Klausurvorbereitung AC I 11. Juli Die folgenden Aufgaben waren Gegenstand der Klausur vom

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1 Klausurvorbereitung AC I 11. Juli 2017 Die folgenden Aufgaben waren Gegenstand der Klausur vom

2 1) Beschreiben Sie die technische Herstellung von Lithiumoxid in einem vierstufigen Verfahren, das mit der Bildung von Lithiumhydroxid aus Lithiumcarbonat und Calciumhydroxid beginnt. Formulieren Sie drei Reaktionsgleichungen für die drei folgenden Schritte (6 Punkte). Skizzieren Sie die Struktur von Lithiumoxid. (2)

3 1) Beschreiben Sie die technische Herstellung von Lithiumoxid in einem vierstufigen Verfahren, das mit der Bildung von Lithiumhydroxid aus Lithiumcarbonat und Calciumhydroxid beginnt. Formulieren Sie drei Reaktionsgleichungen für die drei folgenden Schritte (6 Punkte). Skizzieren Sie die Struktur von Lithiumoxid. (2) Li 2 CO 3 + Ca(OH) 2 2 LiOH + CaCO 3 2 LiOH + 2 H 2 O 2 2 LiOOH + 2 H 2 O 2 LiOOH Li 2 O 2 + H 2 O 2 Li 2 O 2 Li 2 O + ½ O 2

4 2) (7 Punkte) Begründen Sie, warum Lithiumdampf zweiatomige Moleküle enthält, während Berylliumdampf einatomig ist. (2). Begründen Sie in Stichworten, warum Berylliumchlorid kein Ionengitter bildet (2). Geben Sie Gründe an, die Bor daran hindern, a) ein Metall zu sein b) ein Nichtmetall zu sein c) eine einfache Elementstruktur mit kovalenten Bindungen auszubilden. (3).

5 2) (7 Punkte) Begründen Sie, warum Lithiumdampf zweiatomige Moleküle enthält, während Berylliumdampf einatomig ist. (2). Begründen Sie in Stichworten, warum Berylliumchlorid kein Ionengitter bildet (2). Geben Sie Gründe an, die Bor daran hindern, a) ein Metall zu sein b) ein Nichtmetall zu sein c) eine einfache Elementstruktur mit kovalenten Bindungen auszubilden. (3). E * 2s 2s Li Li 2 Li

6 2) (7 Punkte) Begründen Sie, warum Lithiumdampf zweiatomige Moleküle enthält, während Berylliumdampf einatomig ist. (2). Begründen Sie in Stichworten, warum Berylliumchlorid kein Ionengitter bildet (2). Geben Sie Gründe an, die Bor daran hindern, a) ein Metall zu sein b) ein Nichtmetall zu sein c) eine einfache Elementstruktur mit kovalenten Bindungen auszubilden. (3). MO-Schema für das Li 2 -Molekül. Im Be 2 wäre das antibindende MO auch besetzt. Berylliumchlorid bildet wegen der hohen Ladungsdichte des Be 2+ - Kations kein Ionengitter. Die Chlorid-Ionen werden polarisiert, was der Bindung einen hohen Kovalenzanteil verleiht. Bor ist kein Metall, weil es 3 VE abgeben müsste; B 3+ wäre jedoch noch kleiner und noch höher geladen als Be 2+. Bor ist kein Nichtmetall: Ein Boratom könnte nicht durch Elektronenaufnahme eine Edelgasschale erreichen. Mit seinen drei VE könnte Bor nur drei kovalente Bindungen ausbilden und hätte keine Edelgasschale.

7 3) (8 Punkte) a) Nennen Sie zwei Mineralien des Aluminiums mit Namen und Formel (2). Formulieren Sie Reaktionsgleichungen b) für die Herstellung von Berylliumacetat, c) für die Herstellung von Bortribromid aus Boroxid in einem Schritt, d) für die Herstellung von Lithiumtetrahydridogallat (je 2).

8 3) (8 Punkte) a) Nennen Sie zwei Mineralien des Aluminiums mit Namen und Formel (2). Formulieren Sie Reaktionsgleichungen b) für die Herstellung von Berylliumacetat, c) für die Herstellung von Bortribromid aus Boroxid in einem Schritt, d) für die Herstellung von Lithium-tetrahydridogallat (je 2). KAlSi 3 O 8 Feldspat, Orthoklas NaAlSi 3 O 8 Feldspat, Albit Al 2 O 3 Korund γ-al(oh) 3 Hydrargillit b) 4BeO + 6 CH 3 COOH [OBe 4 (OOCCH 3 ) 6 ] + 3 H 2 O c) Br 2 O C + 3 Br 2 2 BBr CO d) GaCl LiH Li[GaH 4 ] + 3 LiCl

9 4) (6 Punkte) a) Formulieren Sie eine Reaktionsgleichung für die Herstellung von Siliciumcarbid (2). b) Nennen Sie die drei Typen der Carbide und ordnen Sie Siliciumcarbid einem dieser Typen zu (1). c) Nennen Sie für die beiden anderen Typen je ein Beispiel (1). Ergänzen Sie für die folgenden Silicat-Anionen die fehlende Ionenladung und skizzieren Sie jeweils die Struktur: d) [Si 4 O 11 ] (1) e) [SiO 4 ] (1).

10 4) (6 Punkte) a) Formulieren Sie eine Reaktionsgleichung für die Herstellung von Siliciumcarbid (2). b) Nennen Sie die drei Typen der Carbide und ordnen Sie Siliciumcarbid einem dieser Typen zu (1). c) Nennen Sie für die beiden anderen Typen je ein Beispiel (1). Ergänzen Sie für die folgenden Silicat-Anionen die fehlende Ionenladung und skizzieren Sie jeweils die Struktur: d) [Si 4 O 11 ] (1) e) [SiO 4 ] (1). a) SiO C SiC + 2 CO b) Man kennt ionische, kovalente und metallische Carbide. SiC kovalent. Ionisch: M 2 C 2 (M = Alkalimetall), CaC 2, Mg 2 C 3, Li 4 C 3, Be 2 C, Al 4 C 3, Sc 30 C 40. Metallisch: MC-Typ mit verschiedenen Übergangsmetallen.

11 4) (6 Punkte) a) Formulieren Sie eine Reaktionsgleichung für die Herstellung von Siliciumcarbid (2). b) Nennen Sie die drei Typen der Carbide und ordnen Sie Siliciumcarbid einem dieser Typen zu (1). c) Nennen Sie für die beiden anderen Typen je ein Beispiel (1). Ergänzen Sie für die folgenden Silicat-Anionen die fehlende Ionenladung und skizzieren Sie jeweils die Struktur: d) [Si 4 O 11 ] (1) e) [SiO 4 ] (1).

12 5) (7 Punkte) a) Formulieren Sie je eine Reaktionsgleichung für die Herstellung von Tetrafluorhydrazin und für dessen Reaktion mit Stickstoffmonoxid (4). b) Beschreiben Sie die Dreizentrenbindung im hypothetischen Stickstoffpentafluorid anhand von Skizzen der drei Molekülorbitale, die diese Wechselwirkung ausmachen. Geben Sie auch die Elektronenbesetzung dieser MOe an (3).

13 5) (7 Punkte) a) Formulieren Sie je eine Reaktionsgleichung für die Herstellung von Tetrafluorhydrazin und für dessen Reaktion mit Stickstoffmonoxid (4). b) Beschreiben Sie die Dreizentrenbindung im hypothetischen Stickstoffpentafluorid anhand von Skizzen der drei Molekülorbitale, die diese Wechselwirkung ausmachen. Geben Sie auch die Elektronenbesetzung dieser MOe an (3). 2 NF 3 + Cu F 2 N-NF 2 + CuF 2 2 NF Hg F 2 N-NF 2 +Hg 2 F 2 N 2 F NO 2 F 2 N-NO;

14 5) (7 Punkte) a) Formulieren Sie je eine Reaktionsgleichung für die Herstellung von Tetrafluorhydrazin und für dessen Reaktion mit Stickstoffmonoxid (4). b) Beschreiben Sie die Dreizentrenbindung im hypothetischen Stickstoffpentafluorid anhand von Skizzen der drei Molekülorbitale, die diese Wechselwirkung ausmachen. Geben Sie auch die Elektronenbesetzung dieser MOe an (3). Antibindend, leer Nichtbindend, gefüllt Bindend, gefüllt

15 6) (4 Punkte) a) Nennen Sie ein chemisches Element, das im festen, kristallinen Zustand fast wie ein Metall glänzt und beim Erhitzen eine orangerote Schmelze und einen gelben Dampf bildet (1). b) Skizzieren Sie ein Kation, das nur aus mindestens fünf Atomen eines Elements besteht und durch Einwirkung von Arsenpentafluorid auf das Element gewonnen wurde (1). c) Formulieren Sie eine Reaktionsgleichung zu diesem Vorgang (2).

16 6) (4 Punkte) a) Nennen Sie ein chemisches Element, das im festen, kristallinen Zustand fast wie ein Metall glänzt und beim Erhitzen eine orangerote Schmelze und einen gelben Dampf bildet (1). b) Skizzieren Sie ein Kation, das nur aus mindestens fünf Atomen eines Elements besteht und durch Einwirkung von Arsenpentafluorid auf das Element gewonnen wurde (1). c) Formulieren Sie eine Reaktionsgleichung zu diesem Vorgang (2). a) Tellur (Selen wurde auch anerkannt) b) b) Br 5 +, Te 6 4+, S 8 2+, Se 8 2+, Te 8 2+

17 6) (4 Punkte) a) Nennen Sie ein chemisches Element, das im festen, kristallinen Zustand fast wie ein Metall glänzt und beim Erhitzen eine orangerote Schmelze und einen gelben Dampf bildet (1). b) Skizzieren Sie ein Kation, das nur aus mindestens fünf Atomen eines Elements besteht und durch Einwirkung von Arsenpentafluorid auf das Element gewonnen wurde (1). c) Formulieren Sie eine Reaktionsgleichung zu diesem Vorgang (2). + S 283 pm S S S S + S S S

18 7) (4 Punkte) Formulieren Sie Gleichungen a) für die Reaktion von elementarem Iod mit Schwefelsäure, die überschüssiges Schwefeltrioxid enthält, b) für die Herstellung des [BrF 6 ] + - Kations (je 2).

19 7) (4 Punkte) Formulieren Sie Gleichungen a) für die Reaktion von elementarem Iod mit Schwefelsäure, die überschüssiges Schwefeltrioxid enthält, b) für die Herstellung des [BrF 6 ] + - Kations (je 2). a) 2 I SO 3 + H 2 SO 4 2 I 2+ HSO 4- + SO 2 b) BrF 5 + KrF + [AsF 6 ] - [BrF 6 ] + [AsF 6 ] - + Kr

20 8) (6 Punkte) Skizzieren Sie die Molekülstrukturen von XeF 2 und SF 4 (2) und formulieren Sie Gleichungen für die Herstellung der Xenon- Kohlenstoff-Verbindung [(F 5 C 6 Xe] + und für eine Xenonverbindung mit Xenon-Chlor-Bindung (4).

21 8) (6 Punkte) Skizzieren Sie die Molekülstrukturen von XeF 2 und SF 4 (2) und formulieren Sie Gleichungen für die Herstellung der Xenon- Kohlenstoff-Verbindung [(F 5 C 6 Xe] + und für eine Xenonverbindung mit Xenon-Chlor-Bindung (4). XeF 2 + B(C 6 F 5 ) 3 [F 5 C 6 Xe] + [(F 5 C 6 ) 2 BF 2 ] - [F 5 C 6 Xe] + + R 3 NH + Cl - F 5 C 6 XeCl + R 3 NH +