Schriftliche Abschlussprüfung Chemie

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1 Sächsisches Staatsministerium für Kultus Schuljahr 2002/2003 Geltungsbereich: für Klassen 10 an Mittelschulen Förderschulen Abendmittelschulen Schriftliche Abschlussprüfung Chemie Realschulabschluss Allgemeine Arbeitshinweise Die schriftliche Abschlussprüfung besteht aus zwei Teilen: Teil I Pflichtaufgabe Teil II Wahlaufgaben Die Aufgabe 1 ist von allen Prüfungsteilnehmern zu lösen. Von den Wahlaufgaben 2, 3 und 4 ist nur eine zu bearbeiten. Vor der planmäßigen Arbeitszeit stehen Ihnen 15 Minuten zum Vertrautmachen mit den Aufgaben zur Verfügung. Die Arbeitszeit zur Lösung der Aufgaben beginnt nach den Demonstrationsexperimenten zur Pflichtaufgabe und beträgt 150 Minuten. Für die Prüfungsarbeit können 50 Bewertungseinheiten (BE) erreicht werden. Davon werden 25 Bewertungseinheiten für den Pflichtteil und 25 Bewertungseinheiten für den Wahlteil vergeben. Sie dürfen folgende Hilfsmittel verwenden: Periodensystem der Elemente Tabellen und Formelsammlung ohne ausführliche Musterbeispiele und ohne Wissensspeicheranhang nicht programmierbarer Taschenrechner Wörterbuch der deutschen Rechtschreibung Sign. 10/1/1 2003

2 Teil I Pflichtaufgabe Aufgabe 1 Stoffe Teilchen Chemische Reaktionen 1.1 Vom Lehrer werden Ihnen folgende Experimente demonstriert: a) In einen Erlenmeyerkolben, in dem sich ein farbloses Gas befindet, wird Wasser gegeben. b) Zu der entstandenen Lösung wird Universalindikatorlösung (Unitestlösung) getropft. Notieren Sie Ihre Beobachtung zu Experiment b) und formulieren Sie eine Aussage über die charakteristische Eigenschaft der Lösung. Geben Sie Name und Formelzeichen der mit der Universalindikatorlösung nachgewiesenen Teilchen an. Welches Gas könnte im Erlenmeyerkolben gewesen sein? Geben Sie zwei Beispiele an. Schreiben Sie Name und Formel einer möglichen Lösung auf, die nach dem Experiment a) vorliegt. Für 1.1 erreichbare BE: Neon ist ebenfalls ein farbloses Gas. Leiten Sie für das Element Neon drei Angaben zum Atombau aus seiner Stellung im Periodensystem der Elemente ab. Zeichnen Sie ein Modell von einem Neonatom. Nennen Sie zwei Gemeinsamkeiten in der Atomhülle eines Neonatoms und eines NatriumIons. Für 1.2 erreichbare BE: Die Stoffe mit den Formeln CH 2 = CH 2 und CH 4 haben wirtschaftliche Bedeutung. Wie heißen die beiden Stoffe? Vergleichen Sie Aggregatzustand, Dichte und Siedetemperatur beider Stoffe. Geben Sie die Teilchenart an, aus denen beide Stoffe aufgebaut sind. Erläutern Sie die chemische Bindung zwischen Kohlenstoffatomen und Wasserstoffatomen. Durch Addition (Anlagerung) von Wasser an den Stoff mit der Formel CH 2 = CH 2 wird industriell Ethanol hergestellt. Entwickeln Sie die Reaktionsgleichung für diese chemische Reaktion. Für 1.3 erreichbare BE: Wasserstoffperoxidlösung kann unterschiedlich schnell zerfallen. 2 H 2 O 2 2 H 2 O + O 2 Wie kann das bei der chemischen Reaktion entstehende Gas nachgewiesen werden? Geben Sie zwei Möglichkeiten an, diese chemische Reaktion zu beschleunigen. Für 1.4 erreichbare BE: 3 Sign. 10/1/2 2003

3 Teil II Wahlaufgaben Aufgabe 2 Lösungen 2.1 Folgende Stoffe sind in Wasser löslich: Natriumhydroxid, Kaliumchlorid, Schwefelsäure. Vervollständigen Sie für diese Stoffe die Reaktionsgleichung für das Lösen in Wasser. NaOH Na K SO 4 2 Ordnen Sie einen dieser Stoffe einer Stoffklasse zu und begründen Sie die Zuordnung mit Hilfe der Teilchen. Wählen Sie für die drei genannten Stoffe jeweils die richtige Verwendungsmöglichkeit aus: als Konservierungsmittel, für Autobatterien, als Düngemittel, als Kalkentferner für Waschmaschinen, als Bestandteil von Rohrreinigern, zur Mörtelherstellung. 2.2 Experiment: Für 2.1 erreichbare BE: 8 Erkennen Sie drei weiße feste Stoffe an ihren Eigenschaften. Sie erhalten die drei Stoffe Calciumoxid, Natriumchlorid und Citronensäure in nummerierten Reagenzgläsern. Untersuchen Sie experimentell die Löslichkeit dieser Stoffe in Wasser und vergleichen Sie. Fordern Sie schriftlich ein Nachweismittel an, mit dem Sie die charakteristische Eigenschaft der jeweiligen Lösung ermitteln können. Prüfen Sie die Lösungen mit dem Nachweismittel und notieren Sie Ihre Beobachtungen. Geben Sie an, in welchem Reagenzglas sich welcher feste Stoff befand. Für 2.2 erreichbare BE: In einem Industrielabor wird eine Abwasserprobe untersucht. Sie enthält 6 g reine Schwefelsäure. Ermitteln Sie die Masse an Calciumhydroxid, die der Probe zur vollständigen Neutralisation zugesetzt werden muss. Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 CaSO H 2 O Für 2.3 erreichbare BE: Durch die Überschwemmungen in Sachsen im Sommer 2002 war in verschiedenen Gebieten auch die Trinkwasserversorgung gefährdet. Geben Sie zwei Gründe an, weshalb die Bevölkerung der betroffenen Gebiete zum Teil mit Trinkwasser aus Wasserwagen versorgt wurde. Beschreiben Sie die stufenweise Wasseraufbereitung in einer Kläranlage. Schützt Trinkwasserversorgung und Ökosysteme! Geben Sie zwei Maßnahmen an, wie Sie durch Ihr Verhalten dieser Aufforderung nachkommen können. Für 2.4 erreichbare BE: 7 Sign. 10/1/3 2003

4 Aufgabe 3 Nährstoffe Kraftstoffe Kunststoffe 3.1 Experiment: Untersuchen Sie das Verhalten von Zwiebelstücken gegenüber Fehlingscher Lösung. Sie erhalten in einem Reagenzglas Zwiebelstücke in Wasser. Geben Sie zu gleichen Teilen Fehlingsche Lösung I und II in das Reagenzglas. Erhitzen Sie anschließend vorsichtig. (Achtung Siedeverzug!) Notieren Sie Ihre Beobachtung und werten Sie diese aus. Der nachgewiesene Stoff gehört zu einer Gruppe von Nährstoffen. Geben Sie diese Nährstoffgruppe an und nennen Sie zwei weitere zu dieser Gruppe gehörende Stoffe. Nennen Sie eine weitere Nährstoffgruppe und deren Grundbausteine. 3.2 Aus Zucker kann Ethanol hergestellt werden. Für 3.1 erreichbare BE: 8 C 6 H 12 O 6 2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2 Berechnen Sie die Masse Ethanol, die aus 3 kg Traubenzucker entstehen kann. Für 3.2 erreichbare BE: Ethanol wird in Brasilien z. B. als Kraftstoff für PKW verwendet. In Europa hingegen werden PKW vorwiegend mit Benzin (Hauptbestandteil Octan) betrieben. Notieren Sie jeweils für Octan und Ethanol die Strukturformel. Vergleichen Sie den Bau der beiden Stoffe, indem Sie eine Gemeinsamkeit und zwei Unterschiede nennen. Begründen Sie, weshalb die Nutzung von Kraftstoffen wie Ethanol oder aus Rapsöl hergestelltem Biodiesel umweltverträglicher ist als der Einsatz von Benzin. 3.4 Bei der Energiebereitstellung werden Erdgas und Erdöl genutzt. Für 3.3 erreichbare BE: 6 Entwickeln Sie die Reaktionsgleichung zur vollständigen Oxidation von Methan, dem Hauptbestandteil des Erdgases. Das Stoffgemisch Erdöl muss aufbereitet werden. Notieren Sie das dabei eingesetzte Trennverfahren. Welche Eigenschaft der Stoffe wird zum Trennen des Gemisches genutzt? 3.5 Erdöl ist Ausgangsstoff zur Herstellung von Kunststoffen. Nennen Sie zwei Kunststoffe. Erläutern Sie die Notwendigkeit des Recyclings von Kunststoffen. Für 3.4 erreichbare BE: 4 Für 3.5 erreichbare BE: 3 Sign. 10/1/4 2003

5 Aufgabe 4 Salze 4.1 Experiment: Energieumwandlungen sind ein Merkmal jeder chemischen Reaktion. a) Untersuchen Sie den energetischen Verlauf der chemischen Reaktion eines unedlen Metalls mit Salzsäure. Planen Sie Ihr experimentelles Vorgehen und fordern Sie benötigte Geräte und Chemikalien schriftlich an. Führen Sie das Experiment durch und notieren Sie Ihre Beobachtung. Werten Sie Ihre Beobachtung aus. Entwickeln Sie die Reaktionsgleichung. b) Das Lösen von 3 g Ammoniumchlorid in 10 ml Wasser ist ebenfalls mit energetischen Erscheinungen verbunden. Ermitteln Sie diese experimentell. Notieren Sie Ihre Beobachtung. Werten Sie Ihre Beobachtung aus. Für 4.1 erreichbare BE: Der energetische Verlauf einer chemischen Reaktion ist in folgendem Energiediagramm erfasst. chemische Energie der Stoffe AS RP AS: Ausgangsstoffe RP: Reaktionsprodukte Geben Sie an, ob in diesem Diagramm eine exotherme oder eine endotherme Reaktion dargestellt ist. Setzen Sie beim Vergleich der chemischen Energien der Stoffe aus dem Diagramm das richtige Zeichen (>, =, < ) ein. E Ausgangsstoffe... E Reaktionsprodukte Notieren Sie ein Beispiel aus der Praxis für eine chemische Reaktion mit dem im Diagramm dargestellten energetischen Verlauf. Für 4.2 erreichbare BE: Nach dem Eindampfen einer Calciumchloridlösung liegen 2 g festes Calciumchlorid vor. Ermitteln Sie die Masse Calciumhydroxid, die mindestens dazu mit Salzsäure reagieren müsste. Ca(OH) HCl CaCl H 2 O 4.4 Natriumchlorid ist eine Ionensubstanz. Beschreiben Sie den Bau von Natriumchlorid. Geben Sie drei Verwendungen von Natriumchlorid an. Für 4.3 erreichbare BE: 4 Begründen Sie, weshalb die klaren Lösungen von Natriumchlorid und von Zucker durch eine Prüfung der elektrischen Leitfähigkeit zu unterscheiden wären. Beschreiben Sie eine Möglichkeit, die beiden Lösungen mit Hilfe eines Nachweismittels zu unterscheiden. Für 4.4 erreichbare BE: 10 Sign. 10/1/5 2003

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