Klausur zur Vorlesung LV 18000, AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am 03.09.2007 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Σ Note: Vorname: Matr.-Nr.: Nachname: Chemie und Biochemie Lehramt Chemie vertieft Lehramt Chemie nicht vertieft Biologie.. Hilfsmittel: Nur ein Schreibwerkzeug (kein Bleistift) und ein nicht programmierbarer Taschenrechner sind erlaubt! Bei allen Berechnungen ist der Rechenweg anzugeben! Die pro Aufgabe erreichbare Punktzahl ist in [] Klammern angegeben (Höchstpunktzahl 100).. 1. Ein metallisch glänzendes Element der Gruppe 15 wird an der Luft verbrannt. Bei der Verbrennung von 3.5 g des Elements werden 0.070 mol Sauerstoff verbraucht. (a) [4] Um welches Element handelt es sich? (Lösungsweg angeben) (b) [4] Welches Gasvolumen nahm der verbrauchte Sauerstoff bei Standardbedingungen (1013 hpa; 0 C) ein (R = 8.3144 J K -1 mol -1 )? (c) [2] Nennen Sie eine Methode, die zur qualitativen Bestimmung der metallisch glänzenden Elemente der Gruppe 15 geeignet ist. Punkte 1:
Klausur zur Vorlesung LV 18000, AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am 03.09.2007 2 2. Bei 25 C beträgt das Löslichkeitsprodukt von Zn(OH) 2 4.5 10 17. (a) [2] Geben Sie die Formel für das Löslichkeitsprodukt an. (b) [4] Wie hoch ist die Zn 2+ -Konzentration in einer gesättigten Lösung? (Rechenweg angeben) (c) [4] Wie hoch ist die Zn 2+ -Konzentration in einer gesättigten Lösung, wenn der ph-wert 12 beträgt? (Rechenweg angeben) Punkte 2:
Klausur zur Vorlesung LV 18000, AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am 03.09.2007 3 3. In 1 L 0.1-molare Salzsäure wird Ammoniak eingeleitet (Volumenänderung ist vernachlässigbar; pk B (NH 3 ) = 4.7. Berechnen Sie (Rechenweg angeben!) die ph-werte nach Zugabe von: (a) [1] 0 mol Ammoniak (b) [2] 0.01 mol Ammoniak (c) [3] 0.1 mol Ammoniak (d) [4] 0.2 mol Ammoniak Punkte 3:
Klausur zur Vorlesung LV 18000, AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am 03.09.2007 4 4. Formulieren Sie die Gleichungen für die Reaktionen von: (a) [2] Schwefeldioxid mit Schwefelwasserstoff (b) [2] Kohlenstoffmonoxid mit Wasserdampf bei 500 C und Anwesenheit eines Katalysators (c) [2] Natrium mit Sauerstoff (d) [2] Magnesium mit Kohlenstoffdioxid nach Zündung (e) [2] Kaliumchlorat beim Erhitzen Punkte 4:
Klausur zur Vorlesung LV 18000, AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am 03.09.2007 5 5. 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] SeO 3 (b) [2] SF 3 + (c) [2] O 3 - (d) [2] NO 2 + (e) [2] SCN - Punkte 5:
Klausur zur Vorlesung LV 18000, AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am 03.09.2007 6 6. Die Oxidationskraft von Kaliumpermanganat hängt stark vom ph-wert ab. Geben Sie jeweils die Oxidationszahlen der resultierenden Manganverbindung und die Teilgleichungen der Reduktion des MnO 4 - -Anions an für: (a) [3] stark saure MnO 4 - -Lösungen (b) [3] schwach saure bis neutrale MnO 4 - -Lösungen (c) [3] basische MnO 4 - -Lösungen (d) [1] Kaliummanganat wird durch Zusammenschmelzen von Kaliumhydroxid mit Mangandioxid an Luft hergestellt. Geben Sie eine Reaktionsgleichung an. Punkte 6:
Klausur zur Vorlesung LV 18000, AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am 03.09.2007 7 7 (a) [3]. Kaliumpermanganat wird großtechnisch durch anodische Oxidation in einer Elektrolysezelle hergestellt. Geben Sie die Teilprozesse an der Anode und Kathode sowie die Gesamtreaktion an. (b) [4] Chlor löst sich in Natronlauge unter Disproportionierung. Die Bildung der Reaktionsprodukte hängt dabei von der Temperatur ab. Geben Sie die Redoxreaktionen (mit Teilgleichungen), sowie den Namen der jeweilig gebildeten Chlorverbindung mit der höheren Oxidationsstufe für eine Reaktionstemperatur von 60 C an: (c) [3] Berechnen Sie, welche Masse an Nickel bei der Elektrolyse einer Ni 2+ -Lösung mit 1.25 A Stromstärke in 30 min. abgeschieden wird (1 F = 96485 As). Punkte 7:
Klausur zur Vorlesung LV 18000, AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am 03.09.2007 8 8. Geben Sie für die folgenden Kombinationen jeweils die Molekülgestalt an (wenn das Molekül mehr als 2-atomig ist). Welches Molekül (oder Ion) hat jeweils die größte mittlere Bindungsordnung zwischen Zentralatom und Bindungspartner. (a) [3] XeF +, XeF 2, XeF 4 (b) [4] ClF 3, ClF 4, ClF 2 + (c) [3] NO 2, NO 2 Punkte 8:
Klausur zur Vorlesung LV 18000, AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am 03.09.2007 9 9. Elektrochemie (a) [4] Welche der folgenden Metalle reagieren mit konzentrierter Schwefelsäure. Begründen Sie Ihre Aussage mit einem Stichwort (Antwort nur mit Begründung gültig). Zink Blei Eisen Gold (b) [2] Wie ist der Nullpunkt der Spannungsreihe definiert? Geben Sie zwei Stichworte an. (c) [4] Berechnen Sie die Gleichgewichtskonstante der Reaktion: Fe 2+ + Ag + Fe 3+ + Ag aus folgenden Größen: E 0 (Fe 3+ /Fe 2+ ) = +0.771 V, E 0 (Ag + /Ag) = +0.799 V Punkte 9:
Klausur zur Vorlesung LV 18000, AC1 (Anorganische Experimentalchemie) am 03.09.2007 10 10. Natrium kristallisiert kubisch-innenzentriert mit einer Kantenlänge der Elementarzelle von 430 pm. (a) [3] Welchen metallischen Radius hat ein Natriumatom? (b) [3] Welche Dichte hat Natrium? (N A = 6.022 10 23 mol -1 ) (c) [2] Nennen Sie die zwei weiteren wichtigsten Kuckelpackungen im Raum die bei Strukturen metallischer Elemente realisiert sind. (d) [2] Beschreiben Sie (stichwortartig) die Metallbindung im Natrium. Punkte 10: