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Anna Weiss
vor 6 Jahren
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1 Klausur zur Vorlesung AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am Note: Vorname: Nachname: Matr.-Nr.: BITTE DEUTLICH SCHREIBEN! Studiengang: Chemie und Biochemie Lehramt Chemie vertieft Lehramt Chemie nicht vertieft Biologie Pharmaceutical Sciences.. Hinweise: Nur ein Schreibwerkzeug (kein Bleistift) und ein nicht programmierbarer Taschenrechner sind erlaubt! Schreiben Sie bitte gut leserlich. Unleserliche oder mit Bleistift geschriebene Teile werden nicht gewertet. Geben Sie nachvollziehbare Lösungs- bzw. Rechenwege an. Lösungen ohne Ansätze bzw. ohne Lösungswege werden nicht gewertet. Im Anhang befinden sich ein Periodensystem, Tabelle mit Konstanten und Schmierblätter. Sämtliche Notizen auf den Schmierblättern werden nicht gewertet! Die pro Aufgabe erreichbare Punktzahl ist in [ ] Klammern angegeben (Höchstpunktzahl 100).

2 Klausur zur Vorlesung AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am Geben Sie alle xidationszahlen an für: (a) [2] N + N: +III 1 P : -II 1 P (b) [1] Cl3 Cl: +V 1 P (c) [2] N2F4 N: +II 1 P F: -I 1 P (d) [1] Se8 Se: 0 1 P (e) [2] KI3 K: +I 1 P I: -1/3 1 P (f) [2] PCl5 P: +V 1 P Cl: -1 1 P Punkte 1:

3 Klausur zur Vorlesung AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am Zeichnen Sie jeweils eine sinnvolle Lewisformel mit allen Valenzelektronen an allen Atomen und geben Sie die Gestalt der Moleküle (bzw. Ionen) an für: (a) [2] Se3 Se - 1 P trigonal-planar 1 P 2+ (b) [2] SF3 + - F + F S F 1 P trigonal-pyramidal 1 P (c) [2] 3 - Ọ P (eine Resonanzstruktur ausreichend) gewinkelt 1 P (d) [2] N2 + + N linear 1 P (e) [2] SCN - 1 P - - S C N S C N linear 1 P 1 P (eine Resonanzstruktur ausreichend) Punkte 2:

4 Klausur zur Vorlesung AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am Bindungstheorie (a) [3] Welche M-Bindungsordnungen liegen im H2 + -Kation, im H2-Molekül und im H2 - - Anion in erster Näherung vor? H2 = 1 H2 + = 0.5 H2 - = 0.5 je 1 (b) [2] Die Bindungsenergie im H2 + -Kation beträgt H, im H2-Molekül H, d.h. weniger als der doppelte Wert. Erklären Sie diesen Befund (ein Stichwort). Elektronenkorrelation 2 (E-Korrelation gilt auch) (c) [3] Bitte tragen Sie die folgenden Symbole ein: =, >, < E(H2) < E(2 H) 1P Für IE(H2)I > IE(2H) 0.5 P T(H2) > T(2 H) 1P V(H2) < V(2 H) 1P (d) [6] Für das Wasserstoff-Molekül ist die 2-Elektronen-Wellenfunktion: - in der M-Theorie das Produkt von - in der VB-Theorie das Produkt von. Lösung: Punkte 3:

5 Klausur zur Vorlesung AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am [6] Geben Sie für das [F3] - -Anion an: Struktur: linear 2 Bindungstyp: 3c-4e Bindung 2 Bindungsordnung (M): Bindungsordnung (VB): Punkte 4:

6 Klausur zur Vorlesung AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am Elektrochemie (a) [4] Welche der folgenden Metalle reagieren mit konzentrierter Schwefelsäure? Begründen Sie Ihre Aussage mit einem Stichwort (Antwort nur mit Begründung gültig!). Zink ja kleines Reduktionspotenzial 1 P Blei nein Passivierung 1 P Eisen nein Passivierung 1 P Gold nein zu großes Reduktionspotenzial 1 P (b) [2] Wie ist der Nullpunkt der Spannungsreihe definiert? Geben Sie zwei Stichworte an. Wasserstoff-Elektrode 1 P Normalbedingungen 1 P (c) [4] Berechnen Sie die Gleichgewichtskonstante der Reaktion: Fe 2+ + Ag + Fe 3+ + Ag aus folgenden Größen: E 0 (Fe 3+ /Fe 2+ ) = V, E 0 (Ag + /Ag) = V E = E 0 (0.059/n)log K Im Gleichgewichtszustand ist E=0 0 = ( ) (0.059/1) log K lg K = lg K = 0.028/0.059 = 0.47 K = P Punkte 5:

7 Klausur zur Vorlesung AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am Formulieren Sie die Gleichungen für die Reaktionen von: (a) [2] weißem Phosphor mit Sauerstoff P P410 2 P (b) [2] Sauerstoff mit Ammoniak nach Zündung 4 NH N2 + 6 H2 2 P (c) [2] Magnesium mit Stickstoff nach Zündung 3 Mg + N2 Mg3N2 2 P (d) [2] Natriumoxid mit Kohlenstoffdioxid Na2 + C2 Na2C3 2 P (e) [2] Kohlenstoffmonoxid mit Wasserdampf bei 500 C und Anwesenheit eines Katalysators H2 + C H2 + C2 2 P Punkte 6:

8 Klausur zur Vorlesung AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am Bei 25 C beträgt das Löslichkeitsprodukt von Mg(H) (a) [2] Geben Sie die Formel für das Löslichkeitsprodukt an. L = [Mg 2+ ] [H - ] 2 2 P auch gelten lassen: L = c(mg 2+ ) c 2 (H - ) (b) [4] Wie hoch ist die Mg 2+ -Konzentration in einer gesättigten Lösung? (Rechenweg angeben) KL = [Mg 2+ ] [H - ] 2 = P [Mg 2+ ] (2[Mg 2+ ]) 2 = P 4[Mg 2+ ] 3 = ([ Mg 2+ ] 3 )= 3 ( /4) [Mg 2+ ] = P mit [H - ] = 2 [Mg 2+ ] 1 P (c) [4] Wie hoch ist die Mg 2+ -Konzentration in einer gesättigten Lösung, wenn der ph-wert 12 beträgt? (Rechenweg angeben) ph = 14 ph = = 2 1 P [H - ] = 10 -ph = 10 2 = P KL = [Mg 2+ ] [H - ] 2 = [Mg 2+ ] [0.01] 2 = [Mg 2+ ] = / [0.01] 2 1 P [Mg 2+ ] = P Punkte 7:

9 Klausur zur Vorlesung AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am Berechnen Sie (Rechenweg angeben!) die ph-werte für die Titrationskurve der Titration von 25.0 ml 0.1-molarer Salpetriger Säure (pks = 3.4) mit 0.1-molarer Natronlauge nach Zugabe von: (a) [1] 0 ml Natronlauge HN2 ist eine schwache Säure, somit: ph = ½ (pks - lg c0/moll -1 ) ½ P ph = ½ (3.4 - lg 0.1 moll -1 /moll -1 ) = 2.2 ½ P (b) [2] 12.5 ml Natronlauge Die Lösung enthält: HN2 und N2 - im Verhältnis 1:1 HN2 und N2 - korrespondierendes Säure/Base-Paar => Puffergleichung ½ P (wenn nichts anderes da bzw. keine Gleichung) ph = pks lg([ha]/[a - ]) ½ P wobei HA]/[A - ] = 1 ½ P ph = 3.4 lg(1) = 3.4 ½ P (c) [3] 25 ml Natronlauge Die Lösung enthält: NaN2 c(nan2) = 0.05 mol L -1 N2 - + H2 HN2 + H - pkb = 14- pks = P N2 - ist eine schwache Base, somit: ph = ½ (pkb lg c0/mol L -1 ) = ½ (10.6 lg 0.05) = P ph = 14 ph = = P (d) [4] 75 ml Natronlauge Die Lösung enthält: NaN2 und NaH mol L 1 NaN2 (also N2 - ) (schwache Base) 0.05 mol L 1 NaH (starke Base) Der ph-wert wird von der starken Base dominiert, somit: ph = lg(c[h - ]) = lg(0.05 ml) = P ph = 14 ph = = P Punkte 8:

10 Klausur zur Vorlesung AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am Bindungstheorie (a) [6] Nennen Sie die drei wichtigsten Gründe für eine isovalente Hybridisierung. (b) [6] Schreiben Sie ein vollständiges Resonanzschema für das Molekülion He-H+ unter Annahme eines minimalen Basissatzes an. (c) [2] Schreiben Sie eine VB-Struktur an, die der Resonanz zwischen den folgenden beiden Strukturen entspricht: Lösung: Punkte 9:

11 Klausur zur Vorlesung AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am Technische Chemie: a) [4] Geben Sie die technische Synthese von thermischer Phosphorsäure mit Reaktionsgleichungen an (IG-Verfahren). b) [2] Geben Sie die Reaktionsgleichung für die wichtigste technische Methode zur Herstellung von Schwefeldioxid an. 1/8 S8 + 2 S2 2P (S statt S8 wäre auch K) Punkte 10:

12 Klausur zur Vorlesung AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am ANHANG: 1 2 He H Ne F N C B Be Li Ar Cl S P Si Al Mg Na Kr Br Se As Ge Ga Zn Cu Ni Co Fe Mn Cr V Ti Sc Ca K Xe I Te Sb Sn In Cd Ag Pd Rh Ru Tc Mo Nb Zr Y Sr Rb Rn At Po Bi Pb Tl Hg Au Pt Ir s Re W Ta Hf La Ba Cs Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg E-Hg Fr Ra Ac Lu Yb Tm Er Ho Dy Tb Gd Eu Sm Pm Nd Pr Ce Lr No Md Fm Es Cf Bk Cm Am Pu Np U Pa Th Quelle: CRC 86th 2005 Konstanten: Avogadro-Konstante NA = mol -1 Universelle Gaskonstante R = J K -1 mol -1 Faraday-Konstante F = C mol -1 Atomare Masseeinheit u = kg

13 Klausur zur Vorlesung AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am Schmierblatt Sämtliche Notizen auf diesem Blatt werden nicht gewertet!

14 Klausur zur Vorlesung AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am Schmierblatt Sämtliche Notizen auf diesem Blatt werden nicht gewertet!

15 Klausur zur Vorlesung AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am Schmierblatt Sämtliche Notizen auf diesem Blatt werden nicht gewertet!

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