Übungsaufgaben - Technische Universität Braunschweig

Ausgewählte Übungsfragen - Grundlagen der Anorganischen Chemie
1) Wie wird Natrium hergestellt, welche Struktur hat es, wie reagiert es
a) mit Luft
b) mit Alkohol
(Reaktionsgl.)
2) Vergleichen Sie die Strukturen von NaCl, CsCl, BeO
3) Vergleichen Sie H2 O und H2 S : Siedepunkt, Säurestärke
(ebenso: HF/HCl oder NH3 /PH3 )
4) a) Skizzieren Sie die Struktur von Chlortrifluorid.
b) Flüssiges BrF 3 hat eine gewisse elektrische Leitfähigkeit. Welche Teilchen transportieren
den Strom, schlagen Sie ihre Strukturen vor.
5) Vergleichen Sie die Dissoziationsenergien von F2 , Br 2 , Cl 2
6) Nennen Sie drei Edelgasverbindungen. Strukturen!
7) Erläutern Sie zwei technische Verfahren zur Darstellung von Chlor
8) Wichtige technische Verfahren: Darstellung von a) Soda b) Wasserstoffperoxid
c) Ammoniak, Hydrazin und Salpetersäure d) Schwefelsäure e) Natriumthiosulfat
f) Phosphor g) Phosphorsäure h) Silicone j) Silicium k) Aluminium
9) Vergleichen Sie die Strukturen von Bortribromid und Aluminiumtribromid
10) Skizzieren Sie die Struktur von
SO3 , (SO 3 )3 , H2 S2 O7 , H2 S2 O8
11) Wie reagiert Natriumthiosulfat (Struktur?)
(Reaktionsgleichnugen)
a) mit Chlor
b) mit Iod
12) Wie reagieren folgende Elemente mit Natronlauge:
a) Chlor b) Phosphor c) Aluminium d) Silicium
13) Versuchen Sie die Bindungsverhältnisse in Diboran zu erklären
c) mit HCl ?
14) Welche Produkte entstehen bei der Hydrolyse von
a) PBr3 b) NBr3 c) AlBr3
15) Vergleichen Sie qualitativ die Stärken folgender Säuren:
a) HClO4 /HClO3 /HOCl b) H2 SO4 /H3 PO4 /H3 PO3 c) HNO3 /H2 CO3 /H3 BO3
16) Warum reagieren a) Chlorwasser b) SO2 -Wasser c) CO2 -Wasser
d) Borwasser [B(OH)3 )] sauer? Reaktionsgleichungen!
17) Skizzieren Sie die Strukturen (räumlich) von SO3 2-, CO3 2-, NH3 , NF3 , BF3 , ClF 3 .
Ferner: H2 O2 , N2 H4 , HN3 , N4 H4 .
18) Welche Modifikationen kennen Sie von Kohlenstoff und Silicium? (Strukturen!)
19) Welche Struktur hat elementarer Schwefel? Wie liegt Schwefel in der Schmelze vor
a) bei 120°C b) bei 200°C
20) Vergleichen Sie Struktur, Magnetismus und Leitfähigkeit von Sauerstoff, Schwefel und
Selen.
21) Nennen Sie typische Eigenschaften von a) Metallen
c) Halbleitern (Beispiele)
22) Darstellungsverfahern:
H2 ,
CO,
HCl,
HI,
b) Ionenkristallen
I2 ,
NaOH
23) Welche Oxidationsstufen von den Elementen der IV. Hauptgruppe kennen Sie?
Vergleichen Sie CO2 /SiO2 /PbO2
24) Vervollständigen Sie folgende Redoxgleichungen:
.....NO2 - + .....Fe2+ + .....H+
-----> .....H2 O + .....Fe3+ + .....NO
.....As3+ + .....KBrO3 + .....H+ -----> .....Br- + .....As5+ + .....H2 O
25) Zinn ist ein „unedles Metall“ (E0 = -0.14V), löst sich aber in reinem Wasser nicht auf.
Gründe?
26) PH von a) 0.1 M NH 3
(KB von NH 3 ca. 10-5)
b) 0.1 M NH4 Cl
c) 0.1 M NH3 und NH 4 Cl
27) Vergleichen Sie Struktur und Eigenschaften von:
a) NaH, HCl (Reaktion mit Wasser?)
b) NaNO3 , NaPO 3 (Verwendung?)
c) N2 , NO, O2 , F2
d) NO2 -, NO 2 , NO 2 +
e) O3 , SO 2 (Vorkommen in Luft?)
f) CaCO3 , CaSiO3
g) N2 O, HN3 , NaN3
h) N2 O4 , N2 O3 , N2 O5
i) Pweiß , Prot, Pschwarz
j) S8 2-, S8 2+
k) SF4 , SF6
28) Vergleichen Sie die Eigenschaften der Elemente Barium und Blei.
Funktion des Bleiakkus? (Gleichung)
29) Nennen Sie eine „Elektronenmangelverbindung“
30) Welche Rolle spielt Phosphor in Organismen? Nennen Sie Beispiele.
31)
Welche Stoffe enthält natürliche Luft?
Welche Stoffe enthalten Abgase von Verbrennungsmotoren?
32) Skizzieren Sie die Strukturen von Phosphorpentafluorid, -chlorid und -bromid!
33) Nennen Sie Beispiele für Pseudohalogenide
34) Nachweisreaktionen:
CO3 2-, SO 3 2-, SiO2 ,
F-, Cl -, Br -, I-, SCN-, CNPO4 3-, AsO43-,
Fe3+ / Al3+ / Cr3+ ;
Pb2+ / Zn2+ / Ca2+ /
35) Was ist: a) Glas,
b) Zement,
c) Siliconöl
d) Chlorkalk, e) Fixiersalz,
f) Phosphorsalz,
g) Wasserglas?
Aus welchen Stoffen werden diese Materialien dargestellt?
36) Synthetisches Quarzglas für Lichtwellenleiter: Wie wird es extrem rein und ökonomisch
sinnvoll hergestellt?
37) Welche Rolle spielt NO beim Photosmog, welche in unseren Blutgefäßen (vergl. MedizinNobelpreis 1998) ?
Grundzüge der Anorganischen Chemie II, Ausgewählte Übungsfragen
1) Vergleichen Sie (qualitativ) Ionisierungsenergien und Redoxpotentiale von
a) Ca/Sr/Ba
b) Zn/Cd/Hg
2) Vergleichen Sie Elektronenkonfigurationen und chemische Eigenschaften von
a) Ba und Hg
b) K und Cu
3) Nennen Sie einige Verwendungszwecke von Zink, Cadmium und Quecksilber
(-Verbindungen). Welche Probleme können dabei auftreten?
4) Skizzieren Sie die Strukturen in Edukten und Produkten:
a) Kaliumtetraiodomercurat + NH3 ----->
b) Sublimat + NH3 ----->
c) Kalomel + NH3 ----->
5) Nennen Sie einige allgemeine Eigenschaften der
- Metalle, - Nichtmetalle, - Übergangsmetalle,
- Lanthanoide
6) Was ist Messing, was ist Bronze?
Vergleichen Sie die „Valenzelektronen-Konzentration“ von CuZn, Cu5 Zn8 und CuZn3
Geben Sie Beipiele für a) Zintl-Phasen, b) Hume-Rothery-Phasen
7) Welche Ionen sind verantwortlich für die blaue Farbe von Cu2+
a) in Wasser
b) in Ammoniaklösung
8) Skizzieren Sie den Aufbau von
a) CuSO4 • 5 H2 O
b) [Cu(CH3 COO)2 • H2 O]2
c) [Cr(CH3 COO)2 • H2 O]2
9) Welche chemischen Vorgänge sind für die schwarz/weiß-Fotografie von Bedeutung?
10) Nennen Sie die Strukturtypen von:
AgCl,
CuCl,
ZnS,
Zn,
Cu.
11) Welche Verbindung entsteht bei der Chlorierung von Gold? (Zusammensetzung, Bau)
12) Nennen Sie einige Elemente, die bevorzugt in den
- Ceriterden
-Yttererden
vorkommen. Versuchen Sie, eine Erklärung zu geben!
13) Welche Oxidationsstufen kennen Sie von
a) Cer, Praseodym, Neodym
b) Thorium, Proactinium, Uran
14) Nennen Sie einige Kernreaktionen, die in Atomkraftwerken ablaufen.
Warum darf im Reaktor nicht alles 235U verbrannt werden?
a) Grundreaktion des „schnellen Brüters“.
15) Warum werden Kernbrennstäbe „zwischengelagert“, was sind die Hauptschritte des
PUREX-Prozesses?
16) Schildern Sie die Schritte der Darstellung von Titanweiß aus Titanerz. Was gibt es noch an
wichtigen anorganischen Pigmenten?
17) Strukturen:
Rutil, Perowskit, Rheniumtrioxid
18) Erklären Sie die Farbigkeit von Titan(III) in wässriger Lösung mit Hilfe der
Kristallfeldmethode.
19) Vergleichen Sie die Atomradien von Ti, Zr, Hf (qualitativ).
20) Titantetrachlorid: Darstellung, Struktur, Verwendung.
21) Nennen Sie Beispiele für hohe und niedrige Oxidationszahlen von
a) Vanadium
b) Niob
c) Chrom
d) Molybdän
22) Welche Produkte bilden sich, wenn man Vanadat-Lösungen schrittweise mit Säure
versetzt?
23) Vergleichen Sie Struktur und Eigenschaften von
a) CrO3 /SO3
b) CrO2 /SO2
24) Salzsaure Lösungen, die Cr3+ -Ionen enthalten, können verschiedenen Farben haben.
Warum?
25) Was sind Isopolysäuren, Heteropolysäuren (Beispiele)
26) Vergleichen Sie die Oxidationskraft von Oxoanionen der Elemente der Gruppen 6 und 16:
a) Chromat/Wolframat
b) Permanganat/Perrhenat
c) Sulfat/Tellurat
27) Beschreiben Sie die Permanganometrie vollständig mit Reaktionsgleichungen
(Bestimmung von Eisenionen in salzsaurer Lösung)
28) Beschreiben Sie die Vorproben auf Chrom und Mangan durch „Oxidationsschmelze“
29) Für welche Zwecke wird Braunstein benötigt?
30) Geben Sie ein Beispiel für Metall-Metall-Vierfachbindung. Machen Sie Vorschläge für die
Überlappung der d-Orbitale in dieser Bindung.
31) Geben Sie ein Beispiel für Cluster.
32) Eisenoxide: Aufbau, magnetisches Verhalten
33) Beschreiben Sie die Vorgänge im Hochofen. Nennen Sie die zugehörigen chemischen
Reaktionen!
34) Was ist Gußeisen, Stahl, Weicheisen?
Welche chemischen Reaktionen laufen bei der Herstellung von Stahl ab?
35) Nennen Sie Verfahren zur Gewinnung und Reinigung von Metallen:
a) Zn, Cu, Au
b) Ti, Cr, Mn, V
c) Mo, W
36) Vergleichen Sie das magnetische Verhalten von:
FeSO4 • 7H2 O,
Na3 [FeF6 ],
K4 [Fe(CN)6 ],
K3 [Fe(CN)6 ]
Erklären Sie die Fakten mit Hilfe der Kristallfeldmethode und spezieller Bindungsverhältnisse zwischen Metall und den Liganden.
37) Was ist Berliner Blau?
38) Eine Lösung von Kaliumthiocyanat wird erst mit Fe3+ -Ionen, dann mit Überschuß an
Natriumfluorid versetzt. Welche Reaktionen laufen ab?
39) NiAs. Beschreiben Sie diesen Strukturtyp.
40) Thenards Blau, Rinmanns Grün: Wie sind diese Stoffe aufgebaut?
41) Metalle in Organismen:
Welche Rolle spielen Eisen und Cobalt?
42) Metallcarbonyle: Welche binären Carbonyle M (CO)n bilden
a) Cr, Fe, Ni
b) V, Mn, Co ?
43) K2 [PtCl4 ] reagiert mit 2 NH3 zu [Pt(NH3 )2 Cl2 ] und 2 KCl.
Skizziern Sie den räumlichen Bau der Platinkomplexe. (Edukt, Zwischenprodukt, Produkt)
44) Nitratnachweis durch „Ringprobe“. Welche Reaktionen laufen ab?
Wie läßt sich Nitrat neben Nitrit nachweisen ?
45) Halogenlampen: Rolle des Halogens?
46) Neßlers Reagens: Reaktionsweise mit NH3 ?
47) Chemiebraunstein; Taschenlampenbatterie
48) Vergleich TiO2 / CrO2 (Farbe, Magnetismus, Bau)
49) Wie „beseitigt“ man Quecksilber? (z.B. bei zerbrochenen Thermometern)
50) FeCl3 + H 2 O (Überschuß). Welche Reaktionen laufen ab?
51) Weitere Stichworte:
Highspin / Lowspin Komplexe
Ligandenfeldstabilisierungsenergien
Jahn-Teller Effekt
Transportreaktionen, Halogenlampe
Batterie
Ferromagnetismus, Antiferromagnetismus
Passivierung, Korrosion, Rost
Folgen der Lanthanoiden-Kontraktion