Ruhr-Universität Bochum Fakultät für Chemie

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1 Vorname: Matrikel-Nr.: Name: Geburtsdatum: Platz-Nr.: Ruhr-Universität Bochum Fakultät für Chemie 2. Klausur WS 2008/09 zur Vorlesung "Allgemeine Chemie" BSc oder Diplom in den Fächern (bitte kreuzen Sie Ihr Fach an) Chemie ; Biochemie ; 2fach BA mit Chemie Geowissenschaften ; Physik Optionalbereich 1.Fach: Prüfer: Prof. Dr. Anja-Verena Mudring mit Prof. Dr. Roland Fischer Datum: Uhrzeit: Uhr Hörsaal: HZO 10 Unterschrift der Kandidatin/des Kandidaten: Ich bin mit der Veröffentlichung meines Klausurergebnisses (nur Matrikelnummer und Punktzahl) auf den Internetseiten der RUB (Blackboard) einverstanden. ja: nein: Aufgabe Σ Punktzahl Ergebnis Ergebnis: Punkte von maximal Punkten Note: Datum: Unterschrift der Prüferin/des Prüfers: Es werden maximal 12 der 16 Aufgaben bewertet. Die maximale Punktzahl ergibt sich aus der vollständigen Lösung von 12 Aufgaben. Zum Bestehen der Klausur sind mindestens 40 % (48) zu erreichen. Bitte markieren Sie die Aufgaben, die nicht gewertet werden sollen, in der Tabelle oben eindeutig durch Durchstreichen. Bitte schreiben und zeichnen Sie möglichst sauber und formulieren Sie Ihre Antworten eindeutig. Außer einem dokumentenechten Schreibgerät und einem nicht-programmierbaren Taschenrechner sind keine weiteren Hilfsmittel erlaubt. Diese Klausur umfasst 12 Aufgaben und 18 Seiten. 1. Aufgabe (10 Punkte)

2 Seite 2/18 a) Notieren Sie die (Valenz-)Elektronenkonfiguration folgender Ionen: Mn 2+ Bi + Au - Cr 3+ Eu 2+ b) Bestimmen Sie die Anzahl der Protonen, Neutronen und Elektronen folgender Elementisotope und Ionen: 19 9 F P O Eu Ir

3 Seite 3/18 2. Aufgabe (10 Punkte) Unterstreichen Sie bei den folgenden Ionenpaaren jeweils das Ion mit dem größten Radius. Be 2+ / Mg 2+ Li + / Be 2+ F - / O 2- S 2- / O 2- S 2- / F - Unterstreichen Sie das Element mit der höheren Elektronegativität. Be / Li Be / Mg B / Be Se / Te I / Te 3. Aufgabe (10 Punkte)

4 Seite 4/18 Definieren Sie folgende Begriffe und illustrieren Sie die Definition mit einem Beispiel. a. Elektronegativität b. Oxidationsmittel c. Reduktion d. Disproportionierung e. 18-Elektronenregel

5 Seite 5/18 4. Aufgabe (10 Punkte) Geben Sie die Valenzstrichformeln, mögliche Resonanzformeln (mesomere Grenzstrukturen) inklusive der freien Elektronenpaare sowie eventuell vorhandene Formalladungen für folgende Ionen / Moleküle an: O 3 HSO 4 - SO 3 SO 3 2- S 8

6 Seite 6/18 5. Aufgabe (10 Punkte) Chlor kommt als Gemisch zweier Isotope vor, 35 17Cl mit der Atommasse 34,969 u und 37 17Cl mit der Atommasse 36,966 u. Die mittlere Atommasse des naturlichen Chlors beträgt 35,453 u. Wie hoch ist der prozentualle Anteil von 35 17Cl und 37 17Cl in natürlichem Chlorgas? (1 u = 1, kg)

7 Seite 7/18 6. Aufgabe (10 Punkte) Formulieren Sie die Valenzstrichformeln folgender Moleküle und Ionen und machen Sie mit Hilfe der VSEPR-Theorie Aussagen über die Molekülstrukturen. CH 4 NH 3 SF 4 XeF 2 PF 3 Cl 2

8 Seite 8/18 7. Aufgabe (10 Punkte) Beim Erhitzen setzt Ammoniumnitrit NH 4 NO 2 Stickstoff frei N 2 (auf diese Weise kann man reines Stickstoffgas herstellen). a) Formulieren Sie die Reaktionsgleichung b) Wie viel Mol NH 4 NO 2 werden zur Herstellung von 1 mol N 2 benötigt? c) Welche Masse an NH 4 NO 2 braucht man, um 2 g N 2 darzustellen? d) Welche Masse an Wasser entsteht dabei?

9 Seite 9/18 8. Aufgabe (10 Punkte) Vervollständigen Sie folgende Gleichungen für Redoxreaktionen, die in saurer wässriger Lösung ablaufen (achten Sie auf die Wasser- bzw. Protonenbilanz) Zn + NO 3 - Zn 2+ + NH 4 + H 3 AsO 3 + BrO 3 - H 3 AsO 4 + Br - H 2 SeO 3 + H 2 S Se + HSO 4 - ReO 2 + Cl 2 HReO 4 + Cl - AsH 3 + Ag + As 4 O 6 + Ag

10 9. Aufgabe (10 Punkte) Seite 10/18 Vervollständigen Sie folgende Gleichungen für Redoxreaktionen, die in basischer wässriger Lösung ablaufen (achten Sie auf die Wasser- bzw. Hydroxid-Ionen-Bilanz!). S 2- + I 2 SO I - MnO CN - MnO 2 + OCN - Au + CN - + O 2 Au(CN) 2 - Si SiO H 2 Cr(OH) 3 + OBr - CrO Br -

11 Seite 11/ Aufgabe (10 Punkte) Geben Sie die Oxidationszahl an für a. N in H 2 NOH b. S in S 2 O 5 Cl 2 c. P in Na 3 P 3 O 9 d. N in CaN 2 O 2 e. Xe in XeO 6 4- f. Ta in TaOCl 3 g. Sb in Ca 2 Sb 2 O 7 h. B in B 2 Cl 4 i. W in K 2 W 4 O 13 j. N in N 2 H 4

12 Seite 12/ Aufgabe (10 Punkte) Welche Namen haben a. HBr b. HNO 2 c. KHSO 4 d. CuSO 3 e. CuS f. NaNO 3 g. CH 3 COOH h. KBF 4 i. K 2 HPO 4 j. HOI

13 Seite 13/ Aufgabe (10 Punkte) Welche Stoffmengenkonzentration hat eine H 2 SO 4 -Lösung, wenn 25 ml davon mit 40 ml einer NaOH-Lösung mit c(naoh) = 0,6 mol/l neutralisiert werden?

14 Seite 14/ Aufgabe (10 Punkte) Formulieren Sie das Massenwirkungsgesetzt für folgende Reaktionen mit der Gleichgewichtskonstanten K c bzw. K p. Nach welcher Seite verschieben sich die Gleichgewichte bei Druckerhöhung? Wie hängen K c und K p miteinander zusammen? 2 SO 2 (g) + O 2 (g) 2 SO 3 (g) CaCO 3 (s) CaO (s) + CO 2 (g) N 2 (s) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 3 Fe (s) + 4 H 2 O (g) Fe 3 O 4 (s) + 4 H 2 (g)

15 Seite 15/ Aufgabe (10 Punkte) Die Basenkonstante von Benzylamin (C 6 H 5 CH 2 NH 2 ) ist K B = mol/l. Wie groß ist der ph Wert einer Lösung mit der Konzentration von 0,25 mol/l an Benzylamin?

16 Seite 16/ Aufgabe 6zt(10 Punkte) a) Formulieren Sie das Löslichkeitsprodukt für PbS und FeS, die Zahlenwerte der Konstanten betragen und b) Eine Lösung, die je 0,20 mol/l Pb 2+ und Fe 2+ enthält, wird mit H 2 S gesättigt. Welchen ph- Wert muss die Lösung haben, damit möglichst viel PbS, aber kein FeS ausfällt? Die Sättigungskonzentration von H 2 S beträgt 0,1 mol/l, die Säurekonstante für die erste Dissoziation von H 2 S K 1 = 1, mol/l, für die zweite Dissoziation K 2 = 1, mol/l.

17 Seite 17/ Aufgabe (10 Punkte) Wie groß ist das Reduktionspotenzial einer wäßrigen Permanganat-Lösung mit c(mno 4- ) = 0,1 mol/l, die Mn 2+ -Ionen mit einer Konzentration von c(mn 2+ ) = 10-3 mol/l enthält bei ph = 1 und ph = 5? Schreiben Sie die elektrochemische Halbreaktion auf (das Standardelektrodenpotenzial hierfür ist E 0 = 1,51V) und formulieren Sie die Nernstsche Gleichung. Bei welchem ph-wert ist die Oxidationskraft von Permanganat größer?

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