoxtitration auswerten — quer durch alle Unterkapitel.
Ältere Alkohol-Prüfröhrchen enthalten orangefarbenes Kaliumdichromat, \(\ce{K2Cr2O7}\). Bestimmen Sie die Oxidationszahl des Chrom-Atoms (als Zahl mit Vorzeichen, z. B. 3 oder −2).
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Chlorhaltige Sanitärreiniger enthalten Natriumhypochlorit, \(\ce{NaClO}\). Bestimmen Sie die Oxidationszahl des Chlor-Atoms.
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Beim Thermit-Schweißen von Eisenbahnschienen reagiert Aluminium mit Eisen(III)-oxid: \(\ce{2 Al + Fe2O3}\) \(\ce{-> Al2O3 + 2 Fe}\). Geben Sie an, wie viele Elektronen bei diesem Formelumsatz insgesamt übertragen werden.
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Kupfer löst sich in konzentrierter Salpetersäure unter Bildung von braunem Stickstoffdioxid: \(\ce{Cu + 2 NO3- + $x$ H3O+}\) \(\ce{-> Cu^2+ + 2 NO2 + $y$ H2O}\). Bestimmen Sie den Koeffizienten \(x\) vor \(\ce{H3O+}\).
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Eine Nickel-Halbzelle wird mit einer Silber-Halbzelle zu einer galvanischen Zelle verbunden (Standardbedingungen). Berechnen Sie die Zellspannung mit \(E^\circ(\ce{Ni^2+}/\ce{Ni})=-0{,}26\,\mathrm{V}\) und \(E^\circ(\ce{Ag+}/\ce{Ag})=+0{,}80\,\mathrm{V}\).
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Eine Zinn-Halbzelle (\(c(\ce{Sn^2+})=1\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\), \(25\,{}^\circ\mathrm{C}\)) wird gegen die Standard-Wasserstoffelektrode geschaltet. Das Voltmeter zeigt \(0{,}14\,\mathrm{V}\); das Zinnblech ist der Minuspol. Geben Sie das Standardpotenzial \(E^\circ(\ce{Sn^2+}/\ce{Sn})\) an.
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Zwei Platinbleche tauchen in eine Iod/Iodid-Lösung bzw. in eine Chlor/Chlorid-Lösung (Standardbedingungen); die Lösungen sind über eine Salzbrücke verbunden. Berechnen Sie die Zellspannung mit \(E^\circ(\ce{I2}/\ce{I-})=+0{,}54\,\mathrm{V}\) und \(E^\circ(\ce{Cl2}/\ce{Cl-})=+1{,}36\,\mathrm{V}\).
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\(25{,}0\,\mathrm{mL}\) einer schwefelsauren Lösung von Mohrschem Salz (enthält \(\ce{Fe^2+}\)) werden mit Kaliumpermanganat-Lösung (\(c=0{,}0200\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\)) bis zur bleibenden Rosafärbung titriert. Die Bürettenstände (oberer Meniskusrand) zeigt die Abbildung. Berechnen Sie \(c(\ce{Fe^2+})\).
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Eine Kupfer(II)-chlorid-Lösung wird zwischen Graphitelektroden elektrolysiert. Schätzen Sie die Zersetzungsspannung mithilfe der Standardpotenziale \(E^\circ(\ce{Cu^2+}/\ce{Cu})=+0{,}34\,\mathrm{V}\) und \(E^\circ(\ce{Cl2}/\ce{Cl-})=+1{,}36\,\mathrm{V}\) nach unten ab.
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Der Stapel (Stack) eines Brennstoffzellen-Pkw besteht aus \(370\) in Reihe geschalteten PEM-Zellen. Im Betrieb liefert jede Zelle \(0{,}70\,\mathrm{V}\). Berechnen Sie die Spannung des Stapels.
