Ausgewählte Übungsfragen - Grundlagen der Anorganischen Chemie

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1 Ausgewählte Übungsfragen - Grundlagen der Anorganischen Chemie 1) Wie wird Natrium hergestellt, welche Struktur hat es, wie reagiert es a) mit Luft b) mit Alkohol (Reaktionsgl.) 2) Vergleichen Sie die Strukturen von NaCl, CsCl, BeO 3) Vergleichen Sie H 2 O und H 2 S : Siedepunkt, Säurestärke (ebenso: HF/HCl oder NH 3 /PH 3 ) 4) a) Skizzieren Sie die Struktur von Chlortrifluorid. b) Flüssiges BrF 3 hat eine gewisse elektrische Leitfähigkeit. Welche Teilchen transportieren den Strom, schlagen Sie ihre Strukturen vor. 5) Vergleichen Sie die Dissoziationsenergien von F 2, Br 2, Cl 2 6) Nennen Sie drei Edelgasverbindungen. Strukturen! 7) Erläutern Sie zwei technische Verfahren zur Darstellung von Chlor 8) Wichtige technische Verfahren: Darstellung von a) Soda b) Wasserstoffperoxid c) Ammoniak, Hydrazin und Salpetersäure d) Schwefelsäure e) Natriumthiosulfat f) Phosphor g) Phosphorsäure h) Silicone j) Silicium k) Aluminium 9) Vergleichen Sie die Strukturen von Bortribromid und Aluminiumtribromid 10) Skizzieren Sie die Struktur von SO 3, (SO 3 ) 3, H 2 S 2 O 7, H 2 S 2 O 8 11) Wie reagiert Natriumthiosulfat (Struktur?) a) mit Chlor b) mit Iod c) mit HCl? (Reaktionsgleichnugen) 12) Wie reagieren folgende Elemente mit Natronlauge: a) Chlor b) Phosphor c) Aluminium d) Silicium 13) Versuchen Sie die Bindungsverhältnisse in Diboran zu erklären

2 14) Welche Produkte entstehen bei der Hydrolyse von a) PBr 3 b) NBr 3 c) AlBr 3 15) Vergleichen Sie qualitativ die Stärken folgender Säuren: a) HClO 4 /HClO 3 /HOCl b) H 2 SO 4 /H 3 PO 4 /H 3 PO 3 c) HNO 3 /H 2 CO 3 /H 3 BO 3 16) Warum reagieren a) Chlorwasser b) SO 2 -Wasser c) CO 2 -Wasser d) Borwasser [B(OH) 3 )] sauer? Reaktionsgleichungen! 17) Skizzieren Sie die Strukturen (räumlich) von SO 3 2-, CO 3 2-, NH 3, NF 3, BF 3, ClF 3. Ferner: H 2 O 2, N 2 H 4, HN 3, N 4 H 4. 18) Welche Modifikationen kennen Sie von Kohlenstoff und Silicium? (Strukturen!) 19) Welche Struktur hat elementarer Schwefel? Wie liegt Schwefel in der Schmelze vor a) bei 120 C b) bei 200 C 20) Vergleichen Sie Struktur, Magnetismus und Leitfähigkeit von Sauerstoff, Schwefel und Selen. 21) Nennen Sie typische Eigenschaften von a) Metallen b) Ionenkristallen c) Halbleitern (Beispiele) 22) Darstellungsverfahern: H 2, CO, HCl, HI, I 2, NaOH 23) Welche Oxidationsstufen von den Elementen der IV. Hauptgruppe kennen Sie? Vergleichen Sie CO 2 /SiO 2 /PbO 2 24) Vervollständigen Sie folgende Redoxgleichungen: -...NO Fe H >...H 2 O +...Fe NO...As KBrO H >...Br As H 2 O 25) Zinn ist ein unedles Metall (E 0 = -0.14V), löst sich aber in reinem Wasser nicht auf. Gründe?

3 26) P H von a) 0.1 M NH 3 b) 0.1 M NH 4 Cl c) 0.1 M NH 3 und NH 4 Cl (K B von NH 3 ca ) 27) Vergleichen Sie Struktur und Eigenschaften von: a) NaH, HCl (Reaktion mit Wasser?) g) N 2 O, HN 3, NaN 3 b) NaNO 3, NaPO 3 (Verwendung?) h) N 2 O 4, N 2 O 3, N 2 O 5 c) N 2, NO, O 2, F 2 i) P weiß, P rot, P schwarz d) NO - + 2, NO 2, NO 2 j) S , S 8 e) O 3, SO 2 (Vorkommen in Luft?) k) SF 4, SF 6 f) CaCO 3, CaSiO 3 28) Vergleichen Sie die Eigenschaften der Elemente Barium und Blei. Funktion des Bleiakkus? (Gleichung) 29) Nennen Sie eine Elektronenmangelverbindung 30) Welche Rolle spielt Phosphor in Organismen? Nennen Sie Beispiele. 31) Welche Stoffe enthält natürliche Luft? Welche Stoffe enthalten Abgase von Verbrennungsmotoren? 32) Skizzieren Sie die Strukturen von Phosphorpentafluorid, -chlorid und -bromid! 33) Nennen Sie Beispiele für Pseudohalogenide 34) Nachweisreaktionen: CO 2-3, SO 2-3, SiO 2, F -, Cl -, Br -, I -, SCN -, CN - PO 3-3 4, AsO - 4, Fe 3+ / Al 3+ / Cr 3+ ; Pb 2+ / Zn 2+ / Ca 2+ / 35) Was ist: a) Glas, b) Zement, c) Siliconöl d) Chlorkalk, e) Fixiersalz, f) Phosphorsalz, g) Wasserglas? Aus welchen Stoffen werden diese Materialien dargestellt?

4 36) Synthetisches Quarzglas für Lichtwellenleiter: Wie wird es extrem rein und ökonomisch sinnvoll hergestellt? 37) Welche Rolle spielt NO beim Photosmog, welche in unseren Blutgefäßen (vergl. Medizin- Nobelpreis 1998)? Grundzüge der Anorganischen Chemie II, Ausgewählte Übungsfragen 1) Vergleichen Sie (qualitativ) Ionisierungsenergien und Redoxpotentiale von a) Ca/Sr/Ba b) Zn/Cd/Hg 2) Vergleichen Sie Elektronenkonfigurationen und chemische Eigenschaften von a) Ba und Hg b) K und Cu 3) Nennen Sie einige Verwendungszwecke von Zink, Cadmium und Quecksilber (-Verbindungen). Welche Probleme können dabei auftreten? 4) Skizzieren Sie die Strukturen in Edukten und Produkten: a) Kaliumtetraiodomercurat + NH > b) Sublimat + NH > c) Kalomel + NH > 5) Nennen Sie einige allgemeine Eigenschaften der - Metalle, - Nichtmetalle, - Übergangsmetalle, - Lanthanoide 6) Was ist Messing, was ist Bronze? Vergleichen Sie die Valenzelektronen-Konzentration von CuZn, Cu 5 Zn 8 und CuZn 3 Geben Sie Beipiele für a) Zintl-Phasen, b) Hume-Rothery-Phasen 7) Welche Ionen sind verantwortlich für die blaue Farbe von Cu 2+ a) in Wasser b) in Ammoniaklösung 8) Skizzieren Sie den Aufbau von a) CuSO 4 5 H 2 O b) [Cu(CH 3 COO) 2 H 2 O] 2 c) [Cr(CH 3 COO) 2 H 2 O] 2

5 9) Welche chemischen Vorgänge sind für die schwarz/weiß-fotografie von Bedeutung? 10) Nennen Sie die Strukturtypen von: AgCl, CuCl, ZnS, Zn, Cu. 11) Welche Verbindung entsteht bei der Chlorierung von Gold? (Zusammensetzung, Bau) 12) Nennen Sie einige Elemente, die bevorzugt in den - Ceriterden -Yttererden vorkommen. Versuchen Sie, eine Erklärung zu geben! 13) Welche Oxidationsstufen kennen Sie von a) Cer, Praseodym, Neodym b) Thorium, Proactinium, Uran 14) Nennen Sie einige Kernreaktionen, die in Atomkraftwerken ablaufen. Warum darf im Reaktor nicht alles 235 U verbrannt werden? a) Grundreaktion des schnellen Brüters. 15) Warum werden Kernbrennstäbe zwischengelagert, was sind die Hauptschritte des PUREX-Prozesses? 16) Schildern Sie die Schritte der Darstellung von Titanweiß aus Titanerz. Was gibt es noch an wichtigen anorganischen Pigmenten? 17) Strukturen: Rutil, Perowskit, Rheniumtrioxid 18) Erklären Sie die Farbigkeit von Titan(III) in wässriger Lösung mit Hilfe der Kristallfeldmethode. 19) Vergleichen Sie die Atomradien von Ti, Zr, Hf (qualitativ). 20) Titantetrachlorid: Darstellung, Struktur, Verwendung. 21) Nennen Sie Beispiele für hohe und niedrige Oxidationszahlen von a) Vanadium b) Niob c) Chrom d) Molybdän 22) Welche Produkte bilden sich, wenn man Vanadat-Lösungen schrittweise mit Säure

6 versetzt? 23) Vergleichen Sie Struktur und Eigenschaften von a) CrO 3 /SO 3 b) CrO 2 /SO 2 24) Salzsaure Lösungen, die Cr 3+ -Ionen enthalten, können verschiedenen Farben haben. Warum? 25) Was sind Isopolysäuren, Heteropolysäuren (Beispiele) 26) Vergleichen Sie die Oxidationskraft von Oxoanionen der Elemente der Gruppen 6 und 16: a) Chromat/Wolframat b) Permanganat/Perrhenat c) Sulfat/Tellurat 27) Beschreiben Sie die Permanganometrie vollständig mit Reaktionsgleichungen (Bestimmung von Eisenionen in salzsaurer Lösung) 28) Beschreiben Sie die Vorproben auf Chrom und Mangan durch Oxidationsschmelze 29) Für welche Zwecke wird Braunstein benötigt? 30) Geben Sie ein Beispiel für Metall-Metall-Vierfachbindung. Machen Sie Vorschläge für die Überlappung der d-orbitale in dieser Bindung. 31) Geben Sie ein Beispiel für Cluster. 32) Eisenoxide: Aufbau, magnetisches Verhalten 33) Beschreiben Sie die Vorgänge im Hochofen. Nennen Sie die zugehörigen chemischen Reaktionen! 34) Was ist Gußeisen, Stahl, Weicheisen? Welche chemischen Reaktionen laufen bei der Herstellung von Stahl ab? 35) Nennen Sie Verfahren zur Gewinnung und Reinigung von Metallen: a) Zn, Cu, Au b) Ti, Cr, Mn, V c) Mo, W 36) Vergleichen Sie das magnetische Verhalten von:

7 FeSO 4 7H 2 O, Na 3 [FeF 6 ], K 4 [Fe(CN) 6 ], K 3 [Fe(CN) 6 ] Erklären Sie die Fakten mit Hilfe der Kristallfeldmethode und spezieller Bindungsverhältnisse zwischen Metall und den Liganden. 37) Was ist Berliner Blau? 38) Eine Lösung von Kaliumthiocyanat wird erst mit Fe 3+ -Ionen, dann mit Überschuß an Natriumfluorid versetzt. Welche Reaktionen laufen ab? 39) NiAs. Beschreiben Sie diesen Strukturtyp. 40) Thenards Blau, Rinmanns Grün: Wie sind diese Stoffe aufgebaut? 41) Metalle in Organismen: Welche Rolle spielen Eisen und Cobalt? 42) Metallcarbonyle: Welche binären Carbonyle M (CO) n bilden a) Cr, Fe, Ni b) V, Mn, Co? 43) K 2 [PtCl 4 ] reagiert mit 2 NH 3 zu [Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 ] und 2 KCl. Skizziern Sie den räumlichen Bau der Platinkomplexe. (Edukt, Zwischenprodukt, Produkt) 44) Nitratnachweis durch Ringprobe. Welche Reaktionen laufen ab? Wie läßt sich Nitrat neben Nitrit nachweisen? 45) Halogenlampen: Rolle des Halogens? 46) Neßlers Reagens: Reaktionsweise mit NH 3? 47) Chemiebraunstein; Taschenlampenbatterie 48) Vergleich TiO 2 / CrO 2 (Farbe, Magnetismus, Bau) 49) Wie beseitigt man Quecksilber? (z.b. bei zerbrochenen Thermometern) 50) FeCl 3 + H 2 O (Überschuß). Welche Reaktionen laufen ab?

8 51) Weitere Stichworte: Highspin / Lowspin Komplexe Ligandenfeldstabilisierungsenergien Jahn-Teller Effekt Transportreaktionen, Halogenlampe Batterie Ferromagnetismus, Antiferromagnetismus Passivierung, Korrosion, Rost Folgen der Lanthanoiden-Kontraktion