Elektrochemie Quiz: Teste dein Wissen über chemische Reaktionen und Elektrizität

Question 1

Wie beeinflusst die Temperatur die elektromotorische Kraft (EMK) elektrochemischer Zellen? Erläutere die zugrunde liegenden thermodynamischen Prinzipien.

Accepted Answer

Die Temperaturabhängigkeit der EMK variiert je nach Reaktion und System.

Answer

Die EMK steigt immer mit steigender Temperatur, da die Reaktionsgeschwindigkeit zunimmt.

Answer

Die EMK sinkt immer mit steigender Temperatur, da die Entropie zunimmt.

Answer

Die EMK ist unabhängig von der Temperatur.

Question 2

Wie beeinflussen Katalysatoren die Geschwindigkeit elektrochemischer Reaktionen? Erkläre den Mechanismus, durch den Katalysatoren die Aktivierungsenergie senken.

Accepted Answer

Katalysatoren bieten einen alternativen Reaktionsweg mit niedrigerer Aktivierungsenergie.

Answer

Katalysatoren erhöhen die Konzentration der Reaktanten.

Answer

Katalysatoren absorbieren Reaktionswärme.

Answer

Katalysatoren verbessern die Leitfähigkeit der Lösung.

Question 3

Wie funktionieren elektrochemische Biosensoren und wo werden sie in der Medizin und der analytischen Chemie eingesetzt?

Accepted Answer

Elektrochemische Biosensoren wandeln chemische Signale in elektrische Signale um und ermöglichen so die Detektion von Substanzen in biologischen Proben.

Answer

Elektrochemische Biosensoren basieren auf elektrochemischen Reaktionen und werden ausschließlich zur DNA-Sequenzierung eingesetzt.

Answer

Elektrochemische Biosensoren finden ausschließlich in der Medizin Anwendung.

Question 4

Was ist die Rolle von Elektrolyten in elektrochemischen Zellen? Nenne ihre verschiedenen Arten.

Accepted Answer

Elektrolyte sind Stoffe, die in Wasser gelöst werden und elektrischen Strom leiten können.

Answer

Elektrolyte sind Stoffe, die in Wasser unlöslich sind und keinen elektrischen Strom leiten können.

Answer

Elektrolyte kommen nur in sauren Lösungen vor.

Answer

Elektrolyte kommen nur in metallischen Lösungen vor.

Question 5

Welche Vor- und Nachteile haben Brennstoffzellen im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren in Bezug auf Effizienz, Umweltverträglichkeit und Kosten?

Accepted Answer

Brennstoffzellen sind effizienter und umweltfreundlicher als Verbrennungsmotoren, aber teurer.

Answer

Brennstoffzellen sind effizienter, umweltfreundlicher und günstiger als Verbrennungsmotoren.

Answer

Brennstoffzellen sind genauso effizient wie Verbrennungsmotoren, aber umweltfreundlicher und günstiger.

Answer

Brennstoffzellen sind weniger effizient und umweltfreundlicher als Verbrennungsmotoren, aber günstiger.

Question 6

Wie tragen elektrochemische Sensoren zur Überwachung und Erhaltung von Ökosystemen bei?

Accepted Answer

Sie überwachen Schadstoffkonzentrationen in Luft, Wasser und Boden.

Accepted Answer

Sie messen den pH-Wert von Gewässern.

Answer

Sie werden nur in Labors eingesetzt.

Question 7

Wie beeinflusst der zweite Hauptsatz der Thermodynamik elektrochemische Reaktionen?

Accepted Answer

Elektrochemische Reaktionen können nur ablaufen, wenn ihre Freie Enthalpie negativ ist.

Answer

Elektrochemische Reaktionen sind immer exotherm und führen zu einer Abnahme der Entropie.

Answer

Elektrochemische Reaktionen führen immer zu einer Zunahme der Unordnung im System.

Answer

Elektrochemische Reaktionen sind immer irreversibel.

Question 8

Wie funktionieren Elektroden in elektrochemischen Zellen? Erkläre die grundlegenden Prinzipien.

Accepted Answer

Elektroden leiten Elektronen zwischen Lösung und Stromkreis und ermöglichen so den Stromfluss.

Answer

Elektroden blockieren den Stromfluss zwischen Lösung und Stromkreis.

Answer

Elektroden gibt es nur in bestimmten Arten von elektrochemischen Zellen.

Question 9

Plane ein Experiment, um zu untersuchen, wie sich die Konzentration von Ionen auf die Geschwindigkeit einer elektrochemischen Redoxreaktion auswirkt.

Accepted Answer

Verwende eine Zinkanode und eine Kupferkathode in einer Kupfersulfatlösung. Ändere die Konzentration der Kupfersulfat-Ionen in der Lösung.

Answer

Verwende Eisenelektroden in einer Natriumchloridlösung. Ändere den pH-Wert der Lösung.

Answer

Verwende Kohlenstoffelektroden in einer Salpetersäurelösung. Ändere die Temperatur der Lösung.

Answer

Verwende eine Platinkathode und eine Bleianode in einer Blei(II)-nitratlösung. Ändere den Druck der Lösung.

Question 10

Wie tragen elektrochemische Sensoren zur Umweltüberwachung bei? Erläutere die Herausforderungen bei der Entwicklung empfindlicher und selektiver Sensoren.

Accepted Answer

Elektrochemische Sensoren ermöglichen die Echtzeitüberwachung von Schadstoffkonzentrationen in der Umwelt.

Accepted Answer

Die Entwicklung selektiver Sensoren ist aufwendiger als die Entwicklung empfindlicher Sensoren.

Answer

Die Entwicklung elektrochemischer Sensoren ist mit keinen technischen Hürden verbunden.

Question 11

Entwerfen Sie ein elektrochemisches Experiment zur Bestimmung der Löslichkeit eines schwerlöslichen Salzes in Wasser.

Accepted Answer

Legen Sie das Salz in eine Elektrolysezelle mit Wasser als Lösungsmittel ein und messen Sie den Stromfluss.

Answer

Verwenden Sie eine galvanische Zelle mit dem Salz als Kathode und einer Inertanode.

Answer

Lösen Sie das Salz in einem Lösungsmittel und messen Sie die Leitfähigkeit der Lösung.

Question 12

Entwerft ein Experiment, um zu untersuchen, wie sich die Konzentration des Elektrolyten auf die Leitfähigkeit einer elektrochemischen Zelle auswirkt.

Accepted Answer

Ändert die Konzentration des Elektrolyten und messt den elektrischen Widerstand der elektrochemischen Zelle.

Answer

Ändert die Größe der Elektroden und messt die Stromstärke durch die elektrochemische Zelle.

Answer

Ändert die Temperatur der elektrochemischen Zelle und messt die Spannung an der elektrochemischen Zelle.

Answer

Ändert den Abstand zwischen den Elektroden und messt die Kapazität der elektrochemischen Zelle.

Question 13

Beschreibe die Funktionsweise einer Solarzelle, indem du die Schritte von der Lichteinwirkung bis zur Stromerzeugung erklärst.

Accepted Answer

Lichtabsorption, Elektronenanregung, Elektronenfluss, Stromerzeugung

Answer

Elektronenfluss, Lichtabsorption, Elektronenanregung, Stromerzeugung

Answer

Stromerzeugung, Lichtabsorption, Elektronenanregung, Elektronenfluss

Answer

Elektronenanregung, Stromerzeugung, Lichtabsorption, Elektronenfluss

Question 14

Während der Elektrolyse findet an der Kathode welcher Vorgang statt?

Accepted Answer

Reduktion

Answer

Oxidation

Answer

Elektrolyse

Answer

Galvanisierung

Question 15

Welcher der folgenden Stoffe ist ein Elektrolyt?

Accepted Answer

Wasser

Answer

Kupfer

Answer

Glas

Answer

Gummi

Question 16

Welche der folgenden Anwendungen nutzt die Elektrochemie nicht?

Accepted Answer

Verbrennung fossiler Brennstoffe

Answer

Batterien

Answer

Elektrolyse von Wasser

Answer

Korrosionsschutz

Question 17

Welche der folgenden Redoxreaktionen ist eine Neutralisationsreaktion?

Accepted Answer

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

Answer

Fe + 2 HCl → FeCl₂ + H₂

Answer

2 Na + Cl₂ → 2 NaCl

Answer

MnO₄⁻ + 5 Fe²⁺ + 8 H⁺ → Mn²⁺ + 5 Fe³⁺ + 4 H₂O

Question 18

Bei welcher der folgenden Reaktionen fungiert Sauerstoff als Oxidationsmittel?

Accepted Answer

MnO₄⁻ + 5 Fe²⁺ + 8 H⁺ → Mn²⁺ + 5 Fe³⁺ + 4 H₂O

Answer

2 Na + Cl₂ → 2 NaCl

Answer

Fe + 2 HCl → FeCl₂ + H₂

Answer

Cu²⁺ + 2 e⁻ → Cu

Question 19

Wie wird elektrochemische Korrosion thermodynamisch erklärt? Nenne außerdem Maßnahmen, um sie zu verhindern und zu kontrollieren.

Accepted Answer

Elektrochemische Korrosion entsteht durch Unterschiede in den Redoxpotentialen zwischen Metall und Umgebung.

Accepted Answer

Korrosionsschutz zielt darauf ab, den Kontakt zwischen Metall und korrosiven Stoffen zu unterbinden oder zu minimieren.

Answer

Korrosion ist ein Prozess, bei dem reaktive Ionen durch chemische Reaktionen freigesetzt werden.

Question 20

Wie beeinflussen Inhibitoren die Selektivität elektrochemischer Reaktionen?

Accepted Answer

Inhibitoren blockieren nur bestimmte Reaktionswege.

Answer

Inhibitoren verlangsamen alle Reaktionswege gleichmäßig.

Answer

Inhibitoren fördern die Bildung unerwünschter Nebenprodukte.

Question 21

Welche Aussage über Elektrochemische Zellen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie wandeln chemische Energie in elektrische Energie um.

Answer

Sie erzeugen Strom durch chemische Reaktionen.

Answer

Sie verbrauchen Strom, um chemische Reaktionen durchzuführen.

Answer

Sie wandeln elektrische Energie in chemische Energie um.

Question 22

Was ist die Anode in einer galvanischen Zelle?

Accepted Answer

Die Elektrode, an der Oxidation stattfindet.

Answer

Die Elektrode, an der Reduktion stattfindet.

Answer

Die Elektrode, die mit dem positiven Pol der Spannungsquelle verbunden ist.

Answer

Die Elektrode, die mit dem negativen Pol der Spannungsquelle verbunden ist.

Question 23

Was ist der Faraday-Käfig?

Accepted Answer

Ein Käfig, der elektrische Felder abschirmt.

Answer

Ein Käfig, der elektrische Ladungen einfängt.

Answer

Ein Käfig, der elektrische Ströme verstärkt.

Answer

Ein Käfig, der elektrische Spannungen erzeugt.

Question 24

Welche der folgenden Aussagen über die Elektrochemische Spannungsreihe trifft zu?

Accepted Answer

Sie ordnet Metalle in der Reihenfolge ihrer Elektrodenpotentiale.

Answer

Sie ordnet Metalle in der Reihenfolge ihrer Reaktionsfähigkeit mit Säuren.

Answer

Sie ordnet Metalle in der Reihenfolge ihrer Schmelzpunkte.

Answer

Sie ordnet Metalle in der Reihenfolge ihrer Dichten.

Question 25

Wie beeinflusst die Temperatur die Geschwindigkeit einer elektrochemischen Reaktion?

Accepted Answer

Sie erhöht die kinetische Energie der Reaktanten.

Answer

Sie senkt die kinetische Energie der Reaktanten.

Answer

Sie hat keinen Einfluss auf die kinetische Energie der Reaktanten.

Answer

Sie kehrt die kinetische Energie der Reaktanten um.

Question 26

Welche Aussage beschreibt die Elektrolyse?

Accepted Answer

Elektrizität erzeugt chemische Reaktionen.

Answer

Chemische Reaktionen erzeugen Elektrizität.

Answer

Elektrizität wird in Wärme umgewandelt.

Answer

Chemische Reaktionen werden durch Licht ausgelöst.

Question 27

Welche Rolle spielt die Anode in einer elektrochemischen Zelle?

Accepted Answer

Oxidation findet statt.

Answer

Reduktion findet statt.

Answer

Elektronen fließen zur Anode.

Answer

Ionen fließen zur Anode.

Question 28

Welche der folgenden Reaktionen findet an der Kathode einer Daniell-Zelle statt?

Accepted Answer

Cu2+ + 2e- → Cu

Answer

Zn → Zn2+ + 2e-

Answer

2H2O → O2 + 4H+ + 4e-

Answer

4OH- → O2 + 2H2O + 4e-

Question 29

Welche Aussage über elektrochemische Spannungsreihen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie zeigen die Reduktionsfähigkeit von Metallen.

Answer

Sie zeigen die Oxidationsfähigkeit von Nichtmetallen.

Answer

Sie sind für alle elektrochemischen Reaktionen gleich.

Answer

Sie hängen von der Temperatur ab.

Question 30

Was ist das Standard-Reduktionspotential?

Accepted Answer

Das Reduktionspotential einer Reaktion unter Standardbedingungen

Answer

Das Oxidationspotiential einer Reaktion unter Standardbedingungen

Answer

Die Differenz der Reduktionspotentiale von zwei Halbzellen

Answer

Die Summe der Oxidationspotientiale von zwei Halbzellen

Question 31

Wie beeinflussen die Eigenschaften der Elektrodenoberfläche, wie Porosität, Rauheit und funktionelle Gruppen, die Leistung und Selektivität elektrochemischer Reaktionen?

Accepted Answer

Die Elektrodenoberfläche beeinflusst sowohl die Reaktionsgeschwindigkeit als auch die -selektivität.

Answer

Die Eigenschaften der Elektrodenoberfläche haben keinen Einfluss auf die Reaktionsgeschwindigkeit oder -selektivität.

Answer

Die Elektrodenoberfläche beeinflusst nur die Reaktionsgeschwindigkeit.

Answer

Die Elektrodenoberfläche beeinflusst nur die Reaktionsselektivität.

Question 32

Wie könnte man experimentell den Einfluss verschiedener Elektrolytkonzentrationen auf die elektrochemischen Eigenschaften eines Superkondensators untersuchen?

Accepted Answer

Variieren Sie systematisch die Konzentration des Elektrolyten und messen Sie Kapazität und Innenwiderstand des Superkondensators.

Answer

Verwenden Sie unterschiedliche Elektrolytmaterialien und vergleichen Sie Spannung und Strom des Superkondensators.

Answer

Ändern Sie die Temperatur des Elektrolyten und beobachten Sie die Entladezeit des Superkondensators.

Answer

Ermitteln Sie die Selbstentladungsrate des Superkondensators mit verschiedenen Elektrolyten.

Question 33

Wie wirken Katalysatoren in Brennstoffzellen?

Accepted Answer

Sie erhöhen die Stromdichte, indem sie die Aktivierungsenergie der Reaktion senken.

Answer

Sie verringern die Stromdichte, indem sie die Reaktion verlangsamen.

Answer

Sie haben keinen Einfluss auf die Stromdichte.

Question 34

Welche Aussage über elektrochemische Zellen ist richtig?

Accepted Answer

Sie wandeln chemische Energie in elektrische Energie um.

Answer

Sie wandeln elektrische Energie in chemische Energie um.

Answer

Sie speichern elektrische Energie in chemischer Form.

Answer

Sie verbrauchen elektrische Energie.

Question 35

Welche Aussage beschreibt eine Reduktion?

Accepted Answer

Aufnahme von Elektronen.

Answer

Abgabe von Elektronen.

Answer

Oxidation eines anderen Stoffes.

Answer

Reduktion eines anderen Stoffes.

Question 36

Was ist Elektrolyse?

Accepted Answer

Chemische Reaktionen werden durch elektrischen Strom angetrieben.

Answer

Elektrische Energie wird in chemische Energie umgewandelt.

Answer

Ionen werden durch einen elektrischen Strom bewegt.

Answer

Elektronen werden von einem Stoff auf einen anderen übertragen.

Question 37

Was besagt das Faraday-Gesetz?

Accepted Answer

Die Masse eines elektrolytisch abgeschiedenen Stoffes ist proportional zur durchgeleiteten Strommenge.

Answer

Die Stromstärke ist proportional zur Elektrodenfläche.

Answer

Die Spannung ist proportional zum Widerstand.

Answer

Die Kapazität eines Kondensators ist proportional zur Elektrodenfläche.

Question 38

Verbessert: Welche der folgenden Reaktionen ist eine Reduktionsreaktion?

Accepted Answer

Cu2+ + 2 e- → Cu

Answer

Zn → Zn2+ + 2 e-

Answer

2 H2O → O2 + 4 H+ + 4 e-

Question 39

Verbessert: Welche der folgenden Aussagen zur elektrolytischen Zelle ist korrekt?

Accepted Answer

Es ist eine Zelle, in der elektrische Energie verwendet wird, um eine chemische Reaktion durchzuführen.

Answer

Es ist eine Zelle, in der chemische Energie verwendet wird, um elektrische Energie zu erzeugen.

Question 40

Verbessert: Welche der folgenden Verbindungen ist ein Elektrolyt?

Accepted Answer

NaCl

Answer

CO2

Answer

CH4

Answer

H2O (deionisiert)

Question 41

Verbessert: Welche der folgenden Reaktionen findet an der Kathode einer galvanischen Zelle statt?

Accepted Answer

Reduktion

Answer

Oxidation

Answer

Hydrolyse

Answer

Elektrolyse

Question 42

Verbessert: Welche der folgenden Anwendungen beruht auf dem Prinzip der Elektrolyse?

Accepted Answer

Vergoldung

Answer

Atmung

Answer

Verbrennung

Answer

Fotosynthese

Question 43

Verbessert: Welche der folgenden Aussagen zur elektrochemischen Spannungsreihe ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ordnet Metalle nach ihrer Fähigkeit, Elektronen abzugeben.

Answer

Sie ordnet Metalle nach ihrer Reaktivität.

Answer

Sie ordnet Metalle nach ihrer Fähigkeit, Elektronen aufzunehmen.

Question 44

**Welche** der folgenden Reaktionsgleichungen beschreibt die Elektrolyse von Wasser?

Accepted Answer

2 H₂O(l) → 2 H₂(g) + O₂(g)

Answer

H₂O(l) → H₂⁺(aq) + OH⁻(aq)

Answer

2 H₂O(l) → H₃O⁺(aq) + OH⁻(aq)

Answer

H₂O(l) + O₂(g) → 2 H₂O₂(l)

Question 45

**Welche** der folgenden Aussagen über die elektrochemische Spannungsreihe ist korrekt?

Accepted Answer

Unedlere Metalle stehen links in der Spannungsreihe und reagieren leichter.

Answer

Edlere Metalle stehen links in der Spannungsreihe und reagieren легче.

Answer

Unedlere Metalle stehen rechts in der Spannungsreihe und reagieren leichter.

Question 46

**Was ist die Aufgabe** der halbdurchlässigen Membran in einer galvanischen Zelle?

Accepted Answer

Sie trennt die beiden Halbzellen und ermöglicht den Ionenfluss.

Answer

Sie erzeugt eine elektrische Spannung zwischen den beiden Halbzellen.

Answer

Sie trennt die Kathode von der Anode und verhindert den Elektronenfluss.

Question 47

**Welche** der folgenden Aussagen über die Redoxreaktion beschreibt eine Oxidation?

Accepted Answer

Abgabe von Elektronen

Answer

Aufnahme von Elektronen

Answer

Abgabe von Protonen

Answer

Aufnahme von Protonen

Question 48

**Welche** der folgenden Größen ist ein Maß für die elektromotorische Kraft (EMK) einer galvanischen Zelle?

Accepted Answer

Spannung

Answer

Leistung

Answer

Stromstärke

Answer

Widerstand

Question 49

**Was ist die Anode** in einer elektrolytischen Zelle?

Accepted Answer

Die Elektrode, an der die Oxidation stattfindet

Answer

Die Elektrode, die mit dem Pluspol der Batterie verbunden ist

Answer

Die Elektrode, die mit dem Minuspol der Batterie verbunden ist

Answer

Die Elektrode, an der die Reduktion stattfindet

Question 50

**Welche** der folgenden Reaktionen findet an der Kathode einer galvanischen Zelle statt?

Accepted Answer

Reduktion

Answer

Oxidation

Answer

Hydrolyse

Answer

Elektrolyse

Question 51

**Welche** der folgenden Aussagen beschreibt den Prozess der Elektroplattierung?

Accepted Answer

Abscheiden eines Metalls auf einer Oberfläche durch Elektrolyse

Answer

Entfernen eines Metalls von einer Oberfläche durch Elektrolyse

Answer

Herstellen einer neuen chemischen Verbindung durch Elektrolyse

Question 52

Welche Reaktion findet an der Anode einer elektrolytischen Zelle statt?

Accepted Answer

Oxidation

Answer

Elektrolyse

Answer

Dissoziation

Answer

Reduktion

Question 53

Was ist der Standardwasserstoffpotenzial?

Accepted Answer

0 Volt

Answer

-1 Volt

Answer

1 Volt

Question 54

Welche der folgenden Substanzen ist ein starker Elektrolyt?

Accepted Answer

Natriumchlorid

Answer

Wasser

Answer

Essigsäure

Answer

Zucker

Question 55

Wie lautet die Formel für die Berechnung der Elektrodenpotenziale?

Accepted Answer

E° = E°(Red) - E°(Ox)

Answer

E° = E°(Ox) + E°(Red)

Answer

E° = E°(Ox) / E°(Red)

Answer

E° = E°(Red) * E°(Ox)

Question 56

In welcher Anwendung werden elektrochemische Prinzipien genutzt?

Accepted Answer

Batterien

Answer

Sonnenkollektoren

Answer

Windkraftanlagen

Answer

Verbrennungsmotoren

Question 57

Was ist der Unterschied zwischen einer reversiblen und einer irreversiblen elektrochemischen Zelle?

Accepted Answer

Reversible Zellen können in beide Richtungen arbeiten, irreversible Zellen nur in eine Richtung.

Answer

Reversible Zellen verwenden teurere Materialien als irreversible Zellen.

Question 58

Welche der folgenden Reaktionen ist eine Redoxreaktion?

Accepted Answer

Fe + 2 HCl → FeCl₂ + H₂

Answer

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

Answer

CaCO₃ → CaO + CO₂

Answer

2 H₂O → 2 H₂ + O₂

Question 59

Was ist die Einheit der elektrischen Spannung?

Accepted Answer

Volt

Answer

Coulomb

Answer

Ampere

Answer

Ohm

Question 60

Welche der folgenden Aussagen beschreibt das Elektrodenpotential richtig?

Accepted Answer

Das Elektrodenpotential gibt die Tendenz eines Halbelements an, Elektronen aufzunehmen oder abzugeben.

Answer

Das Elektrodenpotential ist nur von der Konzentration des Oxidationsmittels abhängig.

Answer

Das Elektrodenpotential eines Elements ist unveränderlich.

Question 61

Welche der folgenden Anwendungen basiert auf dem Prinzip der Elektrochemie?

Accepted Answer

Batterien

Answer

Windkraftanlagen

Answer

Sonnenkollektoren

Question 62

Welche der folgenden Anwendungen nutzt die Elektrochemie zur Herstellung von Chemikalien?

Accepted Answer

Chlor-Alkali-Verfahren

Answer

Verbrennung

Answer

Hydrolyse

Answer

Photosynthese

Question 63

Welche Aussage zur Faraday-Konstante ist richtig?

Accepted Answer

Die Faraday-Konstante ist die Ladungsmenge, die einem Mol Elektronen entspricht.

Answer

Die Faraday-Konstante ist temperaturabhängig.

Answer

Die Faraday-Konstante ist eine dimensionslose Größe.

Question 64

Was passiert bei einer Redoxreaktion?

Accepted Answer

Ein Stoff gibt Elektronen ab (Oxidation) und ein anderer Stoff nimmt Elektronen auf (Reduktion).

Answer

Ein Stoff nimmt Elektronen auf und ein anderer Stoff gibt Elektronen ab.

Answer

Ein Stoff gibt Protonen ab und ein anderer Stoff nimmt Protonen auf.