Aufgaben: Elemente, Verbindungen, Wasseranalyse und Wasserstoff

Ordne die folgenden Reinstoffe den Gruppen „Element“ und „Verbindung“ zu: Sauerstoff, Wasser, Eisen, Kohlenstoffdioxid, Kupfer, Natriumchlorid.

Wasser lässt sich durch elektrischen Strom in zwei Gase zerlegen.

1. a) Nenne die beiden Gase.

1. b) Wie nennt man diese Art der Reaktion?

Wasserstoff reagiert mit Sauerstoff zu Wasser.

1. a) Stelle das Reaktionsschema in Worten auf.

1. b) Nenne die Nachweisreaktion für Wasserstoff.

Bei der Elektrolyse von Wasser sammeln sich in zwei Reagenzgläsern Gase. In einem Glas ist das Volumen doppelt so groß wie im anderen.

1. a) Welches Gas hat das größere Volumen? Begründe mit der Zusammensetzung von Wasser.

1. b) Beschreibe die Nachweise für beide Gase.

1. c) Warum fügt man dem Wasser meist etwas Schwefelsäure oder Natriumsulfat hinzu?

Wasserzerlegung (Analyse) und Wasserbildung (Synthese) sind Umkehrungen voneinander.

1. a) Stelle beide Reaktionsschemata in Worten auf.

1. b) Vergleiche die Energieumsätze beider Reaktionen (exotherm/endotherm).

1. c) Erkläre, warum bei der Synthese ein Reinstoff entsteht, der völlig andere Eigenschaften hat als seine Ausgangsstoffe.

Ein Wasserstoffbus fährt im Nahverkehr im Ruhrgebiet. Als Abgas entsteht nur Wasserdampf.

1. a) Formuliere das Reaktionsschema in Worten.

1. b) Nenne zwei Vorteile und zwei Nachteile von Wasserstoff als Energieträger.

1. c) Erkläre, warum Wasserstoff ein Energieträger und keine Energiequelle ist.

Ein Mitschüler behauptet: „Wasser ist ein Gemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff, weil man es in beide zerlegen kann.“

1. a) Widerlege die Aussage mit den Begriffen Gemisch, Verbindung und Element.

1. b) Erkläre, wie sich die Eigenschaften eines Gemischs aus Wasserstoff und Sauerstoff von denen von Wasser unterscheiden.

1. c) Nenne ein Experiment, mit dem man zeigen kann, dass Wasser eine Verbindung ist.

Ein Energieversorger plant, mit Windstrom Wasserstoff durch Elektrolyse herzustellen und diesen später für Strom und Wärme zu nutzen.

1. a) Beschreibe die Energieumwandlungen in einer Kette.

1. b) Bewerte das Verfahren hinsichtlich Ressourcenschonung und Klimaschutz.

1. c) Nenne ein Problem bei Speicherung und Transport von Wasserstoff und erkläre, warum es auftritt.

Du sollst experimentell zeigen, dass bei der Elektrolyse von Wasser zwei verschiedene Gase entstehen.

1. a) Formuliere Fragestellung und Vermutung.

1. b) Beschreibe Aufbau, Durchführung und die erwarteten Beobachtungen, einschließlich der Nachweise.

1. c) Schreibe das Versuchsprotokoll in Stichpunkten (Material, Durchführung, Beobachtung, Auswertung).