Aufgaben: Synthese und Analyse des Wassers

Wasser ist eine chemische Verbindung aus Wasserstoff und Sauerstoff.

1. a) Gib die Formel von Wasser an.

1. b) Nenne die beiden Elemente, aus denen Wasser besteht.

1. c) Ergänze: Bei der Zersetzung von Wasser entstehen die beiden Gase $\dots$ und $\dots$.

Im Hoffmann'schen Zersetzungsapparat wird Wasser mit Gleichstrom zerlegt. Nach einiger Zeit haben sich in den beiden Glasrohren Gase gesammelt.

1. a) Gib an, in welchem Volumenverhältnis die beiden Gase entstehen.

1. b) Nenne den Namen der beiden Gase.

Ordne jedem Nachweis das richtige Gas oder den richtigen Stoff zu (Wasserstoff, Sauerstoff, Wasser):

1. a) Ein glimmender Holzspan glüht hell auf.

1. b) Das Gas verbrennt mit einem pfeifenden Geräusch (Knallgasprobe).

1. c) Weißes Kupfersulfat färbt sich blau.

Bei der Elektrolyse von Wasser im Hoffmann'schen Zersetzungsapparat werden an einer Elektrode $12\ \text{mL}$ Wasserstoff aufgefangen.

1. a) Berechne, wie viel Milliliter Sauerstoff gleichzeitig an der anderen Elektrode entstehen.

1. b) Formuliere das Reaktionsschema (Wortgleichung) für die Zersetzung von Wasser.

1. c) Gib an, ob dabei Energie zugeführt oder abgegeben wird.

Lena füllt ein Reagenzglas mit dem Gas, das bei der Wasserzerlegung an der Elektrode mit dem größeren Gasvolumen entstanden ist. Sie hält ein brennendes Streichholz an die Öffnung und hört ein leises Pfeifen.

1. a) Bestimme, um welches Gas es sich handelt.

1. b) Nenne den Stoff, der bei dieser Reaktion entsteht.

1. c) Beschreibe, wie Lena nachweisen könnte, dass dieser Stoff entstanden ist.

Wasserstoff reagiert mit Sauerstoff zu Wasser.

1. a) Stelle die Reaktionsgleichung mit Formeln auf: $\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O}$ muss ausgeglichen werden.

1. b) Erkläre, warum man die Bildung von Wasser aus den Elementen „Synthese“ nennt.

1. c) Erkläre, warum die Zerlegung und die Bildung von Wasser als umkehrbare Reaktionen bezeichnet werden.

Ein Schüler behauptet: „Wasser ist ein Gemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff, weil man beide Gase daraus gewinnen kann.“

1. a) Widerlege die Behauptung mit zwei Argumenten (Eigenschaften, Reaktionsverhalten).

1. b) Erkläre den Unterschied zwischen einem Gemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff (Knallgas) und der Verbindung Wasser.

Bei der Elektrolyse von Wasser werden $2{,}0\ \text{g}$ Wasserstoff und $16\ \text{g}$ Sauerstoff erzeugt.

1. a) Berechne die Masse des zersetzten Wassers und nenne das Gesetz, das du verwendest.

1. b) Berechne das Massenverhältnis von Wasserstoff zu Sauerstoff im Wasser.

1. c) Erkläre, warum das Massenverhältnis ein anderes ist als das Volumenverhältnis der entstehenden Gase.

In einem Versuch werden $10\ \text{mL}$ Wasserstoff und $10\ \text{mL}$ Sauerstoff in einem Gasbehälter gezündet. Es entsteht flüssiges Wasser.

1. a) Stelle die Reaktionsgleichung auf.

1. b) Bestimme, welches Gas im Überschuss vorliegt und wie viel Milliliter davon nach der Reaktion übrig bleiben (Volumenverhältnis $2:1$).

1. c) Beschreibe, wie man den Gasrest nachweisen kann.