Aufgaben zum Diagnosebogen für die Kursstufe

CHEMIE
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Mischt man Eisen und Schwefel und entzündet diese Mischung dann mit einem heißen Metalldraht, so glüht die Mischung auf. Danach erhält man ein graues Produkt, das spröde und nicht mehr magnetisch ist.
Verdeutliche mit Hilfe eines Teilchenmodells den Unterschied zwischen der Mischung aus Eisen und Schwefel und dem
grauen Produkt.
In einer Mischung liegen Eisen, Sand und Kochsalz vor.
Plane ein Verfahren zur Trennung dieses Gemisches, so dass nach der Trennung alle Stoffe als Reinstoffe vorliegen.
Definiere die Stoffeigenschaft "Dichte".
Beschreibe einen Versuch, mit dem Du die Dichte eines unregelmäßig geformten Eisenstücks ermitteln kannst und beschreibe die Auswertung des Versuchs.
Eine Messung hat ergeben, dass ein Ring, der angeblich aus Silber besteht, ein Volumen von 2,5 cm3 und eine Masse von
19,5 g hat.
Überprüfe, ob dieser Ring tatsächlich aus reinem Silber besteht.
Definiere den Begriff "Chemische Reaktion".
Erkläre anhand der in Aufgabe 1 beschriebenen Tatsachen den Vorgang bei einer chemischen Reaktion.
Fertige für die exotherme Reaktion von Eisen mit Schwefel zu Eisensulfid ein vollständig beschriftetes Energie-Zeit-Diagramm an.
Ermittle mit Hilfe des Periodensystems die Verhältnisformeln der folgenden Verbindungen:
a) Na / Cl b) Mg / S c) Ca / F d) C / O
Stelle für die folgenden Reaktionen jeweils eine vollständige Reaktionsgleichung auf.
a) Natrium reagiert mit Chlor
b) Magnesium reagiert mit Schwefel
c) Calcium reagiert mit Fluor
d) Kohlenstoff reagiert mit Sauerstoff
Benenne die bei den Reaktionen 10a bis 10d entstehenden Verbindungen.
Formuliere das Gesetz der Erhaltung der Masse bei einer chemischen Reaktion.
Für die Reaktion zwischen Eisen und Schwefel gilt das Gesetz der Erhaltung der Masse.
Plane einen Versuch, mit dem das Gesetz bestätigt werden kann.
Formuliere das Gesetz der konstanten Massenverhältnisse.
Berechne für die Reaktion zwischen Magnesium in Brom das Massenverhältnis, in dem die beiden Elemente miteinander
reagieren.
Erkläre den Begriff Stoffportion.
Erkläre den Begriff Stoffmenge.
Gib an, in welcher Einheit die Stoffmenge angegeben wird und wie die Stoffmenge mit der absoluten Anzahl der Teilchen
in einer Stoffportion verknüpft ist.
Berechne die Molmassen von
a) Wasser b) Kohlenstoffdioxid
Berechne die Stoffmenge von Wasser in einer Stoffportion der Masse m(H 2O) = 10 g.
Bei der Reaktion von Magnesium mit Schwefel wird eine Stoffportion Magnesium von m(Mg) = 100 g mit einer genügenden Menge an Schwefel zur Reaktion gebracht.
Berechne die Masse der entstehenden Stoffportion an Magnesiumsulfid.
Berechne die Masse der für diese Reaktion benötigten Stoffportion an Schwefel.
Nenne den Satz von Avogadro.
Gib das Molvolumen für Raumtemperatur an und begründe, warum das Molvolumen für 0 °C kleiner ist.
Berechne das Volumen bei Raumtemperatur für
a) n(Chlorwasserstoff) = 0,05 mol b) n(Chlor) = 2,5 mol
Eine Sauerstoffportion hat bei Raumtemperatur das Volumen V = 100 L.
Berechne die Stoffmenge der Sauerstoff-Teilchen (O2) in dieser Portion und deren Masse.
Gib die Lewis-Formeln ("Kurzschreibweise") für folgende Atome an:
a) Aluminium-Atom b) Sauerstoff-Atom c) Schwefel-Atom d) Chlor-Atom
Erkläre für die in Aufgabe angeführten Atome die Bildung der Ionen aus den Atomen und begründe damit die Ladung der
Ionen.
Gib das Verhältnis der Ionen in den Ionengittern folgender Salze an:
a) Natriumchlorid b) Calciumoxid c) Magnesiumiodid d) Aluminiumoxid
Formuliere für die Bildung der Salze aus Aufgabe 26 jeweils eine Reaktionsgleichung in Verhältnisformeln.
Zeichne den Aufbau eines Versuches zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit einer Kochsalzlösung und beschrifte alle
Bauteile.
Begründe, warum ein festes Salz elektrischen Strom nicht leitet, das geschmolzene Salz dagegen schon.
Beschreibe einen Nachweis für Chlorid-Ionen und erkläre die chemischen Vorgänge unter Verwendung einer Reaktionsgleichung.
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31 Zeichne für Lithium einen Ausschnitt aus dem Metallgitter.
Beschreibe die Bewegung der Ladungsträger, wenn ein Lithium-Stück mit dem Plus- und Minuspol einer Batterie leitend
verbunden wird.
32 Gib für Methan (CH4) die Verhältnisformel und die Formel in Lewis-Schreibweise an.
Gib an, welche Informationen über Methan-Moleküle, Du aus den Formeln jeweils ablesen kannst.
33 Schreibe die Lewis für folgende Moleküle auf:
a) Chlorwasserstoff b) Kohlenstoffdioxid c) Stickstoff d) Siliziumtetrachlorid
34 Erkläre aus der Elektronenverteilung von Wasserstoff- und Sauerstoff-Atomen, warum im Wassermolekül zwei H-Atome
an ein Sauerstoff-Atom gebunden sind und erläutere den Zusammenhalt dieser Atome in einem Wasser-Molekül.
35 Formuliere für die Bildung von Wasser aus den Elementen eine Reaktionsgleichung in Lewis-Schreibweise.
36 Formuliere für die Bildung von Chlorwasserstoff eine Reaktionsgleichung in Lewis-Schreibweise.
37 Nenne die drei Arten zwischenmolekularer Kräfte.
38 Erkläre am Beispiel von Helium, wie die van-der-Waals-Kräfte zustande kommen.
Verwende dabei auch entsprechende Bilder.
39 Definiere den Begriff Elektronegativität.
40 Entscheide bei den folgenden Molekülen, ob es sich um polare oder unpolare Moleküle handelt und begründe Deine
Angaben:
a)
b)
c)
d)
e)
41 Begründe bei den folgenden Stoffen, ob es zwischen den Molekülen dieser Stoffe zur Ausbildung von Wasserstoffbrücken kommen kann.
a)
b)
c)
d)
e)
42 Erkläre, warum Wasser eine Siedetemperatur von 100 °C hat, während Schwefelwasserstoff bei Raumtemperatur ein Gas
ist.
43 Begründe, dass die Wasserstoffverbindungen der Gruppe IV alle unpolar sind.
Erkläre damit, warum die Siedetemperatur von SiH4 höher sein muss, als die Siedetemperatur von CH 4.
44 Bei der Reaktion von Kupferoxid mit Zink bilden sich Kupfer und Zinkoxid gemäß folgender Reaktionsgleichung:
CuO + Zn  Cu + ZnO
Definiere die Begriffe Reduktion, Oxidation, Reduktionsmittel, Oxidationsmittel und Redoxreaktion nach der "alten
Sauerstoffdefinition" und verdeutliche Deine Aussagen anhand der beschriebenen Reaktion.
Gib die "umfassende Elektronendefinition" der oben genannten Begriffe an.
Formuliere für die Reaktion von Kupferoxid mit Zink eine Reaktionsgleichung in Ionenschreibweise und verdeutliche daran die genannten Begriffe.
45 Formuliere für die Reaktion von Magnesium mit Chlor die Teilreaktionen für Reduktion und Oxidation und fasse diese zu
einer Gesamtgleichung zusammen.
46 Zink reagiert mit Iod in einer freiwilligen Reaktion zu Zinkiodid.
Durch Elektrolyse von Zinkiodid kann man wieder Zink und Iod erhalten.
Formuliere für beide Vorgänge jeweils die Teilgleichungen der Reduktion und Oxidation.
Begründe, warum Zink mit Iod freiwillig reagiert.
Erkläre, durch welche Vorgänge man die Bildung von Zink und Iod aus Zinkiodid erzwingen kann.
47 Erläutere den Aufbau einer Anordnung, mit der man aus Zinkiodid wieder Zink und Iod erhalten kann. Skizziere diese
Anordnung.
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48 Gegeben ist ein Ausschnitt aus einer Redoxtabelle:
Begründe, ob in folgenden Versuchen eine Reaktion erfolgt, oder nicht:
a) Ein Cobalt-Stab taucht in eine Zinkchlorid-Lösung ein.
b) Ein Zink-Stab taucht in eine Cobaltchlorid-Lösung ein.
c) Eine Mischung aus Nickeloxid und Zink wird erhitzt.
49 Definiere den Begriff "Oxidationszahl".
50 Bestimme die Oxidationszahlen aller Atome in den folgenden Formeln:
a) CO2 b) H2O c) H2SO4 d) MnO4-
e)
f)
g)
h)
51 Ermittle in folgender Reaktionsgleichung die Oxidationszahlen aller Atome.
Kennzeichne die Vorgänge der Reduktion und der Oxidation und gib an, wer als Oxidationsmittel und wer als Reduktionsmittel fungiert hat.
52 Schreibe die Verhältnisformeln folgender Verbindungen auf:
a) Kupfer(I)-oxid b) Kupfer(II)-oxid c) Natriumsulfat(VI) d) Natriumsulfat(IV)
53 Definiere die Begriffe "Säure" und Base" nach Brönsted.
54 Formuliere für die Reaktion von Chlorwasserstoff mit Wasser eine Reaktionsgleichung in Lewis-Formeln.
Kennzeichne die Säure und die Base.
55 Formuliere für die Reaktion von Ammoniak (NH3) mit Wasser eine Reaktionsgleichung in Lewis-Formeln.
Beachte dabei, dass hier eine alkalische Lösung entsteht.
Kennzeichne Säure und Base.
56 Begründe für die folgenden Stoffe, ob sie als Säure und/oder als Base reagieren können.
a)
b)
c)
d)
e)
57 Gib die Verhältnisformeln von
a) Kohlensäure b) Schwefelsäure c) Phosphorsäure alternativ Salpetersäure
an.
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58 Erkläre unter Verwendung einer Reaktionsgleichung wie aus Chlorwasserstoff eine saure Lösung entsteht.
59 Beschreibe die pH-Skala und erkläre, wie man an Hand des pH-Wertes eine Unterscheidung zwischen sauren, neutralen
und alkalischen Lösungen treffen kann.
Erkläre, worin der Unterschied einer Lösung mit pH = 3 und einer Lösung mit pH = 6 besteht.
60 Erkläre an Hand der Reaktion von Salzsäure mit Natronlauge den Vorgang bei der Neutralisation.
Verwende dabei auch eine Reaktionsgleichung in Lewis-Formeln und Ionenschreibweise.
61 Beschreibe einen Versuch, bei dem Salzsäure mit Natronlauge neutralisiert werden kann.
Beschreibe die Durchführung und erkläre, wie Du die Neutralität der erhaltenen Lösung zeigen kannst.
62 Definiere den Begriff Stoffmengenkonzentration und gib an, in welcher Einheit die Stoffmengenkonzentration einer Lösung angegeben wird.
63 Es wird eine Stoffportion Natriumhydroxid der Masse m(NaOH) = 10 g abgewogen. Diese Portion wird zunächst in Wasser aufgelöst und dann mit weiterem Wasser zu einer Lösung von Volumen V= 250 mL aufgefüllt.
Berechne die Stoffmengenkonzentration dieser Lösung.
64 Definiere den Begriff Massenkonzentration und gib an, in welcher Einheit die Massenkonzentration angegeben wird.
65 Eine Natronlauge hat die Stoffmengenkonzentration c(NaOH) = 0,5 mol/L.
Berechne die Massenkonzentration dieser Lösung.
66 Definiere den Begriff Massenanteil.
Entscheide, welche Einheiten für die Angabe eines Massenanteils möglich sind:
a) g/ g b) g/100 g c) % d) g/ml e) mol/g f) g/mol
67 Ein Speiseessig hat die Stoffmengenkonzentration c(Essigsäure) = 1,2 mol/L.
Berechne den Massenanteil der Essigsäure in diesem Essig.
Hinweis: Die Dichte des Essigs kann näherungsweise mit der Dichte von Wasser gleichgesetzt werden.
68 Bronze ist eine Legierung aus Kupfer und Zinn.
Für eine bestimmte Glockenbronze werden Kupfer und Zinn im Teilchenverhältnis 3:1 gemischt.
Berechne den Massenanteil des Kupfers und den Massenanteil des Zinns in dieser Bronze.
69 Durch eine Titration soll die Konzentration einer gesättigten Lösung von Calciumhydroxid ermittelt werden.
Plane und beschreibe den Versuchsaufbau, die Durchführung und den Gang der Auswertung dieser Titration.
70 Bei einer Neutralisations-Titration wird eine Stoffportion Calciumhydroxid-Lösung mit dem Volumen V = 10 mL durch
Zutropfen von Salzsäure der Konzentration c = 0,01 mol/L neutralisiert.
Als Indikator wird Bromthymolblau zugesetzt. Die Lösung zeigt eine Farbänderung nach Zugabe von V = 2,2 mL an Salzsäure.
Berechne aus diesen Daten die Konzentration der Calciumhydroxid-Lösung in mol/ L und deren Massenkonzentration in
g/L.
71 Ordne die folgenden Stoffe einer Stoffklasse der organischen Chemie zu:
a)
d)
g)
b)
c)
e)
f)
h)
72 Benenne die Stoffe, deren Strukturformeln in Aufgabe 71 wiedergegeben sind, gemäß den Nomenklaturregeln.
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73 Schreibe die Strukturformeln folgender Verbindungen auf:
a) Propan b) 2-Methylpropan c) 2,3-Dimethylpentan d) Propan-1-ol e) Propan-2-ol
f) Propanal g) Propanon h) Propansäure i) Propansäureethylester j) Propylethanoat
k) But-1-en l) But-1-in m) cis-But-2-en
74 Mache für die Stoffe, deren Strukturformeln im Folgenden wiedergegeben sind, jeweils eine Aussage, welche Kräfte zwischen den Teilchen dieser Stoffe wirken und begründe Deine Angaben.
a)
d)
b)
c)
e)
f)
75 Begründe, warum die Siedetemperatur des Stoffes b) aus Aufgabe 74 niedriger ist, als die Siedetemperatur des Stoffes
d).
Begründe außerdem, warum die Siedetemperatur des Stoffes c) höher ist, als die Siedetemperatur des Stoffes d).
76 Begründe, warum sich die Stoffe a) und b) aus Aufgabe 74 schlecht in Wasser, aber gut in Benzin lösen, während sich der
Stoff e) gut in Wasser, aber schlecht in Benzin löst.
77 Begründe aus der Struktur der Teilchen von Ethanol, warum Ethanol sowohl als Säure als auch als Base reagieren kann.
Formuliere für die Reaktion von Ethanol mit Chlorwasserstoff eine Reaktionsgleichung in Strukturformeln und kennzeichne Säure und Base.
78 Beschreibe ein Experiment, mit dem Du zeigen kannst, dass Ethanol als Säure reagieren kann.
79 Beschreibe ein Experiment, mit dem Du zeigen kannst, dass Ethanol als Base reagiert.
80 Schreibe für jeweils einen primären, einen sekundären und einen tertiären Alkohol eine Strukturformel auf und benenne
jeweils den Alkohol nach den Nomenklaturregeln.
81 Propan-1-ol wird mit Hilfe von Kupfer(II)-oxid zu Propanal oxidiert.
Formuliere dazu eine Reaktionsgleichung in Struktur- bzw. Lewis-Formeln.
Kennzeichne die Vorgänge der Reduktion und Oxidation und begründe Deine Angabe.
Gib die Strukturformel des Alkohols an, der oxidiert werden muss, um Butanon herzustellen.
82 Erstelle eine Versuchsdurchführung zur Oxidation von Ethanol; dabei soll Ethanal entstehen.
83 Formuliere für die Reaktion von Ethansäure mit Wasser eine Reaktionsgleichung unter Verwendungen von Strukturformeln.
Begründe, warum hierbei eine saure Lösung entsteht.
84 Formuliere für die Bildung von Propansäuremethylester (Methylpropanoat) eine Reaktionsgleichung in Strukturformeln.
85 Schreibe die Strukturformeln folgender Ester auf:
a) Essigsäureethylester b) Butansäureethylester c) Ethansäurebutylester
d) Ethylethanoat e) Propylbutanoat
86 Schreibe für ein Fett eine allgemeine Strukturformel auf.
Ordne dieses Fett in eine Dir bekannte Stoffklasse der organischen Chemie ein.
87 Erkläre am Beispiel des Polyethen das Aufbauprinzip eine Makromoleküls.
88 Ordne den folgenden Reaktionen die Begriffe "Substitution" , "Addition" bzw. "Kondensation" zu und begründe jeweils
Deine Aussage.
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