53 Aufgaben zum Kapitel

477
🖩

Sauerstoff- und Kupfermenge

Ein gewisser Strom setzt 0,504 g Wasserstoff in 2 Stunden frei. Welche Sauerstoff- und Kupfermenge kann von dem selben Strom in der gleichen Zeit freigesetzt werden?

483
🖩

Zink

Ein 30 min lang fließender Strom von 5 A lagert 3,048 g Zink an der Kathode ab. Zink hat die Wertigkeit 2.
Wie groß ist seine relative Atommasse?

484
🖩

Nickel

Ein Strom von 15 A dient in einem Nickelsulfatbad zur Bildung einer Nickelplatte. Ni und H2 werden beide an der Kathode gebildet. Der zur Ni-Abscheidung wirksame Stromanteil beträgt 60%.
Welche Nickelmenge wird pro Stunde abgelagert? (`M=58,71`, `n=2`)

485
🖩

Chlor elektrolytisch erzeugen

Wie viel Stunden braucht man, um 100 kg Chlor elektrolytisch aus NaCI mit Hilfe von 1000 A zu erzeugen?
Der Wirkungsgrad an der Anode zur Erzeugung von Cl beträgt 85%.

486

Wie lautet das Faradaysche Gesetz der Elektrolyse ?

491
🖩

Elektrolysegefäß

Eine Spannung von 20 V liegt an einem Elektrolysegefäß mit `"CuSO"_4`. Nach 20 min hat sich die Masse einer Elektrode (welcher?) um 0,4 g erhöht.
Wie groß ist der elektrische Widerstand dieses Gefäßes?

492
🖩

Elektrolysebad

Ein Elektrolysebad enthält eine `"CuSO"_4`-Lösung und eine Anode aus unreinem Kupfer. Welche Kupfermenge wird (durch Ablagerung an der Kathode) von einem 12 h lang fließenden Strom von 150 A gereinigt?

493
🖩

Aluminium

Welche Aluminiummenge wird von einem Strom von 40 A in 30 Minuten elektrolytisch abgeschieden?

494
🖩

Elektrolysegerät

Ein Elektrolysegegefäß mit `"AgNO"_3` hat einen elektrischen Widerstand von 40 Ω. Welche Spannung muss angelegt werden, damit nach 20 min die Masse der Kathode um 0,8 g zunimmt?

495

Was ist ein Elektrolyt?

496
🖩

Herstellung von Aluminium

Zur Herstellung von Aluminium wird Aluminiumoxid (`"Al"_2"O"_3`) durch eine Schmelzflusselektrolyse in `"Al"` und `"O"_2` zerlegt. Die dreifach positiv geladenen Al-Ionen werden an der Kathode abgeschieden. Wie lange dauert es, bis 1 Tonne `"Al"` durch 30 kA abgeschieden werden und wie viel Aluminiumoxid wird dabei verbraucht?

497
🖩

Kupfer abscheiden

Ein elektrischer Strom vorgegebener Stromstärke setzt in 12 Minuten 2 g Sauerstoff frei. Wie lange dauert es, bis mit derselben Stromstärke 18 g Cu abgeschieden werden?

498
🖩

Kupferschichte

Ein Körper mit der Oberfläche 100 cm² soll elektrolytisch verkupfert werden. Das Kupfer wird bei einer Stromstärke von 2 A in 45 min aus einer Kupfersulfatlösung abgeschieden. Wie dick ist die Kupferschicht ?

514
🖩

Zylinderspule

Eine Zylinderspule mit 800 Windungen und einer Länge von 30 cm wird von einem Strom durchflossen, der aus einer Silbernitratlösung in 15 Minuten 25 g Silber abscheidet (`k=1,118" mg/As"`).

Wie groß ist das Magnetfeld innerhalb der Spule?

969

Was ist ein Ion?

1627

Wie zeigt sich die chemische Wirkung des elektrischen Stroms?

1992

Was ist die Elektronegativität?

2374

Was ist Elektrolyse?

2697
🖩

Wie lange dauert die Produktion von 1 t Aluminium?

Anleitung: Abschätzung aus dem elektrischen Daten für die Elektrolyse.

2736

Bei elektrochemischen Reaktionen ist stets eine Art von Substanzen vorhanden, die bei einer Redoxreaktion nie dabei ist. Welche Stoffart macht den Unterschied zwischen diesen Reaktionstypen aus?

2767

Natrium ist ein Element sehr geringer Elektronegativität mit einem Normalpotenzial `<=2" V"`. Was passiert daher, wenn Natriumionen in Wasser kommen?

2768

Das Standardpotenzial von Wasserstoff ist mit `0" V"` festgelegt. Welcher Elektrolyt ist in einer Normal-Wasserstoffelektrode zu erwarten?

2769

Gibt man Zinkmetall in eine `"CuSO"_4`-Lösung (vergl. Abb. 53.2), scheidet sich metallisches Kupfer auf dem Zink ab. Welche Art von Reaktion ist das? Worauf kommt es an, wenn mit Hilfe dieser Reaktion Strom gewonnen werden soll?

2770

Ist Stromentnahme aus einer Batterie mit einer chemischen Veränderung des Elektrolyten verbunden?

2771

Würden Elektronen eine Anode (Abb. 53.4) verlassen, ohne dass sie in Kontakt mit einem Elektrolyten stünde, bilden sich positive Ladungen an der Oberfläche. Erklären Sie unter Verwendung von Kapitel 21 die entsprechenden Vorgänge. Wie nennt man in der Mikroelektronik entsprechende Bauteile?

2772

Liefert eine Batterie nach Erwärmung eine höhere Spannung oder Leistung?

2773

Worauf wirkt sich in erster Linie eine Erwärmung des Elektrolyten während einer Elektrolyse aus?

2774

Ist Galvanisieren ein Teilgebiet der Elektrolyse, oder umgekehrt die Elektrolyse ein Spezialfall des Galvanisierens?

3786

Die in der Formel `m = {M*I*t}/{N_"A"*e*n}` vorkommenden Größen sind zu benennen.

3787

Die Formel zur Berechnung der bei der Elektrolyse abgeschiedenen Masse ist schrittweise zu begründen.

Ein `n`-fach geladenes Ion wird durch die Ladungsmenge ____ neutralisiert.

Für `M` kg benötigt man die Ladungsmenge ____.

Für m kg benötigt man daher die Ladungsmenge ____.

3788
✅ *

Welche der angegebenen Proportionalitäten gelten für die Elektrolyse? …

3791
🖩

Wie viel mg Silber (`M=108" kg/kmol"`) pro Sekunde scheidet ein Strom von `1" A"` aus einer `"Ag"^+` enthaltenden Lösung ab?

5216
🖩

Welchen Wert ergibt die Messung der Spannung zwischen zwei Elektroden aus Kupfer bzw. Zink?

5217
🖩

Wie groß ist das elektrochemische Äquivalent von Nickel `"Ni"^{2+}` mit `M=58,71"g/mol"`?

5218
🖩

In einer Elektrolysezelle fließt 20 min lang ein Strom der Stärke 7 A. Es werden dabei 2,845 g Zink `"Zn"^{2+}` an der Kathode abgeschieden.

Wie groß ist die relative Atommasse von Zink?

5219
🖩

Die Ladungsmenge `F=N_"A"*e` wird Faraday-Konstante genannt. Wie groß ist sie?

5220
🖩

Ein Elektrolysegefäß mit dem Elektrolyten `"AgNO"_3` (`k=1,118" mg/C"`) hat einen elektrischen Widerstand von 40 Ω.

Welche Spannung muss angelegt werden, damit nach 20 min die Masse der Kathode um 0,8 g zunimmt?

5221

Wie kann man die Elektrolyse zur Messung der Stromstärke nutzen?

5222

Abbildung 53.4 ist so zu ändern, dass konkret von einer Elektrolyse von `"HgCl"_2` als Elektrolyt und Grafit als Elektrode gesprochen wird!

5223

Abbildung 53.4 ist sinngemäß auf eine Na-S-Zelle anzuwenden!

5365
✅ *

Elektrochemische Prozesse beinhalten Veränderungen von Stoffen als Folge der Einwirkung von elektrischem Strom, wie beispielsweise: …

5823

Wie unterscheiden sich chemische von elektrochemischen Reaktionen?

5824

Wie ist eine elektrochemische Zellen aufgebaut?

5825

Nennen Sie die wichtigsten technischen Anwendungen der Elektrochemie!

5826

Was ist das elektrochemische Äquivalent?

5827

Wodurch unterscheidet sich die Stromleitung in Flüssigkeiten von der in Metallen?

5828

Wodurch entstehen die Ionen in einem Elektrolyten?

5829
🖩

Aus einer CuS04-Lösung werden in 30 min 1,19 g Cu abgeschieden. Wie groß ist die Stromstärke?

6438

Warum kann das elektrochemische Äquivalent beim gleichen Stoff verschiedene Werte haben?

6782

Was ist ein Kation?

6783

Was ist ein Anion?

7326
✅ *

Elektroden

Ionen, die in einem Elektrolyt zur Anode wandern …

7327
✅ *

Elektroden

Ionen, die in einem Elektrolyt zur Kathode wandern …

 

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