Elektrochemie lernen: Quizze und Übungen für Klasse 12

Question 1

Welche der folgenden Reaktionen ist eine Redoxreaktion?

Accepted Answer

Propan verbrennt

Accepted Answer

Geschmolzenes Natriumchlorid wird elektrolysiert

Answer

Zucker löst sich in Wasser auf

Answer

Essigsäure wird mit Natriumhydroxid neutralisiert

Question 2

Was geschieht an der Kathode einer galvanischen Zelle?

Accepted Answer

Reduktion

Answer

Oxidation

Answer

Elektronenübertragung

Answer

Ionenaustausch

Question 3

Welche Aussage zur elektrochemischen Spannungsreihe ist richtig?

Accepted Answer

Sie ordnet Metalle nach ihrer Reduktionsstärke.

Answer

Sie ordnet Metalle nach ihrer Oxidationsstärke.

Answer

Sie enthält nur unedle Metalle.

Answer

Sie gilt nur für wässrige Lösungen.

Question 4

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die anodische Reaktion bei der Elektrolyse von Salzlösungen korrekt?

Accepted Answer

Negative Ionen werden oxidiert und Elektronen freigesetzt.

Answer

Positive Ionen werden reduziert.

Answer

Neutrale Moleküle werden in Ionen umgewandelt.

Answer

Elektronen werden aus dem äußeren Stromkreis aufgenommen.

Question 5

Was geschieht an der Anode einer galvanischen Zelle?

Accepted Answer

Oxidation

Answer

Reduktion

Answer

Neutralisation

Answer

Polymerisation

Question 6

Was passiert mit einem chemischen Teilchen, wenn es in einer Redoxreaktion reduziert wird?

Accepted Answer

Es nimmt Elektronen auf.

Answer

Es gibt Elektronen ab.

Answer

Es gibt Wasserstoffionen ab.

Question 7

Was ist die treffendste Definition für Elektrochemie?

Accepted Answer

Die Untersuchung chemischer Reaktionen, die mit Elektronenfluss verbunden sind

Answer

Die Untersuchung chemischer Reaktionen, die Wärme freisetzen oder aufnehmen

Answer

Die Untersuchung chemischer Reaktionen, die zu Änderungen in der Molekülstruktur führen

Answer

Die Untersuchung chemischer Reaktionen, die nur in wässrigen Lösungen stattfinden

Question 8

Welche Bestandteile sind für eine Elektrolysezelle unerlässlich?

Accepted Answer

Kathode, Anode, Elektrolyt, Gleichstromquelle

Answer

Kathode, Anode, Elektrolyt, Wechselstromquelle

Answer

Anode, Kathode, Elektrolyt

Answer

Gleichstromquelle, Kathode, Elektrolyt

Question 9

Welche Gase entstehen bei der Elektrolyse von reinem Wasser?

Accepted Answer

Wasserstoff und Sauerstoff

Answer

Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff

Answer

Nur Wasserstoff

Answer

Nur Sauerstoff

Question 10

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Korrosion von Eisen am zutreffendsten?

Accepted Answer

Korrosion ist ein elektrochemischer Prozess, bei dem Eisen zu Eisen(II)-Ionen oxidiert wird.

Accepted Answer

Korrosion wird durch Sauerstoff und Wasser beschleunigt.

Accepted Answer

Korrosion kann durch eine Schutzschicht auf dem Eisen verhindert werden.

Answer

Korrosion tritt nur bei sehr alten Eisenobjekten auf.

Question 11

Welche Aussage zur Elektrochemischen Spannungsreihe ist richtig?

Accepted Answer

Metalle mit einem negativeren Reduktionspotential sind unedler als Metalle mit einem positiveren Reduktionspotential.

Accepted Answer

Die Elektrochemische Spannungsreihe kann genutzt werden, um die Richtung einer Redoxreaktion vorherzusagen.

Answer

Das Standard-Reduktionspotential eines Elements ist von der Temperatur der Lösung abhängig.

Question 12

Wie wirkt sich Sauerstoff auf die Korrosion von Eisen aus?

Accepted Answer

Sauerstoff beschleunigt die Korrosion, indem er Elektronen aufnimmt.

Answer

Sauerstoff verlangsamt die Korrosion, indem er eine Schutzschicht bildet.

Answer

Sauerstoff hat keinen Einfluss auf die Korrosion von Eisen.

Answer

Sauerstoff spielt nur in sauren Umgebungen eine Rolle bei der Korrosion von Eisen.

Question 13

Was geschieht bei der Oxidation von Metallen?

Accepted Answer

Atome geben Elektronen ab

Answer

Atome nehmen Elektronen auf

Answer

Atome bilden negativ geladene Ionen

Answer

Atome verbinden sich mit Sauerstoff

Question 14

Beschreibe den elektrochemischen Mechanismus, der zur Korrosion von Eisen führt.

Accepted Answer

In Gegenwart von Wasser und Sauerstoff werden Eisenatome zu Ionen oxidiert, während Sauerstoff zu Hydroxidionen reduziert wird.

Answer

Eisen reagiert direkt mit Sauerstoff zu Eisenoxid, wobei Elektronen freigesetzt werden.

Answer

Korrosion ist ein mechanischer Prozess, bei dem Eisen durch Reibung mit anderen Materialien abgetragen wird.

Answer

Korrosion wird durch die Anwesenheit von Säuren und Basen beschleunigt, die die Eisenoxidation katalysieren.

Question 15

Wie lässt sich die Nernst-Gleichung anwenden, um die Spannung einer galvanischen Zelle bei abweichenden Bedingungen zu ermitteln?

Accepted Answer

Durch Einsetzen der Ionenkonzentrationen

Answer

Durch Messen der Stromstärke durch die Zelle

Answer

Durch Berechnen der Gibbs-Energie

Question 16

Welche der folgenden Aussagen über galvanische Zellen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie liefern elektrische Energie aus chemischen Reaktionen

Answer

Sie verbrauchen elektrische Energie, um chemische Reaktionen durchzuführen

Answer

Sie sind nicht in der Lage, elektrische Energie zu erzeugen

Answer

Sie sind nur bei hohen Temperaturen funktionsfähig

Question 17

Welche der folgenden Gleichungen beschreibt die Reaktion an der Kathode einer galvanischen Zelle?

Accepted Answer

Reduktion: M+ + e- → M

Answer

Oxidation: M → M+ + e-

Answer

Reduktion: M2+ + 2e- → M

Answer

Oxidation: M2+ → M + e-

Question 18

Welche der folgenden Anwendungen nutzt die Brennstoffzellentechnologie?

Accepted Answer

Elektroautos

Answer

Laptops

Answer

Smartphones

Answer

Taschenlampen

Question 19

Faradaysche Gesetze: Nennen Sie die beiden Faradayschen Gesetze und erklären Sie deren Bedeutung für die quantitative Beschreibung elektrochemischer Reaktionen.

Accepted Answer

Erstes Faradaysches Gesetz: Die bei Elektrolyse abgeschiedene Stoffmenge ist proportional zur durch die Lösung geflossenen Ladungsmenge.

Accepted Answer

Zweites Faradaysches Gesetz: Die bei Elektrolyse abgeschiedenen Stoffmengen verschiedener Elemente sind proportional zu ihren chemischen Äquivalentmassen.

Answer

Die Faradayschen Gesetze gelten nur für Oxidationsreaktionen.

Question 20

Welche Chancen und Herausforderungen ergeben sich bei der Entwicklung von Elektrolyten für elektrochemische Energiespeicher?

Accepted Answer

Ermöglichung höherer Betriebstemperaturen durch thermisch stabile Elektrolyte

Accepted Answer

Optimierung der elektrischen Leitfähigkeit zur Reduzierung des Innenwiderstands

Accepted Answer

Reduzierung der Herstellungskosten zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit

Answer

Begrenzte Herausforderungen und Möglichkeiten bei der Entwicklung von Elektrolyten

Question 21

Welche Anwendung nutzt die Eigenschaft von Brennstoffzellen, chemische Energie in elektrische Energie umzuwandeln?

Accepted Answer

Antrieb von Elektrofahrzeugen

Answer

Laden von Batterien

Answer

Speichern von überschüssiger Energie

Question 22

Welche Faktoren beeinflussen die Effizienz elektrochemischer Reaktionen und wie können diese optimiert werden?

Accepted Answer

Temperatur, Konzentration, Elektrodenmaterial

Answer

Nur Temperatur und Konzentration

Answer

Nur das Elektrodenmaterial

Question 23

Welche Vorgänge finden an den Elektroden einer galvanischen Zelle statt?

Accepted Answer

Oxidation an der Anode, Reduktion an der Kathode

Answer

Reduktion an der Anode, Oxidation an der Kathode

Answer

Oxidation und Reduktion an beiden Elektroden

Answer

Keine chemischen Reaktionen an den Elektroden

Question 24

Was ist die elektromotorische Kraft (EMK) einer galvanischen Zelle?

Accepted Answer

Die Differenz der Elektrodenpotentiale

Answer

Die Summe der Elektrodenpotentiale

Answer

Das Produkt der Elektrodenpotentiale

Answer

Der Quotient der Elektrodenpotentiale

Question 25

Welche Lösung hat den höchsten pH-Wert?

Accepted Answer

0,1 M Natronlauge (NaOH)

Answer

0,1 M Salzsäure (HCl)

Answer

0,1 M Ammoniaklösung (NH₃)

Answer

0,1 M Essigsäure (CH₃COOH)

Question 26

Wie funktioniert die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) und wofür wird sie eingesetzt?

Accepted Answer

Die EIS misst die Impedanz einer elektrochemischen Zelle über einen Frequenzbereich, um elektrochemische Vorgänge an der Elektrodengrenzfläche zu untersuchen.

Answer

Die EIS dient ausschließlich zur Bestimmung der Konzentration von Analyten in Lösungen.

Answer

Die EIS ist nur für die Analyse von Metallelektroden geeignet.

Question 27

Was ist das Prinzip der Elektroporation und wie wird sie in Biotechnologie und Medizin eingesetzt?

Accepted Answer

Die Elektroporation ermöglicht durch elektrische Impulse die Aufnahme von Substanzen in Zellen.

Answer

Die Elektroporation dient der Wasserstoffgewinnung durch Elektrolyse.

Answer

Die Elektroporation ist ausschließlich eine Krebsbehandlungsmethode.

Answer

Die Elektroporation führt immer zum Zelltod.

Question 28

Welche Bedeutung haben Elektrodenmaterialien in Brennstoffzellen und wie können ihre Eigenschaften optimiert werden?

Accepted Answer

Elektrodenmaterialien spielen eine entscheidende Rolle für die Effizienz und Lebensdauer von Brennstoffzellen und ihre Eigenschaften können durch verschiedene Maßnahmen optimiert werden.

Answer

Elektrodenmaterialien sind für die Effizienz von Brennstoffzellen unerheblich.

Answer

Die Optimierung von Elektrodenmaterialien beschränkt sich auf die Veränderung ihrer Zusammensetzung.

Answer

Elektrodenmaterialien in Brennstoffzellen dienen nur der elektrischen Kontaktierung.

Question 29

Welche zwei Anwendungen der Elektrochemie sind in der Medizin besonders relevant?

Accepted Answer

Überwachung von Blutzuckerspiegeln

Accepted Answer

Sterilisation von medizinischen Instrumenten

Answer

Herstellung von Medikamenten

Answer

Behandlung von Krebs

Question 30

Eine galvanische Zelle wandelt welche Energieform um?

Accepted Answer

Chemische in elektrische Energie

Answer

Elektrische in chemische Energie

Answer

Wärmeenergie in elektrische Energie

Answer

Elektrische in Wärmeenergie

Question 31

Welche der folgenden Reaktionen ist eine Oxidation?

Accepted Answer

Fe → Fe²⁺ + 2 e⁻

Answer

Cu²⁺ + 2 e⁻ → Cu

Answer

2 H₂O → 2 H₂ + O₂

Answer

O₂ + 4 e⁻ → 2 OH⁻

Question 32

Welches der folgenden Geräte verwendet die Prinzipien der Elektrochemie?

Accepted Answer

Voltameter

Answer

Amperemeter

Answer

Ohmmeter

Answer

Manometer

Question 33

Welche der folgenden Aussagen über Redoxreaktionen beschreibt korrekt, dass Reduktion und Oxidation gleichzeitig ablaufen müssen?

Accepted Answer

Reduktion und Oxidation sind zwei Seiten derselben chemischen Reaktion.

Answer

Reduktion und Oxidation sind zwei unabhängige Prozesse.

Answer

Reduktion und Oxidation finden immer am selben Ort statt.

Answer

Reduktion und Oxidation müssen die gleiche Anzahl an Elektronen beinhalten.

Question 34

Welche Aufgabe erfüllt der Elektrolyt in einer Brennstoffzelle?

Accepted Answer

Transport von Ionen zwischen den Elektroden

Answer

Transport von Elektronen zwischen den Elektroden

Answer

Wirkung als Katalysator für die Reaktion

Answer

Bereitstellung des Brennstoffs für die Reaktion

Question 35

Was ist die Definition des Standardreduktionspotentials?

Accepted Answer

Das Reduktionspotential einer Halbzelle unter Standardbedingungen

Answer

Das Reduktionspotential einer ganzen Zelle unter Standardbedingungen

Answer

Das Oxidationspotential einer Halbzelle unter Standardbedingungen

Answer

Das Oxidationspotential einer ganzen Zelle unter Standardbedingungen

Question 36

Was versteht man unter der Standardreduktionspotentialreihe?

Accepted Answer

Eine Auflistung der Reduktionspotentiale verschiedener Halbzellen unter Standardbedingungen (298 K, 1 mol/L)

Answer

Eine Auflistung der Oxidationszahlen verschiedener Elemente.

Answer

Eine Formel zur Berechnung der Spannung einer galvanischen Zelle.

Question 37

Welche Aussage über Elektrolyse ist korrekt?

Accepted Answer

Elektrolyse ist ein Prozess, bei dem elektrischer Strom eingesetzt wird, um eine nicht-spontane chemische Reaktion herbeizuführen.

Answer

Elektrolyse findet nur in wässrigen Lösungen statt.

Question 38

Welche der folgenden Gleichungen beschreibt die Gesamtreaktion einer galvanischen Zelle?

Accepted Answer

Anode: M → Mⁿ⁺ + ne⁻, Kathode: nH₂O + ne⁻ → ½ O₂ + nH⁺

Answer

Anode: Mⁿ⁺ + ne⁻ → M, Kathode: ½ O₂ + nH⁺ → nH₂O + ne⁻

Answer

Anode: ½ O₂ + nH⁺ + ne⁻ → nH₂O, Kathode: M → Mⁿ⁺ + ne⁻

Question 39

Welche der folgenden Aussagen über Redoxreaktionen trifft zu?

Accepted Answer

Elektronen werden übertragen.

Answer

Keine Elektronen werden übertragen.

Answer

Nur Protonen werden übertragen.

Question 40

Was geschieht bei der Elektrolyse?

Accepted Answer

Elektrische Energie wird in chemische Energie umgewandelt.

Answer

Es finden keine chemischen Reaktionen statt.

Answer

Chemische Energie wird in elektrische Energie umgewandelt.

Question 41

Welche Aussage über galvanische Zellen ist richtig?

Accepted Answer

Sie wandeln chemische Energie in elektrische Energie um.

Answer

Sie wandeln elektrische Energie in chemische Energie um.

Answer

Sie können nicht als Stromquellen dienen.

Question 42

Welche Reaktion ist die Kathodenreaktion in einer galvanischen Zelle?

Accepted Answer

Cu²⁺ + 2 e^- → Cu

Answer

Cu → Cu²⁺ + 2 e^-

Answer

Zn → Zn²⁺ + 2 e^-

Answer

Fe²⁺ → Fe³⁺ + e^-

Question 43

Was trifft auf Brennstoffzellen zu?

Accepted Answer

Sie wandeln chemische Energie direkt in elektrische Energie um.

Answer

Sie benötigen keine externen Kraftstoffquellen.

Answer

Sie wandeln elektrische Energie direkt in chemische Energie um.

Question 44

Welche Reaktion ist eine typische Brennstoffzellenreaktion?

Accepted Answer

H₂ + O₂ → H₂O + Energie

Answer

Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu

Answer

Fe + 2 HCl → FeCl₂ + H₂

Question 45

Welcher Faktor beeinflusst die Zellspannung einer galvanischen Zelle?

Accepted Answer

Die Konzentration der Reaktanten und Produkte

Answer

Nur der Druck

Answer

Nur die Größe der Elektroden

Answer

Nur die Temperatur

Question 46

Was entsteht bei der Elektrolyse von Wasser?

Accepted Answer

Wasserstoff und Sauerstoff

Answer

Nur Wasserstoff

Answer

Nur Sauerstoff

Question 47

Welche der folgenden Aussagen beschreibt zutreffend eine Redoxreaktion?

Accepted Answer

Eine chemische Reaktion, bei der sich die Oxidationszahlen der beteiligten Atome ändern.

Answer

Eine Reaktion, bei der nur Elektronen übertragen werden.

Answer

Eine Reaktion, bei der Wasserstoff und Sauerstoff freigesetzt werden.

Question 48

Was ist die Definition des Standard-Elektrodenpotentials?

Accepted Answer

Das Potential einer Elektrode in einer Standard-Wasserstoff-Elektrode.

Answer

Das Potential einer Elektrode unter nicht-Standardbedingungen.

Answer

Das Potential einer Elektrode in einer beliebigen Referenzelektrode.

Question 49

Welche der folgenden Reaktionen stellt eine Elektrolyse dar?

Accepted Answer

Die Zersetzung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff unter Zufuhr von elektrischer Energie.

Answer

Die Reaktion von Zink mit Salzsäure unter Bildung von Zinkchlorid und Wasserstoff.

Answer

Die Reaktion von Natrium mit Chlor unter Bildung von Natriumchlorid.

Question 50

Welche Aufgabe hat die Anode in einer galvanischen Zelle?

Accepted Answer

Oxidation: Abgabe von Elektronen

Answer

Elektrolyse: Zersetzung von Elektrolyten

Answer

Reduktion: Aufnahme von Elektronen

Answer

Neutralisation: Reaktion von Säuren und Basen

Question 51

Welche Aussage beschreibt eine Brennstoffzelle zutreffend?

Accepted Answer

Eine elektrochemische Zelle, die chemische Energie direkt in elektrische Energie umwandelt.

Answer

Eine elektrochemische Zelle, die elektrische Energie in chemische Energie umwandelt.

Answer

Eine Zelle, die Lichtenergie in elektrische Energie umwandelt.

Question 52

Welche Einheit misst die Stromstärke in einem elektrischen Stromkreis?

Accepted Answer

Ampere

Answer

Ohm

Answer

Volt

Question 53

Welche Funktion erfüllt eine Salzbrücke in einer elektrochemischen Zelle?

Accepted Answer

Aufrechterhaltung der elektrischen Neutralität in beiden Halbzellen.

Answer

Trennung der beiden Elektroden.

Answer

Verhinderung der Vermischung der beiden Elektrolytlösungen.

Question 54

Welche der folgenden Anwendungen basiert auf dem Prinzip der Elektrolyse?

Accepted Answer

Galvanisierung: Beschichtung von Metalloberflächen mit anderen Metallen

Answer

Supraleitung: Verlust des elektrischen Widerstands bei tiefen Temperaturen

Answer

Photovoltaik: Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie

Answer

Elektromagnetismus: Wechselwirkung zwischen elektrischen und magnetischen Feldern

Question 55

Die Elektrolyse ist ein Vorgang, bei dem **elektrischer Strom** zur Durchführung einer nicht-spontanen chemischen Reaktion verwendet wird. Welches der folgenden Beispiele ist eine typische Anwendung der Elektrolyse?

Accepted Answer

Die Gewinnung von Aluminium aus Aluminiumoxid

Answer

Die Reaktion von Natrium mit Chlor

Answer

Die Photosynthese

Answer

Die Verbrennung von Methan

Question 56

Brennstoffzellen sind Geräte, die **chemische Energie** direkt in elektrische Energie umwandeln. Welcher der folgenden Brennstoffe wird typischerweise in einer Brennstoffzelle verwendet?

Accepted Answer

Wasserstoff

Answer

Benzin

Answer

Erdöl

Answer

Kohle

Question 57

Die **Faradaysche Konstante** ist eine physikalische Konstante, die die Ladungsmenge angibt, die für die Übertragung eines Mols Elektronen erforderlich ist. Welcher der folgenden Werte ist der ungefähre Wert der Faradayschen Konstante?

Accepted Answer

96.500 C/mol

Answer

8.314 J/mol K

Answer

6.022 × 10^23 mol^-1

Answer

1.602 × 10^-19 C

Question 58

Welche der folgenden Aussagen trifft auf eine Redoxreaktion zu?

Accepted Answer

Eine chemische Reaktion, bei der sich die Oxidationsstufen von Teilchen ändern.

Answer

Eine Reaktion, die Licht emittiert.

Answer

Eine Reaktion, bei der Ionen gebildet werden.

Question 59

Was versteht man unter Elektrolyse?

Accepted Answer

Die Verwendung von elektrischer Energie, um eine chemische Reaktion zu erzwingen.

Answer

Die Verwendung von Wärme, um eine chemische Reaktion zu beschleunigen.

Answer

Die Verwendung von Licht, um eine chemische Reaktion einzuleiten.

Question 60

Welcher Begriff bezeichnet in einer galvanischen Zelle die Elektrode, an der die Oxidation stattfindet?

Accepted Answer

Anode

Answer

Elektrolyt

Answer

Brücke

Answer

Kathode

Question 61

Was ist die Hauptaufgabe einer Brennstoffzelle?

Accepted Answer

Die direkte Umwandlung von chemischer Energie in elektrische Energie.

Answer

Die Speicherung elektrischer Energie.

Answer

Die Erzeugung von Wärme.

Question 62

Wofür sind Brennstoffzellen besonders geeignet?

Accepted Answer

Elektrofahrzeuge

Answer

Mobiltelefone

Answer

Haushaltsbeleuchtung

Answer

Großkraftwerke

Question 63

Welche Gleichung beschreibt die Gesamtreaktion der Elektrolyse von Wasser?

Accepted Answer

2H2O(l) -> 2H2(g) + O2(g)

Answer

H2O(l) -> H2O2(g) + O2(g)

Answer

2H2O(l) -> H2(g) + O(g)

Answer

H2O(l) -> H(g) + OH(g)

Question 64

Welcher Vorteil von Brennstoffzellen gegenüber Verbrennungsmotoren ist besonders hervorzuheben?

Accepted Answer

Die Vermeidung von Schadstoffemissionen.

Answer

Höhere Effizienz

Answer

Günstigere Herstellungskosten

Answer

Geringere Geräuschentwicklung