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1 Abitur 2001 Chemie Gk Seite 1 Hinweise für den Schüler Aufgabenauswahl: Von den 2 Prüfungsblöcken A und B ist einer auszuwählen. Bearbeitungszeit: Die Arbeitszeit beträgt 210 Minuten, zusätzlich stehen 30 Minuten für die Wahl des Prüfungsblockes zur Verfügung. Hilfsmittel: - nicht programmierbarer Taschenrechner - Tafelwerk, das an der Schule verwendet wird - Duden oder ein Nachschlagewerk zur Neuregelung der deutschen Rechtschreibung Sonstiges: Die chemische Zeichensprache und die chemischen Gesetzmäßigkeiten sind in angemessener Form anzuwenden, auch wenn es die Aufgabenstellung nicht unmittelbar fordert. Die Lösungen sind in sprachlich einwandfreier Form darzustellen. Für Berechnungen sind die Tabellen des Anhangs zu nutzen. Der Lösungsweg muss erkennbar sein. Die Ergebnisse der Berechnungen sind in einem sinnvollen Antwortsatz zu formulieren. Benötigte Chemikalien und Geräte sind schriftlich anzufordern. Entwürfe können ergänzend zur Bewertung nur herangezogen werden, wenn sie zusammenhängend konzipiert sind und die Reinschrift etwa Dreiviertel des erkennbar angestrebten Gesamtumfangs entspricht.

2 Abitur 2001 Chemie Gk Seite 2 Block A 1. Antazida sind Stoffe, die gegen Sodbrennen (meist hervorgerufen durch zu viel Magensäure) 22 BE eingesetzt werden. 1.1 Experiment: (5 BE) Das Antazidum Rennie enthält u.a. Calciumcarbonat. Versetzen Sie 1 Tablette Rennie mit verdünnter Salzsäure und weisen Sie das entstehende Gas nach! Fordern Sie die benötigte Chemikalie und die Geräte an! Geben Sie die Beobachtungen an und formulieren Sie für die chemischen Vorgänge zwei Reaktionsgleichungen! 1.2 Calciumcarbonat ist in Wasser schwer löslich Geben Sie die Reaktionsgleichung für das Lösen von Calciumcarbonat an! (1 BE) Ermitteln Sie aus dem Löslichkeitsprodukt die Stoffmenge und die Masse an Calcium- Ionen in 1 Liter Lösung! Berechnen Sie die Masse des gelösten Calciumcarbonats in 1 Liter Lösung! (1 BE) 1.3 Der Wirkstoff im Antazidum Bullrich Salz ist Natriumhydrogencarbonat (NaHCO 3 ) Entscheiden Sie, ob Natriumhydrogencarbonatlösung sauer, basisch oder neutral reagiert! Begründen Sie Ihre Meinung! Formulieren Sie eine Reaktionsgleichung! Erläutern Sie die Wirkungsweise von Indikatoren! Zur Bestimmung des Gehalts an Natriumhydrogencarbonat in einer Tablette Bullrich Salz wurden 10,3 ml Salzsäure der Konzentration, c = 1 mol l -1 verbraucht. Berechnen Sie die Masse des enthaltenen Natriumhydrogencarbonats und das Volumen des entstehenden Kohlendioxids! NaHCO 3 + HCl NaCl + H 2 O + CO Die Wirkung des Antazidums Maaloxan beruht auf Pufferwirkung. Puffer können Gemische aus einer schwachen Säure und ihrer korrespondierenden Base im Verhältnis 1:1 sein. Diskutieren Sie an Hand der folgenden allgemeinen Gleichung HB + H 2 O H 3 O + + B - die Beeinflussung des chemischen Gleichgewichts und damit des ph- Wertes bei Zugabe geringer Mengen Säure bzw. Base! 1.5 Nennen Sie mögliche Nebenwirkungen bei der Einnahme von Rennie und Bullrich Salz! 2. Elektrochemische Vorgänge spielen im Leben jedes Einzelnen und auch in der Technik eine große Rolle. 2.1 Belegen Sie diese Aussage an 2 Beispielen aus unterschiedlichen Bereichen! Erläutern Sie dabei die jeweiligen elektrochemischen Grundlagen und die Bedeutung des gewählten Sachverhalts! (Die im folgenden genannten Beispiele werden für diese Aufgabe nicht gewertet) 2.2 Rohkupfer wird durch Elektrolyse gereinigt, indem es bei einer Spannung von 0,3 V in einer schwefelsauren Lösung als Anode geschaltet wird. Begründen Sie, weshalb das an der Katode entstehende Reinkupfer keine Verunreinigungen von Zink, Eisen, Nickel, Silber und Gold mehr enthält! 2.3 Berechnen Sie die abgeschiedene Masse Nickel, wenn eine Nickel(II)-sulfatlösung 2 Stunden bei 0,6 A elektrolysiert wird. Die Stromausbeute beträgt 90 %. 2.4 Beschreiben Sie, wie man die Stellung der Elemente Silber, Kupfer und Nickel in der Spannungsreihe auf zwei verschiedenen Wegen experimentell beweisen könnte! (1 BE) 18 BE (6 BE) (6 BE)

3 Abitur 2001 Chemie Gk Seite 3 Block B 1. Durch die chemische Reaktion von Chlorwasserstoff mit dem Sauerstoff der Luft kann 16 BE Chlor hergestellt werden. Ein Nebenprodukt dieser Gleichgewichtsreaktion ist Wasserdampf. 1.1 Entwickeln Sie die Reaktionsgleichung! 1.2 Diskutieren Sie die Richtigkeit folgender Formulierungen über eine Reaktion im Gleichgewicht! Begründen Sie Ihre Aussagen! a) Die Hinreaktion verläuft schneller als die Rückreaktion. b) Die Konzentration der reagierenden Stoffe ändert sich nicht mehr. c) Durch Wärmezufuhr wird der Gleichgewichtszustand nicht beeinflusst. 1.3 Berechnen Sie die molare Reaktionsenthalpie von 1.1! Erläutern Sie an diesem Beispiel die Triebkräfte der chemischen Reaktion! 1.4 Nennen und begründen Sie 3 Möglichkeiten, die Lage des Gleichgewichts zugunsten des Chlors zu beeinflussen! 1.5 Für die technische Herstellung ist auch eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit von Bedeutung. Erläutern Sie 2 Maßnahmen, um die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen! 2. Die Reaktionsgleichung für die Iodwasserstoffsynthese lautet: H 2(g) +I 2(g) 2HI (g) 2.1 Folgende Gleichgewichtskonzentration wurden bei 700 K gemessen. c(i 2 ) = 0,74 mmol l -1 ; c(h 2 ) = 4,56 mmol l -1 ; c(hi) = 13,54 mmol l Berechnen Sie die Ausgangskonzentration von Wasserstoff und Iod, wenn noch kein Iodwasserstoff vorhanden war! Berechnen Sie die Gleichgewichtskonstante K c! 2.2. Bei 1300 K beträgt die Gleichgewichtskonstante K c = 16,5. Geben Sie an, ob die Bildung von Iodwasserstoff eine exotherme oder eine endotherme Reaktion ist! Begründen Sie Ihre Aussage! 5 BE 3. Grundlegende Reaktionen in galvanischen Elementen verlaufen exotherm. 19 BE 3.1 Experiment: Ein galvanisches Element soll unter Standardbedingungen eine Zellspannung von U = 1,11 V erreichen. Eine Elektrode ist Kupfer Erstellen Sie für dieses galvanische Element eine beschriftete Skizze! Fordern Sie damit (6 BE) die benötigten Geräte und Chemikalien an! Bauen Sie das galvanische Element auf und messen Sie die Zellspannung! Vergleichen Sie die erreichte Zellspannung mit dem vorgegebenen Wert und führen Sie (1 BE) gegebenenfalls eine Fehlerbetrachtung durch! Entwickeln Sie die Reaktionsgleichungen für die Elektrodenreaktionen und die Gesamtreaktion! Bestimmen und begründen Sie die Reaktionsart!

4 Abitur 2001 Chemie Gk Seite Ein Kupferblech (Schale 1) und ein Zinkblech (Schale 2) sind der Luft ausgesetzt. Jedes Blech wird mit einem Eisennagel durchbohrt und mit Kochsalzlösung benetzt. Nach Zusatz von Phenolphthaleinlösung bildet sich nach einiger Zeit bei Schale 1 ein roter Hof am Kupferblech und bei Schale 2 eine Rotfärbung an den Enden des Eisennagels. (siehe Skizze) Fe-Nagel Fe-Nagel Cu-Blech Zn-Blech Schale 1 Schale Erläutern Sie die Ursachen für diese Erscheinungen! Hinweis: Den Umschlagbereich des Indikators finden Sie im Anhang Erläutern Sie die Auswirkungen derartiger Reaktionen auf verschiedene Wirtschaftszweige! (7 BE)

5 Abitur 2001 Chemie Gk Seite 5 Standardelektrodenpotentiale (alphabetisch nach Elementen geordnet) Element/Verbindung oxidierte Form reduzierte Form E in V Eisen Fe 2+ (aq) + 2 e - Fe (s) - 0,41 Gold Au + (aq) + e - Au (s) 1,68 Kupfer Cu 2+ (aq) + 2 e - Cu (s) 0,35 Nickel Ni 2+ (aq) + 2 e - Ni (s) - 0,23 Sauerstoff O 2 (g) + 2 H 2 O (l) + 4 e - 4 OH - (aq) 0,40 O 2 (g) + 4 e H + 2 H (aq) 2 O (l) 1,23 Silber Ag + (aq) + e - Ag 0,80 (s) Wasserstoff 2 H + (aq) + 2 e - H 2(g) 0,00 2 H 2 O (l) + 2 e - H 2(g) + 2 OH - (aq) - 0,83 Zink Zn 2+ (aq) + 2 e - Zn (s) - 0,76 Thermodynamische Daten Formel Zustand molare Standard- Bildungsenthalpie molare Standardentropie S 0 m in J. K -1. mol -1 B H 0 m in kj. mol -1 Chlor Cl 2 g Chlorwasserstoff HCl g Iodwasserstoff HI g 25,9 206,3 Sauerstoff O 2 g Wasser H 2 O g Wasser H 2 O l Wasserstoff H 2 g Wasserstoff-Ionen H + aq 0 0 Säurekonstanten und Basekonstanten bei 22 C Formel der Säure Säurekonstante K S in mol l -1 Formel der Base Basekonstante K B in mol l -1 HCl 1, O 2-1, H 3 O + 5, OH - 5, H 2 CO 3 3, HCO 3 3, HCO 3 4, SO 4 8, H 2 O 1, Cl - 1, Löslichkeitsprodukte bei 25 C Name Formel Zahlenwert Einheit Bariumsulfat BaSO mol 2 l -2 Calciumcarbonat CaCO mol 2 l -2 Umschlagsbereich des Indikators Phenolphthalein Indikator Umschlagsbereich Farben des Indikators Phenolphthalein ph 8,3 - ph 10,0 ph < 8,3: farblos; ph > 10,0: rot (pink) Normbedingungen: T n = 273 K; p n = 101,3 kpa Faradaysches Gesetz: I t = n F z Faraday-Konstante: F = 9,65 10 A s mol Gibbs-Helmholtz-Gleichung: G = H T S 4 1

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