Schriftliche Abschlussprüfung Chemie

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1 Sächsisches Staatsministerium für Kultus Schuljahr 2000/2001 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 (BE) für den Pflichtteil und 25 Bewertungseinheiten (BE) 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 2001

2 Teil I - Pflichtaufgabe Aufgabe 1 Stoffe Teilchen Chemische Reaktionen 1.1 Ihnen werden folgende Experimente demonstriert: In mit A und B gekennzeichneten Bechergläsern befinden sich zwei Stoffproben von verschiedenen farblosen Flüssigkeiten. Die beiden Stoffproben werden auf elektrische Leitfähigkeit geprüft. Beide Stoffproben werden mit Universalindikator versetzt. - Notieren Sie Ihre Beobachtungen. Fertigen Sie dazu eine Tabelle an. - Werten Sie Ihre Beobachtungen aus. Gehen Sie dabei auch auf den Bau der untersuchten Stoffe ein. Bei den untersuchten Stoffproben kann es sich um Natriumhydroxidlösung (Natronlauge), Kaliumchloridlösung oder Ethanollösung handeln. - Geben Sie Namen und Formeln der untersuchten Flüssigkeiten A und B an. - Begründen Sie Ihre Entscheidung. - Nennen Sie für den dritten, nicht untersuchten Stoff eine Nachweismöglichkeit und die dabei zu erwartende Beobachtung. Für 1.1 erreichbare BE: Periodensystem der Elemente und Atombau - Kennzeichnen Sie die Stellung des Elements Kalium im Periodensystem der Elemente. - Vergleichen Sie ein Kaliumatom mit einem Kalium-Ion. Geben Sie dabei eine Gemeinsamkeit und drei Unterschiede zwischen diesen Teilchen an. Begründen Sie einen Unterschied mit der Stellung des Elements Kalium im Periodensystem der Elemente. Für 1.2 erreichbare BE: Nach dem Experimentieren im Chemieunterricht ist Natriumhydroxidlösung (Natronlauge) sachgerecht zu entsorgen. Bevor die Lösung ins Abwasser gelangt, muss sie neutralisiert werden. - Nennen Sie einen Stoff, mit dem der Gefahrstoff Natronlauge reagiert, so dass Umweltschäden vermieden werden. - Entwickeln Sie für diese chemische Reaktion die Reaktionsgleichung. Für 1.3 erreichbare BE: Ethanol ist Hauptbestandteil von Brennspiritus. - Nennen Sie die zwei Reaktionsprodukte, die bei der vollständigen Verbrennung von Ethanol entstehen. - Beschreiben Sie die Energieumwandlung bei dieser chemischen Reaktion. Für 1.4 erreichbare BE: 3 Sign. 10/1/2 2001

3 Teil II - Wahlaufgaben Aufgabe 2 Metalle - Metalloxide 2.1 Metalle sind chemische Elemente. - Wählen Sie unter den genannten Elementen die Metalle aus. Notieren Sie diese. Barium, Phosphor, Calcium, Natrium, Neon, Aluminium - Begründen Sie Ihre getroffene Entscheidung mit der Stellung der Metalle im Periodensystem der Elemente. - Geben Sie für eines der genannten Metalle Name und Formel des Oxids an. Für 2.1 erreichbare BE: Auf Grund ihrer Eigenschaften lassen sich Metalle in verschiedene Gruppen einteilen. Es gibt Leichtmetalle und Schwermetalle, unedle Metalle und Edelmetalle. - Ordnen Sie jeder der genannten Gruppen ein Metall zu. - Geben Sie für jedes der gewählten Metalle eine Verwendungsmöglichkeit an. Für 2.2 erreichbare BE: Experiment - Verbrennen Sie einen Magnesiumspan unter Beachtung der Arbeitsschutzbestimmungen. - Notieren Sie Ihre Beobachtungen. - Entwickeln Sie die Reaktionsgleichung für die im Experiment durchgeführte chemische Reaktion. - Begründen Sie eine Arbeitsschutzmaßnahme, die Sie im Experiment eingehalten haben. Für 2.3 erreichbare BE: Metalle können aus Metalloxiden durch Redoxreaktionen hergestellt werden. - Wählen Sie eine der Reaktionsgleichungen aus, übernehmen Sie diese in Ihre Arbeit und kennzeichnen Sie an der Reaktionsgleichung die beiden Teilreaktionen. a) Fe 2 O Al 2 Fe + Al 2 O 3 b) CuO + H 2 Cu + H 2 O - Begründen Sie für eine Teilreaktion Ihre Zuordnung. - Berechnen Sie die Masse an Eisen, die aus 3,2 kg Eisen(III)-oxid Fe 2 O 3 entstehen kann. (Reaktionsgleichung a) Für 2.4 erreichbare BE: 7 Sign. 10/1/3 2001

4 2.5 Eisen wird großtechnisch im Hochofen hergestellt. - Ordnen Sie folgende Begriffe den Buchstaben a bis f aus der Skizze zu: Roheisen, Gichtgas, Luft, Koks, Schlacke, Eisenerz mit Zuschlägen - Erläutern Sie ein chemisch-technisches Arbeitsprinzip, das im Hochofen Anwendung findet. a b, c 200 C 400 C 800 C 1000 C d 1800 C e f Für 2.5 erreichbare BE: 5 Sign. 10/1/4 2001

5 Aufgabe 3 Ethansäure (Essigsäure) 3.1 Ethansäure gehört zu den organischen Verbindungen. - Übernehmen Sie folgende Übersicht in Ihre Arbeit und vervollständigen Sie diese. Name Strukturformel Summenformel H C O OH CH 3 COOH Butansäure - Kennzeichnen Sie in einer Strukturformel die funktionelle Gruppe organischer Säuren und benennen Sie diese. - Vergleichen Sie den Bau der Moleküle von Ethansäure mit dem von Ethanol und Ethanal. Geben Sie zwei Gemeinsamkeiten und einen Unterschied an. 3.2 Experiment Organische Säuren reagieren ähnlich wie anorganische Säuren. - Untersuchen Sie die chemische Reaktion von a) Magnesium mit Ethansäure und b) Magnesium mit Salzsäure (Chlorwasserstoffsäure). - Notieren Sie Ihre Beobachtungen. Für 3.1 erreichbare BE: 8 - Geben Sie den Namen und das chemische Zeichen des Reaktionsproduktes an, das bei beiden chemischen Reaktionen entsteht. - Nennen Sie die Teilchen, die für Säurelösungen charakteristisch sind. Wie können diese Teilchen nachgewiesen werden? Für 3.2 erreichbare BE: Im Haushalt findet Ethansäurelösung als Essig vielfältige Verwendung. - Begründen Sie zwei Verwendungsmöglichkeiten. - Warum sollte Ethansäurelösung vorwiegend verdünnt angewendet werden? Essig (Ethansäure) wird aus Ethanol hergestellt. - Entwickeln Sie für diese chemische Reaktion die Reaktionsgleichung. 3.4 Essigsäure ist Ausgangsstoff für die Herstellung einiger Ester, z. B.: CH 3 COOH + C 2 H 5 OH CH 3 -COO-C 2 H 5 + H 2 O Eine Essigsäurelösung enthält 20 g reine Essigsäure. - Berechnen Sie die Masse an Ethanol, die damit reagieren kann. - Geben Sie eine Verwendungsmöglichkeit von Estern an. Für 3.3 erreichbare BE: 7 Für 3.4 erreichbare BE: 5 Sign. 10/1/5 2001

6 Aufgabe 4 Baustoffe und Werkstoffe 4.1 Kalkstein, ein vielseitig verwendbarer Baustoff, ist ein natürliches Vorkommen des Calciumcarbonats. - Nennen Sie zwei weitere natürliche Vorkommen von Calciumcarbonat. Experiment Eine von zwei vorliegenden Stoffproben A und B ist Calciumcarbonat. Finden Sie diese experimentell heraus. Verwenden Sie dazu Salzsäure (Chlorwasserstoffsäure). - Führen Sie das Experiment durch. - Notieren Sie Ihre Beobachtungen. - Geben Sie an, welche Probe Calciumcarbonat enthält. - Entwickeln Sie für die abgelaufene chemische Reaktion die Reaktionsgleichung. In Gebieten mit hoher Umweltbelastung ist eine langsame Zerstörung von Bauwerken zu beobachten. - Erläutern Sie diese Tatsache mit Hilfe Ihrer chemischen Kenntnisse. Für 4.1 erreichbare BE: Kalkstein ist Rohstoff für die Herstellung von Kalkmörtel. Dazu wird Kalkstein zunächst thermisch in Branntkalk umgewandelt. CaCO 3 CaO + CO 2 - Berechnen Sie die Masse an Kalkstein, die zur Herstellung von 150 t Branntkalk notwendig ist. Der Hauptbestandteil des Kalkmörtels ist aus Branntkalk gewonnener Löschkalk (Calciumhydroxid). - Begründen Sie, warum beim Umgang mit Kalkmörtel Augen und Hände geschützt werden sollen. Beim Bauen wird neben Kalkmörtel auch Zementmörtel eingesetzt. - Geben Sie für beide Mörtelarten je eine Einsatzmöglichkeit an. Für 4.2 erreichbare BE: 7 Sign. 10/1/6 2001

7 4.3 Kunststoffe finden als Werkstoffe nach Maß eine vielseitige Verwendung. - Übernehmen Sie die Tabelle ohne Abbildungen in Ihre Arbeit. Anordnung der Makromoleküle A B C Kunststoffart Charakteristische Eigenschaft Verwendung - Ordnen Sie die Begriffe Elastomere, Thermoplaste, Duroplaste in die Tabelle unter Kunststoffart ein. - Vervollständigen Sie die Tabelle. - Erläutern Sie für eine Kunststoffart den Zusammenhang zwischen der Anordnung der Makromoleküle und der charakteristischen Eigenschaft. Für 4.3 erreichbare BE: Kunststoffe sind unentbehrlich geworden, ihre Entsorgung ist aber noch immer problematisch. - Erörtern Sie zwei verschiedene Möglichkeiten zur Entsorgung von Kunststoffen. Für 4.4 erreichbare BE: 4 Sign. 10/1/7 2001