Übungsklausuren

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Molmedklausur zur AAC-Vorlesung 20.12.2010 (Hillebrecht)

MolMednachklausur zur AAC-Vorlesung 14.4.2011 (Hillebrecht)

1. AAC-Klausur BSc.15.12.2010 (Krossing)

EFK-Klausur 2006

Teil A:Multiple-Choice-Aufgaben (betrifft alle Fachrichtungen und auch den Lehrexport)

Bewertung

Aufgabe 1: In der folgenden Tabelle ist eine Reihe von wichtigen Standard-Elektrodenpotentialen angegeben. Beantworten Sie die Fragen unter der Annahme, dass jeweils einmolare Lösungen vorliegen.

Fe²⁺        →        Fe³⁺ + e^–                              E^o = + 0.77 V

2 Br^–        →        Br₂ + 2 e^–                              E^o = + 1.07 V

Co²⁺        →       Co³⁺ + e^–                              E^o = + l.84 V

2 H₂O       →        O₂ + 4 H⁺ + 4 e^–                E^o = + 1.23 V

2 SO₄^2–    →        S₂O₈^2– + 2 e^–                       E^o = + 2.05 V

Sn²⁺        →        Sn⁴⁺ + 2 e^–                           E^o = + 0.15 V

Kreuzen sie richtige Aussagen auf dem Deckblatt an und markieren sie falsche Aussagen durch einen Kringel.

a) Eisen(III) oxidiert in saurer Lösung Bromid zu Brom. 

b) Cobalt(III)-Salze sind in wässriger Lösung stabil. 

c) Wenn je 1 mol Eisen(II)-, Eisen(III)-, Zinn(II)- und Zinn(IV)-Salz zusammen gegeben werden, liegen am Ende 2 mol Eisen(II)- und 2 Mol Zinn(II) Salz vor.

d) Beim Auflösen eines Peroxodisulfats in Wasser sollte sich Sauerstoff bilden.

Aufgabe 2: In welchen der folgenden Verbindungen sind die Oxidationsstufen korrekt angegeben…? Entscheiden Sie, ob die folgenden Aussagen korrekt oder falsch sind.

a)   H₂S  :  H  =  -I, S = +II                              b)   Cr₂O₇^2–  :  Cr  =  +VII, O = -II

c)   BH₄^–  :  B =  +III, H = –I                           d)   NO₂⁺  :  N   =  +V, O = -II

Aufgabe 3: Eine ionische Bindung liegt vor in…? Entscheiden Sie, ob die folgenden Aussagen korrekt oder falsch sind.

a)   B₂H₆                      b)   PBr₃                                  c)   CaBr₂                    d)   ClF₃

Aufgabe 4: Welche der folgenden von stärker nach schwächer oxidierend geordneten Spannungsreihen ist richtig, welche ist falsch…?

a)   Au⁺/Au > Ag⁺/Ag > Cu⁺/Cu > Zn²⁺/Zn        b)   Ag⁺/Ag > Fe²⁺/Fe > Mg²⁺/Mg > Ba²⁺/Ba

c)   Hg²⁺/Hg > Sn²⁺/Sn > Pt²⁺/Pt > Au³⁺/Au     d)   Sn⁴⁺/Sn²⁺ > Pb⁴⁺/Pb²⁺  > Mg²⁺/Mg > Na⁺/Na

Aufgabe 5: Welche der folgenden Reaktionen liefert Wasserstoff-Gas…? Entscheiden Sie, ob die folgenden Aussagen korrekt oder falsch sind.

a)   Katalytische Zersetzung von Wasserstoffperoxid                 b)   CaC₂ mit Wasser

c)   Magnesium mit Salzsäure                                                      d)   Silber mit Salzsäure                     

Aufgabe 6: Aluminium ist ein häufig verwendetes Leichtmetall. Welche der folgenden Aussagen ist korrekt, welche ist falsch...?

a) Aluminium wird durch Schmelzflußelektrolyse von Al₂O₃ erhalten. Um die Elektrodenpotentiale der Abscheidung zu erniedrigen, wird Kryolith Na₃[AlF₆] zugesetzt.

b) Durch Hinzulegieren von 3-12 % Magnesium zum Aluminium bildet sich das seewasserbeständige Hydronalium.

c) Festes metallisches Aluminium ist unter atmosphärischen Bedingungen sehr beständig. Dies ist auf den edlen Charakter des Aluminiums zurückzuführen.

d) Das [Al(OH₂)₆]³⁺ Ion ist als Brønstedsäure etwa so stark wie Essigsäure.

Aufgabe 7: Sie lösen 1,00 g NaOH in 250 mL Wasser.

a)  Der pH Wert der Lösung beträgt 13.

b)  Sie versetzen diese Lösung mit 250 mL 0,10 n HCl. Der pH beträgt nun 1.

c)  Nach Abdestillation alles Wassers aus der Lösung in b) bleibt ein Rückstand aus NaCl und NaOH zurück.

d)  Der Rückstand aus c) (nach Abdestillation des Wassers) wiegt 1,45 g.

Aufgabe 8: Gegeben sind die folgenden Hydrolysereaktionen.
Wählen Sie die Reaktionen aus, die bei Normalbedingungen in H₂O ablaufen!

a)   PCl₃   +  3H₂O  →  H₃PO₃ + 3HCl                                    b)   CaBr₂ + 2H₂O  →  Ca(OH)₂ + 2HBr

c)   SiF₄  +  2H₂O  →  SiO₂  +  4HF                                        d)   CCl₄   +  2H₂O  →  CO₂   +  4HCl

Aufgabe 9: Welche der folgenden Aussagen beschreibt H₂SO₄ richtig?

a)   H₂SO₄ ist eine oxidierende Säure.

b)   H₂SO₄ hat einen pK_s-Wert von +3.

c)   H₂SO₄ ist hygroskopisch (wasserentziehend) und kann als Trocknungsmittel eingesetzt werden.

d)   Die Verdünnung von konz. H₂SO₄ mit Wasser ist stark endotherm.

Aufgabe 10: Bei der Herstellung von Salpetersäure nach dem Ostwaldverfahren

a)      wird Ammoniak in einer exothermen Reaktion verbrannt

b)      entsteht NO als Zwischenprodukt

c)      werden Vanadiumverbindungen als Katalysator verwendet

d)      kann N₂ als Nebenprodukt entstehen, wenn die Kontaktzeit an Katalysator nicht stimmt

Aufgabe 11: Kohlendioxid

a)      ist ein lineares Molekül

b)      reagiert mit Kohlenstoff bei hohen Temperaturen (1200°C) zu CO

c)      reagiert mit Magnesium zu Magnesiumoxid und Kohlenstoff

d)      ist im Wasser größtenteils physikalisch gelöst

Aufgabe 12: Entscheiden Sie, ob die folgenden Aussagen korrekt oder falsch sind:

a)         Die CaF₂-Struktur lässt sich als kubisch dichteste Packung der Ca-Atome beschreiben, bei denen sich in allen tetraedrischen Lücken die F-Atome befinden.

            Die Koordinationszahl von Ca  beträgt 8, die von F beträgt 4.

b)         Die NaCl-Struktur lässt sich als kubisch dichteste Packung der Chlorid-Ionen beschreiben, in deren oktaedrischen Lücken sich die Natrium-Ionen befinden.

            Die Koordinationszahl von Na und   Cl beträgt 6.

c)         Die optimalen Grenzradienverhältnisse für die Bevorzugung der CsCl-Struktur liegen zwischen 0,73 und 1,00.

d)         In einer dichtesten Packung sind 74 % des Raumes gefüllt.

Aufgabe 13: Entscheiden Sie, ob die folgenden Aussagen korrekt oder falsch sind:

a)         Im Millikan-Versuch wurde die Ladung kleiner Öltröpfchen bestimmt und daraus die Größe der Elementarladung e bestimmt.

b)         Die Hund’sche Regel besagt, dass jedes Orbital mit zwei Elektronen des gleichen Spins besetzt wird.

c)         Das Pauli-Prinzip besagt, dass sich alle Elektronen in einem Atom in mindestens einer Quantenzahl unterscheiden müssen.

d)         In einen Satz der Orbitale der Nebenquantenzahl l passen 2l+1 Elektronenpaare, d.h. in einen Satz d-Orbitale passen 7 Elektronenpaare.

Aufgabe 14: Welche der angegebenen idealen Winkel passen zu der angegebenen Struktur?

a)   Oktaedrisch                      180°                                       b)   Trigonal pyramidal                       120°
c)   Trigonal planar      120°                                                  d)   Tetraedrisch                      90°

Aufgabe 15: Welche elektronischen Konfigurationen sind korrekt?

a)   P^3–             [Ar]                                         b)   B               [He]2s²2p¹

c)   Ba             [Kr]6s²6p⁰                               d)   Zn             [Ar]3d¹⁰4s²4p⁰

Aufgabe 16: Von welchen experimentell zugänglichen Größen hängt die Elektronegativität ab?

a)   Ionisierungsenergie                                              b)   Elektronenaffinität

c)   Promotionsenthalpie                                             d)   Gitterenergie

Aufgabe 17: Welche der im Folgenden aufgeführten Verbindungen sind alle in Wasser von pH 7 schwer löslich und können daher für die qualitative und quantitative Analyse eingesetzt werden?

a)   NaCl, AgCl, CuI                                         b)   Na₂SO₄, SrSO₄, BaSO₄

c)   AgCl, BaSO₄, PbCrO₄                                d)   FeS, MnS, HgS

 Aufgabe 18: Entscheiden Sie, ob die folgenden Aussagen korrekt sind:

a)         Eine Redox-Reaktion ist eine Reaktion, bei der eine Reduktion mit einer Oxidation
  gekoppelt ist. Dabei erhöht sich die formale Oxidationsstufe des Oxidationsmittels und erniedrigt sich die Oxidationsstufe des Reduktionsmittels.

b)         Eine Redox-Reaktion ist eine Reaktion, bei der eine Reduktion mit einer Oxidation
  gekoppelt ist. Dabei erniedrigt sich die formale Oxidationsstufe des Oxidationsmittels und erhöht sich die Oxidationsstufe des Reduktionsmittels.

c)         Zur Ermittlung der formalen Oxidationsstufe werden Bindungen zu den Nachbaratomen immer doppelt gewertet.

d)         Wird zwischen zwei benachbarten gleichen Elementen eine Bindung ausgebildet, so wird
  diese zur Ermittlung der formalen Oxidationsstufe nicht berücksichtigt.

Aufgabe 19: In welchen der folgenden Verbindungen sind die Oxidationsstufen korrekt angegeben?

a)   H₂O₂  :  H  =  +I, O = -I                             b)   MnO₄^–  :  Mn  =  +VII, O = -II

c)   NH₄⁺  :  N =  +III, H = –I                          d)   CrO₄^2–  :  Cr   =  +V, O = -II

Aufgabe 20: Welche der folgenden Reaktionen liefert Wasserstoff-Gas…?

a)   Katalytische Zersetzung von Wasserstoffperoxid            b)   CaH₂ mit Wasser

c)   Zink mit Salzsäure                                                                   d)   Natrium mit Wasser

Aufgabe 21: Für Säure-Base-Reaktionen in wässrigen Systemen gilt:

a)   Schwache Säuren bilden mit ihren Salzen Puffersysteme
b)   Salze schwacher Säuren erzeugen basische Lösungen
c)   Schwache Säuren können durch schwache Basen nicht titriert werden
d)   Starke Säuren setzen schwache Säuren aus ihren Salzen frei

Aufgabe 22: Starke Oxidationsmittel sind:

a)   Cl₂, OCl^-, MnO₄^-, O₃                                 b)   O₂, Cr₂O₇^2-, PbO₂, ClO₃^-
c)   MnO₄^-, ClO₂, Mn, Cu²⁺                             d)   H₂O₂, Br₂, HNO₃, Fe

Aufgabe 23: Welches der folgenden Moleküle ist gewinkelt?

a)   N₂O                                  b)   CS₂                                   c)   NO₂                       d)   O₃

Aufgabe 24: Eine überwiegend ionische Bindung liegt vor in

a)   SiH₄                      b)   CaF₂                      c)   CsCl                      d)   S₈

Aufgabe 25: Entscheiden Sie, ob die folgenden Aussagen korrekt oder falsch sind:

a)    Im Millikan-Versuch wurde die Ladung kleiner Öltröpfchen bestimmt und daraus die Größe der Elementarladung e bestimmt.

b)    Die Hund’sche Regel besagt, dass jedes Orbital mit zwei Elektronen des gleichen Spins besetzt wird.

c)    Das Pauli-Prinzip besagt, dass sich alle Elektronen in einem Atom in mindestens einer Quantenzahl unterscheiden müssen.

d)    In einen Satz der Orbitale der Nebenquantenzahl l passen 2l+1 Elektronenpaare, d.h. in einen Satz d-Orbitale passen 7 Elektronenpaare.

Aufgabe 26: Welche der im Folgenden aufgeführten Verbindungen sind alle in Wasser von pH 7 schwer löslich

                      und können daher für die qualitative und quantitative Analyse eingesetzt werden?

a)   NaCl, AgCl, CuI                      b)   Na₂SO4, SrSO₄, BaSO₄

c)   AgCl, BaSO₄, PbCrO₄            d)   FeS, MnS, HgS
 

Aufgabe 27: Welche der folgenden Aussagen ist richtig?

a)   bei hohen Temperaturen wird die Gleichgewichtslage durch die Entropie bestimmt
b)   für jede freiwillig ablaufende Reaktion ist DS < 0
c)   für jede freiwillig ablaufende Reaktion ist DG > 0
d)   die Entropie ist besonders wichtig bei Reaktionen mit Beteiligung von festen Stoffen

Aufgabe 28: Bei welchen Molekülen bilden sich starke Wasserstoffbrückenbildungen?

a)   HF                         b)   H₃PO₄                   c)   H₂O                       d)   NH₃

Aufgabe 29: Welche der folgenden Spannungsreihen (von edel nach unedel) ist richtig?

a)   Cs > Rb > K > Na             b)   Fe > Ni > Zn > Al
c)   Na > K > Rb > Cs             d)   Pb > Hg > Fe > Na

Aufgabe 30: Kohlensäure bilden in Wasser

a)   eine echte Lösung von H₂CO₃.                 b)   eine physikalische Lösung von hauptsächlich CO₂.

c)   einen Puffer aus HCO₃^-  und CO₃^2-.        d)   einen Puffer aus H₂CO₃ und HCO₃^-.

Aufgabe 31: Welche der folgenden Aussagen beschreibt H₃PO₄ richtig?

a)   H₃PO₄ ist eine mittelstarke Säure.

b)   H₃PO₄ hat einen pK_s-Wert von -2.

c)   H₃PO₄ wird aus P₂O₅ und Wasser erhalten.

d)   H₃PO₄ wird aus natürlich vorkommenden Phosphaten und Schwefelsäure erhalten.

Aufgabe 32: Ordnen Sie nach steigender Säurestärke in Wasser: HF (1), HCl (2), H₂SO₄ (3),
H₃PO₄ (4) und H₂S (5).

a)   1 < 2 < 3 < 4 < 5                                       b)   5 < 1 < 4 < 3 < 2

c)   5 < 4 < 1 < 3 < 2                                       d)   1 < 5 < 4 < 2 < 3

 Aufgabe 33: Eine überwiegend ionische Bindung liegt vor in

a)   SiH₄                      b)   P₄                          c)   BaCl₂                    d)   BF₃

Aufgabe 34: Welche Metallkationen bilden lösliche Thiokomplexe?

a) As³⁺            b) Ag⁺             c) Pb²⁺             d) Sb³⁺

Teil B: Text- und Rechenaufgaben (betrifft nur Fachrichtungen B.Sc. Chemie und LA Chemie)

Aufgabe 1:

Bilden sie zu den folgenden Verbindungen die Strukturformeln. Benennen sie jede geometrische Struktur mit dem korrekten Ausdruck, wie sie ihn nach dem VSEPR-Modell erwarten würden (z.B. linear). Ermitteln Sie die formalen Oxidationsstufen aller Atome der unter a – b genannten Verbindungen. Zeichnen sie diese in ihre Strukturformeln mit ein.

a) Ermitteln sie die Strukturen von O₃, [SnCl₃]– und SiCl₄ und zeichnen Sie alle bindenden und nicht bindenden Elektronenpaare unter Beachtung der Oktettregel mit den resultierenden Ladungen ein. Benennen sie die Struktur (z.B. „trigonal-planar“).

b) Wie viele Valenzelektronen weist Xenon in [XeF₅]– formal auf…? Ermitteln und benennen sie die Struktur gemäß dem VSEPR-Modell. Wie nennt man solche Verbindungen im Allgemeinen?


c) Ermitteln sie die Strukturen von Borsäure und Phosphorylchlorid und zeichnen sie alle bindenden und nicht bindenden Elektronenpaare unter Beachtung der Oktettregel ein.

2. Aufgabe: Puffersysteme.

a) Geben Sie die Henderson-Hasselbalch-Gleichung (Puffergleichung) wieder und geben sie an Sie bei welcher Zusammensetzung ein gegebenes Puffersystem die optimale Pufferwirkung aufweist.


b) Ist der pH-Wert nur durch die relative Konzentration der Komponenten bestimmt oder haben auch die Absolutkonzentrationen einen Einfluss…?


c) Nennen Sie drei Puffersysteme und geben Sie den ungefähren pH-Bereich an, in dem diese Puffersysteme am Pufferpunkt wirksam sind (+/– 1 pH Einheit).


d) Was ist der Pufferpunkt…?




3. Aufgabe:  Für die großtechnische Aluminiumherstellung muss das Aluminiumerz von ubiquitären Eisenverunreinigungen befreit werden.

a) Als welche chemische Verbindung liegen die Al- und Fe-Verbindungen für die Trennung vor…?


b) Beschreiben sie durch zwei chemische Reaktionsgleichungen, wie die Fe- von der Al-Verbindung getrennt wird. Durch Veränderung welchen Parameters wird die Trennung ermöglicht…?

c) Die Al-Verbindung weist im Gegensatz zur Fe-Verbindung eine charakteristische Eigenschaft auf, die zur Trennung ausgenutzt wird. Wie heißt diese in der Vorlesung explizit besprochene Eigenschaft…? Was bedeutet sie (kurze stichwortartige Erklärung).


4. Aufgabe: Bronsted-Azidität.

a)    Ordnen Sie den Halogen-Wasserstoffsäuren HX pKs-Werte zu (+/- 1,5 Einheiten).
       Erklären Sie qualitativ die Absolutwerte und begründen Sie die Reihenfolge.


b)    Ordnen Sie den Sauerstoffsäuren des Chlors HClOn pKs-Werte zu (+/- 1,5 Einheiten).
        Erklären Sie qualitativ die Absolutwerte und begründen Sie die Reihenfolge.



5. Aufgabe: REDOX

Vervollständigen Sie die folgenden Redox-Gleichungen. Geben Sie die Teilgleichungenan!!:
a)    Ca₃(PO₄)₂  +  SiO₂  +  C  →


b)    PbO₂  +  I–   →


c)    Cu  +  HNO₃  →



6. Aufgabe: Das Löslichkeitsprodukt von KClO4 beträgt 3.6●10–5 mol²/L²

a)    Welche Menge löst sich in 1 L Wasser?


b)    Erwarten Sie eine pH-Abhängigkeit der Löslichkeit? Begründen Sie kurz Ihre Erwartung.


c)    Sie geben zu der unter a) beschriebenen Lösung 1 L einer einmolaren KCl-Lösung. Welche Reaktion(en) erwarten Sie? Berechnen Sie die anschließend vorliegenden  

       Gleichgewichtskonzentrationen.



Reihe wird fortgesetzt!