Elektrochemie für Mechatronikerinnen: Interaktive Quizfragen und Übungen

Question 1

Welche der folgenden Reaktionen ist eine Redoxreaktion? (Eine Reaktion, bei der eine Übertragung von Elektronen stattfindet)

Accepted Answer

Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O

Answer

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

Answer

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

Answer

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

Question 2

Bei welcher der folgenden Elektrolysen entsteht Wasserstoffgas?

Accepted Answer

Elektrolyse von Wasser

Answer

Elektrolyse von Kupfersulfat

Answer

Elektrolyse von Natriumchlorid

Answer

Elektrolyse von Salzsäure

Question 3

Was beschreibt die Elektroaffinität eines Atoms?

Accepted Answer

Fähigkeit, Elektronen aufzunehmen

Answer

Fähigkeit, Elektronen abzugeben

Answer

Ionisierungsenergie

Answer

Elektronegativität

Question 4

Welchen Wert hat das Standard-Elektrodenpotential der Wasserstoffelektrode?

Accepted Answer

0 V

Answer

1 V

Answer

-1 V

Answer

2 V

Question 5

Welche der folgenden Reaktionen läuft spontan ab? (ohne zusätzliche Energiezufuhr)

Accepted Answer

Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu

Answer

Cu + 2Ag⁺ → Cu²⁺ + 2Ag

Answer

Fe²⁺ + 2H₂O → Fe₃O₄ + H₂ + 2H⁺

Answer

2H₂O → 2H₂ + O₂

Question 6

Welche Aufgabe hat eine Salzbrücke in einer galvanischen Zelle?

Accepted Answer

Elektrische Neutralität aufrechterhalten

Answer

Vermischung der Elektrolytlösungen verhindern

Answer

Elektrischen Widerstand erhöhen

Answer

Elektrodenpotential senken

Question 7

Welche der folgenden Größen ist unabhängig von der Stoffmenge?

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Masse

Answer

Volumen

Answer

Dichte

Question 8

Welche Gleichung beschreibt die Beziehung zwischen der freien Energieänderung und der Gleichgewichtskonstante?

Accepted Answer

ΔG = -RTlnK

Answer

ΔG = RTlnK

Answer

ΔG = -KRT

Answer

ΔG = KRT

Question 9

Beschreibe den Unterschied zwischen einer Redoxreaktion und einer Oxidationsreaktion. Nenne Beispiele für jede Reaktion.

Accepted Answer

Reduktion: Elektronenaufnahme, Oxidation: Elektronenabgabe

Answer

Oxidation: Elektronenaufnahme, Reduktion: Elektronenabgabe

Answer

Reduktion: Verlust von Sauerstoff, Oxidation: Aufnahme von Sauerstoff

Answer

Oxidation: Abgabe von Wasserstoff, Reduktion: Aufnahme von Wasserstoff

Question 10

Welche der folgenden Aussagen über Redoxreaktionen beschreibt NICHT korrekt eine ihrer Eigenschaften?

Accepted Answer

Die Oxidationszahl eines Elements bleibt unverändert.

Answer

Elektronen werden übertragen.

Answer

Es entstehen sowohl ein Reduktions- als auch ein Oxidationsmittel.

Answer

Die Reaktionsgleichung muss ausgeglichen sein.

Question 11

Welcher der folgenden Stoffe eignet sich am besten als Elektrolyt?

Accepted Answer

Kochsalzlösung

Answer

Zuckerlösung

Answer

Reines Wasser

Answer

Mineralöl

Question 12

Welche Elektrode fungiert in einer galvanischen Zelle als Anode?

Accepted Answer

Die Elektrode, an der die Oxidation stattfindet.

Answer

Die Elektrode, an der die Reduktion stattfindet.

Answer

Die Elektrode mit dem höheren elektrischen Potential.

Answer

Die Elektrode mit dem niedrigeren elektrischen Potential.

Question 13

Welche physikalische Größe wird zur Messung der elektromotorischen Kraft (EMK) einer galvanischen Zelle verwendet?

Accepted Answer

Volt

Answer

Ampere

Answer

Ohm

Answer

Watt

Question 14

Welcher Faktor hat KEINEN Einfluss auf die EMK einer galvanischen Zelle?

Accepted Answer

Abstand zwischen den Elektroden

Answer

Konzentration der Elektrolytlösung

Answer

Temperatur

Answer

Oberfläche der Elektroden

Question 15

Was versteht man unter der Faraday-Konstante?

Accepted Answer

Die elektrische Ladung eines Mols Elektronen.

Answer

Die Stromstärke, die durch eine galvanische Zelle fließt.

Answer

Die Spannung, die an eine galvanische Zelle angelegt wird.

Answer

Die Kapazität einer Batterie.

Question 16

Die Oxidationszahl von Eisen in Fe2O3 beträgt:

Accepted Answer

+6

Answer

+2

Answer

+3

Answer

+8

Question 17

Welche der folgenden Reaktionen ist eine Redoxreaktion?

Accepted Answer

2SO2 + O2 → 2SO3

Answer

NaOH + HCl → NaCl + H2O

Answer

CaCO3 → CaO + CO2

Answer

NH4Cl → NH3 + HCl

Question 18

Das Standard-Reduktionspotential der Wasserstoff-Elektrode beträgt:

Accepted Answer

0 V

Answer

1 V

Answer

-1 V

Answer

+2 V

Question 19

Welche Funktion hat ein Separator in einer galvanischen Zelle?

Accepted Answer

Trennt die beiden Halbzellen und verhindert die direkte Reaktion der Reaktanten

Answer

Erhöht die Leitfähigkeit der Zelle

Answer

Katalysiert die Reaktion an der Kathode

Answer

Reguliert den pH-Wert der Zelle

Question 20

Was beschreibt die Nernst-Gleichung?

Accepted Answer

Redoxpotential einer Elektrodenreaktion abhängig von Konzentration von Reaktanten und Produkten.

Answer

Elektrochemische Spannungsreihe.

Question 21

Welche Aussage über galvanische Zellen ist falsch?

Accepted Answer

Galvanische Zellen können nur Energie aus chemischen Reaktionen gewinnen.

Answer

Galvanische Zellen haben eine positive Zellspannung.

Answer

Galvanische Zellen bestehen aus zwei Elektroden in einem Elektrolyten.

Question 22

Was ist die Faradaysche Konstante?

Accepted Answer

Ladungsmenge, die von einem Mol Elektronen transportiert wird.

Answer

Spannung für die Durchführung einer Elektrolyse.

Answer

Kapazität einer Elektrode.

Question 23

Welche der folgenden Aussagen über Redoxreaktionen ist korrekt?

Accepted Answer

Redoxreaktionen beinhalten die Übertragung von Elektronen von einer Spezies zur anderen.

Answer

Redoxreaktionen finden nur in wässrigen Lösungen statt.

Answer

Redoxreaktionen sind immer exotherm.

Question 24

Was ist die Standard-Elektrodenpotentialsreihe?

Accepted Answer

Eine Tabelle, die Elektrodenpotentiale verschiedener Redoxpaare unter Standardbedingungen auflistet.

Answer

Ein Diagramm, das die Stärke verschiedener Oxidationsmittel und Reduktionsmittel zeigt.

Answer

Eine Formel zur Berechnung der freien Enthalpie einer Redoxreaktion.

Question 25

Welche der folgenden Aussagen über Elektrolyse ist korrekt?

Accepted Answer

Elektrolyse ist ein Prozess, bei dem elektrischer Strom verwendet wird, um eine chemische Reaktion zu erzwingen, die normalerweise nicht spontan ablaufen würde.

Answer

Elektrolyse findet immer in wässrigen Lösungen statt.

Question 26

Was ist die Funktion einer Anode in einer galvanischen Zelle?

Accepted Answer

An der Anode wird die Oxidation stattgefunden, wodurch Elektronen freigesetzt werden.

Answer

An der Anode wird die Reduktion stattgefunden, wodurch Elektronen aufgenommen werden.

Answer

Die Anode ist die Elektrode mit dem positiveren Potential.

Question 27

Was ist die Nernst-Gleichung?

Accepted Answer

Eine Gleichung, die das Elektrodenpotential einer galvanischen Zelle unter nicht-Standardbedingungen berechnet.

Answer

Eine Gleichung, die die freie Enthalpie einer Redoxreaktion berechnet.

Question 28

Welche der folgenden Aussagen über Elektrolysezellen ist richtig?

Accepted Answer

Elektrolysezellen wandeln elektrische Energie in chemische Energie um, indem sie eine nicht-spontane chemische Reaktion erzwingen.

Answer

Elektrolysezellen sind immer exotherm.

Answer

Elektrolysezellen finden nur in wässrigen Lösungen statt.

Question 29

Was ist das Faradaysche Gesetz?

Accepted Answer

Ein Gesetz, das die Masse einer Substanz berechnet, die während der Elektrolyse an einer Elektrode abgeschieden oder freigesetzt wird.

Answer

Ein Gesetz, das die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion berechnet.

Question 30

Welche der folgenden Aussagen über die Elektrochemische Spannungsreihe ist richtig?

Accepted Answer

Sie ordnet Metalle nach ihrer Tendenz, sich zu oxidieren und Ionen zu bilden.

Answer

Sie ordnet Metalle nach ihrem Schmelzpunkt.

Answer

Sie ordnet Metalle nach ihrer Dichte.

Question 31

Welche der folgenden Zellen ist eine galvanische Zelle?

Accepted Answer

Eine Zelle, die chemische Energie in elektrische Energie umwandelt.

Answer

Eine Zelle, die elektrische Energie speichert.

Answer

Eine Zelle, die elektrische Energie verwendet, um eine chemische Reaktion durchzuführen.

Question 32

Welche der folgenden Aussagen beschreibt Redoxreaktionen treffend?

Accepted Answer

Übertragen Elektronen von einem Reaktanten zum anderen.

Answer

Sind unumkehrbar.

Answer

Sind immer endotherm.

Answer

Ereignen sich nur in wässrigen Lösungen.

Question 33

Welche dieser Substanzen agiert als Oxidationsmittel?

Accepted Answer

Chlor

Answer

Zink

Answer

Natrium

Answer

Wasserstoff

Question 34

Was ist das vorrangige Ziel einer Elektrolyse?

Accepted Answer

Zerlegung chemischer Verbindungen durch Stromzufuhr.

Answer

Umwandlung elektrischer Energie in chemische Energie.

Answer

Elektronentransfer zwischen Elektroden.

Question 35

Welche dieser Anwendungen ist ein Beispiel für Elektrolyse?

Accepted Answer

Verchromen

Answer

Photosynthese

Answer

Verbrennung

Answer

Atmung

Question 36

Worin unterscheiden sich Primär- und Sekundärbatterien?

Accepted Answer

Primärbatterien sind nicht wiederaufladbar, Sekundärbatterien hingegen schon.

Answer

Sekundärbatterien sind schwerer.

Answer

Primärbatterien haben eine höhere Spannungsabgabe.

Question 37

Welche Industrie nutzt elektrochemische Prozesse?

Accepted Answer

Metallurgie

Answer

Medizin

Answer

Tourismus

Answer

Landwirtschaft

Question 38

Welche ethische Überlegung ist bei der Verwendung elektrochemischer Technologien relevant?

Accepted Answer

Umweltverträglichkeit

Answer

Politische Akzeptanz

Answer

Wirtschaftliche Durchführbarkeit

Answer

Soziale Gerechtigkeit

Question 39

Welche der folgenden Aussagen beschreibt zutreffend eine Redoxreaktion?

Accepted Answer

Eine chemische Reaktion, bei der Elektronen übertragen werden

Answer

Eine chemische Reaktion, an der nur Ionen beteiligt sind

Answer

Eine chemische Reaktion, bei der die Gesamtladung sich nicht ändert

Question 40

Welche der folgenden Reaktionen stellt eine Elektrolyse dar?

Accepted Answer

Zerlegung von Wasser: 2 H₂O → 2 H₂ + O₂^

Answer

Neutralisation von Säure und Base: NaOH + HCl → NaCl + H₂O

Answer

Reduktion von Eisenoxid: Fe₂O₃ + 3 CO → 2 Fe + 3 CO₂

Answer

Verdrängungsreaktion: Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu

Question 41

Welche Oxidationszahl hat Eisen in der Verbindung Fe₂O₃?

Accepted Answer

+3

Answer

-2

Answer

-3

Answer

+2

Question 42

Welcher der folgenden Aussagen beschreibt die Kathode in einer elektrolytischen Zelle?

Accepted Answer

Die Elektrode, an der Elektronen aufgenommen werden und positive Ionen reduziert werden

Answer

Die Elektrode, an der Elektronen abgegeben und negative Ionen oxidiert werden

Answer

Die Elektrode, die mit dem Minuspol der Stromquelle verbunden ist

Question 43

Welche der folgenden Formeln beschreibt das Faraday-Gesetz?

Accepted Answer

m = zIt

Answer

E = IR

Answer

Q = CV

Answer

U = RI

Question 44

Wie unterscheiden sich Elektrolyte von Nicht-Elektrolyten?

Accepted Answer

Elektrolyte leiten elektrischen Strom, während Nicht-Elektrolyte dies nicht tun

Answer

Elektrolyte sind Metalle, während Nicht-Elektrolyte Nichtmetalle sind

Answer

Elektrolyte sind Säuren, während Nicht-Elektrolyte Basen sind

Question 45

Welche der folgenden Reaktionen ist endotherm?

Accepted Answer

Zerlegung von Wasser: 2 H₂O → 2 H₂ + O₂

Answer

Verbrennung von Kohlenstoff: C + O₂ → CO₂

Answer

Neutralisation von Natronlauge und Salzsäure: NaOH + HCl → NaCl + H₂O

Answer

Reaktion von Zink mit Salzsäure: Zn + 2 HCl → ZnCl₂ + H₂

Question 46

Welche der folgenden Aussagen zu Redoxreaktionen ist **nicht** korrekt?

Accepted Answer

Redoxreaktionen beinhalten keine Änderung der Oxidationszahlen.

Answer

Redoxreaktionen beinhalten eine Übertragung von Elektronen.

Answer

Redoxreaktionen können spontan oder nicht spontan ablaufen.

Question 47

Welche der folgenden Reaktionsgleichungen stellt eine **Elektrolyse** dar?

Accepted Answer

2 H₂O → 2 H₂ + O₂

Answer

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

Answer

CuSO₄ + Fe → FeSO₄ + Cu

Answer

Fe + 2 HCl → FeCl₂ + H₂

Question 48

Welche der folgenden Anwendungen nutzt die Prinzipien der **Elektrochemie**?

Accepted Answer

Batterien

Answer

Gasturbinen

Answer

Solarkollektoren

Answer

Verbrennungsmotoren

Question 49

Welche der folgenden Größen bleibt bei einer Redoxreaktion **konstant**?

Accepted Answer

Die Gesamtzahl der Elektronen

Answer

Die Masse der Reaktanten

Answer

Die Temperatur

Answer

Die Oxidationszahl des Katalysators

Question 50

Was versteht man unter dem **Standardreduktionspotenzial**?

Accepted Answer

Das Reduktionspotenzial einer Halbzelle unter Standardbedingungen.

Answer

Das Reduktionspotenzial einer ganzen Reaktion unter beliebigen Bedingungen.

Answer

Die Spannung einer galvanischen Zelle unter Standardbedingungen.

Question 51

Welche der folgenden Aussagen zur **Nernst-Gleichung** ist **nicht** korrekt?

Accepted Answer

Die Nernst-Gleichung kann nicht zur Berechnung der Spannung einer galvanischen Zelle unter beliebigen Bedingungen verwendet werden.

Answer

Die Nernst-Gleichung berücksichtigt die Konzentrationen der Reaktanten und Produkte.

Question 52

Welche der folgenden Elektroden wird als **Bezugselektrode** verwendet?

Accepted Answer

Wasserstoffelektrode

Answer

Silberelektrode

Answer

Platinelektrode

Answer

Kupferelektrode

Question 53

Welche der folgenden Aussagen zu **Elektrolytlösungen** ist korrekt?

Accepted Answer

Elektrolytlösungen leiten elektrischen Strom.

Answer

Elektrolytlösungen sind immer wässrig.

Answer

Elektrolytlösungen haben einen neutralen pH-Wert.

Answer

Elektrolytlösungen enthalten nur Ionen.

Question 54

Welche Aussage über Elektrolyse ist richtig?

Accepted Answer

Elektrolyse ist ein Prozess, bei dem chemische Verbindungen durch elektrischen Strom zerlegt werden.

Answer

Elektrolyse ist ein Prozess, bei dem elektrische Ströme durch chemische Reaktionen erzeugt werden.

Answer

Elektrolyse ist ein Prozess, bei dem neue chemische Verbindungen durch elektrischen Strom gebildet werden.

Question 55

Welche Art von Redoxreaktion findet in einer galvanischen Zelle statt?

Accepted Answer

Eine spontane Redoxreaktion, bei der chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird.

Answer

Eine reversible Redoxreaktion, die in beide Richtungen ablaufen kann.

Answer

Eine erzwungene Redoxreaktion, die Energie benötigt.

Answer

Eine exotherme Redoxreaktion, die Wärme freisetzt.

Question 56

Welche Aussage zur Standard-Elektrodenpotential-Reihe ist richtig?

Accepted Answer

Metalle mit einem höheren Standard-Elektrodenpotential sind leichter zu oxidieren.

Answer

Nichtmetalle haben ein höheres Standard-Elektrodenpotential als Metalle.

Answer

Metalle mit einem höheren Standard-Elektrodenpotential sind leichter zu reduzieren.

Question 57

Welche der folgenden Größen ist ein Maß für die Stärke einer elektrochemischen Reaktion?

Accepted Answer

Zellenspannung, die die maximale Arbeit angibt, die die Zelle leisten kann.

Answer

Stromstärke, die die Menge an Ladung misst, die pro Zeiteinheit fließt.

Answer

Kapazität, die die Fähigkeit eines Kondensators beschreibt, elektrische Ladung zu speichern.

Answer

Widerstand, der den Fluss von elektrischem Strom behindert.

Question 58

Welche Aussage zur Anode einer elektrochemischen Zelle ist richtig?

Accepted Answer

Die Anode ist die Elektrode, an der Oxidation stattfindet, wobei Elektronen abgegeben werden.

Answer

Die Anode ist die Elektrode, an der Reduktion stattfindet, wobei Elektronen aufgenommen werden.

Answer

Die Anode ist die positive Elektrode, an der Elektronen fließen.

Question 59

Welche der folgenden Substanzen ist ein guter Elektrolyt?

Accepted Answer

Kochsalzlösung, die Ionen enthält, die den Stromfluss ermöglichen.

Answer

Alkohol, der keine Ionen enthält.

Answer

Destilliertes Wasser, das keine Ionen enthält.

Answer

Zuckerlösung, die keine Ionen enthält.

Question 60

Welche Aussage zur Faraday-Konstante ist richtig?

Accepted Answer

Die Faraday-Konstante gibt die Ladungsmenge an, die an einer Elektrode pro Mol Elektronen übertragen wird.

Answer

Die Faraday-Konstante gibt die Stromstärke an, die an einer Elektrode pro Mol Elektronen übertragen wird.

Answer

Die Faraday-Konstante gibt die Spannung an, die an einer Elektrode pro Mol Elektronen übertragen wird.