Abschlussklausur `Allgemeine und Anorganische Chemie` Teil 2

Abschlussklausur ‘Allgemeine und Anorganische Chemie’ Teil 2
(Geologie, Geophysik und Mineralogie)
Teilnehmer/in: ...................................................
1.
Matrikel-Nr.: ....................
Sie sollen aus NaCl und Wasser 500 ml einer Lösung herstellen, die 0,1 molar an Cl- ist.
Wie viel g NaCl müssen Sie dazu einwägen?
(Na: 23 g/mol; Cl: 35,5 g/mol)
Wieviel CaCl2 müssten Sie verwenden, wenn Sie das anstelle des Kochsalzes zur Herstellung dieser (s. oben) Lösung verwenden sollten?
(Ca: 40 g/mol)
2.
Ordnen Sie die Metalle Cu, Fe, Al und Au nach ihren Reduktionseigenschaften, und zwar
von links mit dem Metall beginnend, das jeweils die rechts daneben stehenden aus den
entsprechenden Oxiden zum Metall reduzieren kann:
Wie heißen diese Metalle?
Nennen Sie ein Beispiel, wo diese Eigenschaft technisch ausgenutzt wird (mit Reaktionsgleichung!)!
3.
Beim Hochofenprozess werden Eisenerz (vereinfacht: Fe2O3) und Koks bei hohen Temperaturen zur Reaktion gebracht. In Bezug auf das dabei entstehende Eisen ist das - ganz
allgemein chemisch gesprochen - was für eine Reaktion?
Welche chemische Verbindung ist aber das eigentliche Reduktionsmittel in diesem
Prozess? Durch welche Reaktion entsteht es?
4.
Geben Sie die Valenzstrichformeln der folgenden Verbindungen an:
H2SO4
H3PO4
HClO4
NH4Cl
Geben Sie diesen vier Verbindungen (chemisch richtige) Namen oder Trivialnamen
(Beispiel: NaCl = Natriumchlorid oder Kochsalz)
5.
Bei der Ammoniaksynthese wird NH3 in einer exothermen Reaktion (Wärme wird frei)
direkt aus den Elementen hergestellt. Schreiben Sie die Reaktionsgleichung auf:
Welche Reaktionsbedingungen müssten Sie eigentlich wählen, um eine möglichst hohe
Ausbeute an NH3 zu bekommen?
In der Technik wird bei dieser Reaktion ein Katalysator verwendet. Beschreiben Sie mit
wenigen Stichworten, was ein Katalysator prinzipiell bewirkt:
6.
Diamant und Graphit sind zwei Modifikationen des Elementes Kohlenstoff. Stellen Sie
einige wichtige physikalische Eigenschaften dieser beiden Modifikationen gegenüber:
Diamant
Graphit
Warum sind die beiden Modifikationen so unterschiedlich in ihren physikalischen Eigenschaften? Wie hängt das mit der chemischen Bindung zusammen?
7.
Sie haben zwei wässrige Lösungen, die HCl enthalten. Sie bestimmen den pH-Wert der
Lösung A zu 1,0 und den pH-Wert der Lösung B zu 2,0.
Enthält Lösung A
a) die Hälfte an H+ der Lösung B,
b) ein Zehntel an H+ der Lösung B,
c) das Zehnfache an H+ der Lösung B oder
d) das Doppelte an H+ der Lösung B?
9
9
9
9
Wie hoch ist die Konzentration an H+ (gemessen in mol/l) in Lösung A und in Lösung B?
8.
Zum Nachweis von Chloridionen bedient man sich in der chemischen Analyse der Tatsache, dass die Halogenide des Silbers schwerlösliche Verbindungen sind. Schreiben Sie die
Reaktionsgleichung für diese Nachweisreaktion auf:
Beschreiben Sie stichwortartig Schritt für Schritt, wie Sie vorgehen müssen, um - ausgehend vom Soda-Auszug Ihrer Analysensubstanz - Chlorid nachweisen zu können:
Das bei dieser Reaktion gebildete Silber(I)-chlorid AgCl hat eine interessante physikalische Eigenschaft (a), die technisch genutzt wird. Bei welchem technischen Prozess bzw.
Produkt (b) spielen die Silberhalogenide eine entscheidende Rolle?
9.
Ihre Analyse kann neben den so genannten vier einfachen Anionen Cl-, NO3-, SO42- und
CO32- die Kationen Li+, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Sr2+ und Ba2+ enthalten. Durch entsprechende
Löseversuche haben Sie bereits festgestellt, dass Ihre Analyse zumindest teilweise in
Wasser und in Säure unlöslich ist. Sie bringen ein paar Körnchen Ihrer Analysensubstanz
in die Flamme des Bunsenbrenners und sehen aber keine wesentliche Veränderung/Färbung der Flamme. Diese Befunde bedeuten:
a) in der Analyse ist auf gar keinen Fall Na+ enthalten
b) in der Analyse ist Ca2+, Sr2+ und/oder Ba2+ enthalten
c) in der Analyse kann Mg2+ enthalten sein
d) in der Analyse kann Li+ enthalten sein
e) in der Analyse kann K+ enthalten sein
10.
JA
JA
JA
JA
JA
NEIN
NEIN
NEIN
NEIN
NEIN
Soda ist ein wichtiger chemischer Rohstoff, der im Prinzip aus NaCl und CaCO3 nach dem
SOLVAY-Verfahren hergestellt werden kann. Die Brutto-Reaktion dieses Verfahrens ist
Warum kann diese Reaktion in wässriger Lösung so nicht ablaufen?
Auf welchen (Um-)Wegen gelingt es trotzdem, diese Reaktion in der Technik ‘durchzusetzen’?
11.
Vervollständigen Sie die folgende Redoxreaktion:
..... Pb + ..... PbO2 + ..... H2SO4 º ..... .......... + ..... H2O
Schreiben Sie die Reduktions- und die Oxidationsreaktion getrennt auf und geben Sie die
(formalen) Oxidationszahlen der Redoxpartner an:
Bei welchem technischen Prozess / Gerät spielt diese Reaktion eine Rolle?
12.
Schwefelsäure ist eine starke Säure, weil sie
a) zwei abspaltbare Protonen hat,
b) in wässriger Lösung nahezu vollständig dissoziiert ist,
c) als konzentrierte Lösung 96% H2SO4 enthält,
d) eine wässrige Lösung von Na2SO4 pH-neutral ist,
e) die meisten anderen Säuren aus ihren Salzen vertreibt
Wozu wird Schwefelsäure in der Technik verwendet (2 Beispiele)?
JA
JA
JA
JA
JA
NEIN
NEIN
NEIN
NEIN
NEIN
13.
Sie haben einen Luftballon, in den genau 2,24 l verschiedener Gas gefüllt werden. Wenn
man die Masse der Luftballonhülle vernachlässigt, kann man mit welchen der nachstehend
aufgeführten Gase erreichen, dass der Luftballon in die Luft steigt (Zusammensetzung der
Luft: 80% N2, 20% O2)?
a) He
b) N2
c) O2
d) CO
e) CO2
f) CH4
JA
JA
JA
JA
JA
JA
NEIN
NEIN
NEIN
NEIN
NEIN
NEIN
(N: 14 g/mol; O: 16 g/mol; He: 4 g/mol); C: 12 g/mol; H: 1 g/mol)
14.
Benennen Sie die nachfolgenden Verbindungen mit richtigen chemischen Namen und
geben Sie die (formalen) Oxidationszahlen an:
Cr2O3
Cu2O
NO2
N2O