Elektrochemie lernen: Interaktive Quizfragen und Übungen

Question 1

Wie funktionieren elektrochemische Energiespeicher wie Batterien und Brennstoffzellen und warum sind sie wichtig für die Energiewende?

Accepted Answer

Sie wandeln chemische Energie direkt in elektrische Energie um und umgekehrt.

Accepted Answer

Elektrochemische Energiespeicher sind unerlässlich für die Energiewende.

Answer

Sie werden nur in kleinen Geräten wie Handys eingesetzt.

Answer

Brennstoffzellen benötigen keinen Brennstoff, um Strom zu erzeugen.

Question 2

Wie beeinflusst das elektrochemische Potential die Richtung einer elektrochemischen Reaktion? Nenne ein Beispiel.

Accepted Answer

Das elektrochemische Potential bestimmt die Richtung der Reaktion. Ein höheres Potential führt zur Reduktion.

Answer

Das elektrochemische Potential bestimmt die Geschwindigkeit der Reaktion. Ein höheres Potential führt zu einer schnelleren Reaktion.

Answer

Das elektrochemische Potential hat keinen Einfluss auf die Richtung der Reaktion.

Answer

Das elektrochemische Potential wird durch die Konzentration der beteiligten Ionen bestimmt.

Question 3

Welche Vor- und Nachteile haben verschiedene Elektrolyttypen wie wässrige, nichtwässrige und ionische Flüssigkeiten in elektrochemischen Zellen?

Accepted Answer

Wässrige Elektrolyte: hohe Leitfähigkeit, anfällig für Elektrolyse

Accepted Answer

Nichtwässrige Elektrolyte: geringere Leitfähigkeit, größerer Spannungsbereich

Accepted Answer

Ionische Flüssigkeiten: hohe Leitfähigkeit, großer Spannungsbereich, teuer

Answer

Alle Elektrolyttypen sind für alle elektrochemischen Zellen geeignet (falsch)

Question 4

Welche Aussage über die gesellschaftlichen und ethischen Auswirkungen von elektrochemischen Technologien ist richtig?

Accepted Answer

Die Entwicklung und Anwendung elektrochemischer Technologien sollte sorgfältig abgewogen werden, um mögliche negative Auswirkungen zu minimieren.

Answer

Elektrochemische Technologien haben keine Auswirkungen auf die Umwelt.

Answer

Elektrochemische Technologien sind immer sicher und ungefährlich.

Answer

Elektrochemische Technologien sollten ohne Rücksicht auf ethische oder gesellschaftliche Bedenken eingesetzt werden.

Question 5

Was entsteht, wenn man Wasser mithilfe von Elektrolyse trennt?

Accepted Answer

Wasserstoff am Minuspol und Sauerstoff am Pluspol.

Answer

Nur Wasserstoff am Pluspol.

Answer

Nur Sauerstoff am Pluspol.

Question 6

Was ist die Nernst-Gleichung und wie hilft sie uns, die Richtung elektrochemischer Reaktionen vorherzusagen?

Accepted Answer

Sie berechnet das elektrische Potenzial an einer Elektrode.

Accepted Answer

Sie zeigt an, ob eine Reaktion in eine bestimmte Richtung abläuft.

Answer

Sie gilt nur für Reaktionen unter Standardbedingungen.

Answer

Sie ist unabhängig von der Temperatur.

Question 7

Welche wichtigen Entdeckungen in der Elektrochemie haben die Entwicklung moderner Technologien und chemischer Verfahren maßgeblich beeinflusst?

Accepted Answer

Elektrolyse ermöglichte die Metallraffination.

Accepted Answer

Batterien ermöglichten die Speicherung von Energie für Geräte.

Accepted Answer

Galvanische Zellen erzeugten Strom aus chemischen Reaktionen.

Answer

Franklins Entdeckung der Elektrizität führte zum ersten Elektromotor.

Question 8

Welche Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damit eine Elektrolyse stattfinden kann?

Accepted Answer

Elektrische Spannung anlegen

Accepted Answer

Zwei Elektroden in die Lösung tauchen

Accepted Answer

Lösung enthält Ionen

Answer

Lösung hat hohe Temperatur

Question 9

Was ist eine galvanische Zelle? Nenne zwei konkrete Beispiele für ihre Anwendung.

Accepted Answer

Eine galvanische Zelle besteht aus zwei Elektroden in einer Elektrolytlösung und erzeugt elektrischen Strom.

Accepted Answer

Galvanische Zellen werden in Batterien, Brennstoffzellen und Solarzellen verwendet.

Answer

Eine galvanische Zelle wandelt elektrische Energie in chemische Energie um.

Question 10

Wer hat die elektrochemische Spannungsreihe entwickelt und welche Bedeutung hat sie für das Verständnis von Redoxreaktionen?

Accepted Answer

William Cruickshank im Jahr 1801; Sie ordnet Metalle nach ihrer Reduktionsfähigkeit.

Answer

Alessandro Volta im Jahr 1800; Sie beschreibt Spannungen zwischen Metallen.

Answer

Sie hat keine Bedeutung für Redoxreaktionen.

Question 11

Wie beeinflusst die Oberfläche von Elektroden elektrochemische Reaktionen und wie können Oberflächenmodifikationen die Reaktionsgeschwindigkeit verändern?

Accepted Answer

Die Elektrodenoberfläche bietet eine große aktive Oberfläche für Reaktionen, was die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht.

Answer

Die Elektrodenoberfläche ist chemisch inert und hat keinen Einfluss auf die Reaktionen.

Answer

Die Elektrodenoberfläche ist für den Elektronenaustausch verantwortlich, hat aber keinen Einfluss auf die Reaktionsgeschwindigkeit.

Answer

Die Elektrodenoberfläche ist nur bei Elektrolysen von Bedeutung.

Question 12

Welche Auswirkungen haben elektrochemische Technologien auf Gesellschaft, Wirtschaft und Umwelt? Erläutere auch ihren Beitrag zur Nachhaltigkeit.

Accepted Answer

Elektrochemische Technologien tragen zur nachhaltigen Entwicklung bei, indem sie erneuerbare Energien speichern.

Answer

Elektrochemische Technologien haben keine nennenswerten Auswirkungen auf Gesellschaft und Umwelt.

Answer

Elektroautos sind immer umweltfreundlich, da sie keine Emissionen ausstoßen.

Answer

Ethische Aspekte bei elektrochemischen Technologien sind irrelevant.

Question 13

Welche chemische Reaktion erzeugt Strom in einem Brennstoffzellenauto?

Accepted Answer

Wasserstoff + Sauerstoff → Wasser + Energie

Answer

Wasserstoff + Kohlendioxid → Methan + Energie

Answer

Wasser + Sauerstoff → Wasserstoffperoxid + Energie

Answer

Kohlenstoff + Sauerstoff → Kohlendioxid + Energie

Question 14

Welche Oxidationszahl hat Eisen in FeCl₂?

Accepted Answer

+2

Answer

+3

Answer

-2

Answer

-3

Question 15

Welches der folgenden Metalle ist das elektropositivste?

Accepted Answer

Magnesium

Answer

Eisen

Answer

Kupfer

Answer

Zink

Question 16

Was passiert, wenn man eine Eisenelektrode in eine Kupfersulfatlösung taucht?

Accepted Answer

Eisen löst sich auf und es bildet sich Kupfer.

Answer

Es findet eine Elektrolyse statt.

Answer

Kupfer löst sich auf und es bildet sich Eisen.

Answer

Es passiert nichts.

Question 17

Welche Anwendung ist ein Beispiel für Elektrochemie?

Accepted Answer

Batterien

Answer

Verbrennung von Erdgas

Answer

Fotosynthese

Answer

Atmung

Question 18

Wie entsteht Licht bei der Elektrochemilumineszenz und wie wird dieses Phänomen in Analytik und Bildgebung eingesetzt?

Accepted Answer

Elektrochemische Reaktionen erzeugen Licht.

Answer

Chemische Reaktionen absorbieren Licht und erzeugen dadurch Licht.

Answer

Elektrischer Strom wird in Licht umgewandelt.

Answer

Elektrische Spannung trennt Ionen.

Question 19

Welche ethischen und gesellschaftlichen Herausforderungen können sich aus der Entwicklung und Nutzung elektrochemischer Technologien ergeben?

Accepted Answer

Abhängigkeit von Rohstoffen

Accepted Answer

Umweltbelastung durch Entsorgung

Accepted Answer

Soziale Ungleichheiten beim Zugang

Answer

Keine Herausforderungen

Question 20

Welche Faktoren beeinflussen die Geschwindigkeit elektrochemischer Reaktionen und wie wirken sie sich auf die Leistung elektrochemischer Geräte aus?

Accepted Answer

Temperatur, Konzentration, Elektrodenmaterial, Elektrodenfläche

Answer

Druck, Volumen, Masse, Dichte

Answer

Nur die Temperatur beeinflusst die Geschwindigkeit elektrochemischer Reaktionen.

Answer

Die Geschwindigkeit elektrochemischer Reaktionen wird nur von der Konzentration beeinflusst.

Question 21

Welche chemische Reaktion findet in einer Brennstoffzelle statt?

Accepted Answer

2H₂ + O₂ → 2H₂O + Energie

Answer

2H₂O → 2H₂ + O₂ + Energie

Answer

2H₂ + 2e⁻ → 2H⁻

Answer

O₂ + 4e⁻ → 2O²⁻

Question 22

Welches alltägliche Gerät nutzt die Elektrochemie?

Accepted Answer

Smartphone

Answer

Auto

Answer

Glas Wasser

Answer

Pflanze

Question 23

Wo werden elektrochemische Sensoren und Biosensoren eingesetzt?

Accepted Answer

Überwachung von Umweltbedingungen

Accepted Answer

Erkennung von Biomarkern in der Medizin

Accepted Answer

Lebensmittelindustrie

Answer

Keine der genannten Anwendungen

Question 24

Welcher dieser Stoffe ist KEIN guter elektrischer Leiter?

Accepted Answer

Holz

Answer

Kupfer

Answer

Graphit

Answer

Gold

Question 25

Welche Herausforderungen bestehen bei der Entwicklung und dem Einsatz von erneuerbaren Energietechnologien wie Brennstoffzellen, Solarzellen und Batterien?

Accepted Answer

Geringe Effizienz, hohe Kosten, schwankende Verfügbarkeit, Speicherbedarf

Answer

Hohe Effizienz, niedrige Kosten, zuverlässige Verfügbarkeit, keine Speicherung erforderlich

Answer

Umweltfreundlichkeit, Nachhaltigkeit, Kostengünstigkeit

Answer

Zuverlässige Verfügbarkeit, jederzeit verfügbar, einfache Wartung

Question 26

Was versteht man unter Elektrolyse?

Accepted Answer

Ein Verfahren, bei dem elektrischer Strom genutzt wird, um eine chemische Reaktion zu erzwingen, die sonst nicht ablaufen würde.

Answer

Ein Verfahren, bei dem eine chemische Reaktion elektrischen Strom erzeugt.

Answer

Ein Verfahren, bei dem chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird.

Answer

Ein Verfahren, bei dem elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt wird.

Question 27

Was zeichnet eine Redoxreaktion aus?

Accepted Answer

Elektronentransfer zwischen verschiedenen chemischen Teilchen

Answer

Bildung neuer chemischer Bindungen

Answer

Freisetzung von Energie in Form von Licht oder Wärme

Answer

Änderung der Aggregatzustände der beteiligten Stoffe

Question 28

Was ist ein wesentliches Merkmal der Elektrolyse?

Accepted Answer

Benötigt elektrische Energie als Antrieb

Answer

Spontan ablaufender Vorgang

Answer

Fügt neuen chemischen Verbindungen Energie hinzu

Answer

Verhindert chemische Reaktionen

Question 29

Welche Lösung ermöglicht die Leitung elektrischen Stroms?

Accepted Answer

Natriumchloridlösung

Answer

Reines Wasser

Answer

Zuckerlösung

Answer

Ethanol

Question 30

Wie lautet die Einheit der elektrischen Spannung?

Accepted Answer

Volt

Answer

Coulomb

Answer

Ampere

Answer

Ohm

Question 31

Welches Gerät misst die Stärke des elektrischen Stroms?

Accepted Answer

Amperemeter

Answer

Voltmeter

Answer

Ohmmeter

Answer

Multimeter

Question 32

Welche der folgenden Aussagen zur elektrochemischen CO2-Reduktion trifft zu?

Accepted Answer

Sie ist eine vielversprechende Technologie zur Umwandlung von CO2 in wertvolle Chemikalien.

Answer

Sie ist bereits weit verbreitet in der industriellen Produktion.

Answer

Sie erfordert keine erneuerbaren Energiequellen.

Answer

Sie hat keine Auswirkungen auf die Minderung des Klimawandels.

Question 33

Welche Aussage über die ethische Seite der Elektrochemie ist richtig?

Accepted Answer

Die ethischen Folgen von Anwendungen der Elektrochemie müssen genau geprüft werden.

Answer

Elektrochemie sollte nur für lebenswichtige Produkte eingesetzt werden.

Answer

Ethische Fragen sind bei der Entwicklung elektrochemischer Technologien zweitrangig.

Answer

Elektrochemische Verfahren sind immer ethisch vertretbar.

Question 34

Wie funktioniert eine galvanische Zelle?

Accepted Answer

Sie wandelt chemische Energie in elektrische Energie um.

Answer

Sie wandelt elektrische Energie in chemische Energie um.

Answer

Sie benötigt eine externe Energiequelle.

Answer

Sie kann nur in eine Richtung Strom liefern.

Question 35

Welche Oxidationszahl hat Chlor in HCl?

Accepted Answer

-1

Answer

0

Answer

+1

Answer

+7

Question 36

Welche Reaktionsgleichung ist korrekt ausgeglichen?

Accepted Answer

2Fe + 6HCl → 3FeCl₂ + 3H₂

Answer

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Answer

Fe + HCl → FeCl + H

Answer

Fe + 4HCl → FeCl₄ + 2H₂

Question 37

Was ist das Standard-Reduktionspotential?

Accepted Answer

Das Reduktionspotential einer Reaktion unter Standardbedingungen

Answer

Das Oxidationspotential einer Reaktion unter Standardbedingungen

Answer

Das Potential einer Reaktion bei gleichen Konzentrationen von Edukten und Produkten

Answer

Das Potential einer Reaktion bei 0 °C

Question 38

Was ist die Funktion einer Salzbrücke in einer galvanischen Zelle?

Accepted Answer

Elektrische Neutralität aufrechterhalten

Answer

Reduktionspotential erhöhen

Answer

Reaktion zwischen Elektroden verhindern

Answer

Stromstärke erhöhen

Question 39

Wie wirken Elektrolyte in elektrochemischen Zellen und wie beeinflussen sie die Zellspannung und den Stromfluss?

Accepted Answer

Elektrolyte sind ionische Lösungen, die den Ladungstransport durch Ionen ermöglichen. Sie erhöhen sowohl die Zellspannung als auch den Stromfluss.

Answer

Elektrolyte sind feste Elektroden in elektrochemischen Zellen und leiten so den Strom.

Answer

Elektrolyte sind Isolationsmaterialien, die den Stromfluss in elektrochemischen Zellen verhindern.

Answer

Elektrolyte spielen keine Rolle in der Funktionsweise elektrochemischer Zellen.

Question 40

Was ist eine Redoxreaktion?

Accepted Answer

Eine Reaktion, bei der Elektronen ausgetauscht werden

Answer

Eine Reaktion, bei der Säuren und Basen reagieren

Answer

Eine Reaktion, bei der Gase entstehen

Question 41

Was geschieht während der Elektrolyse?

Accepted Answer

Elektrische Energie wird in chemische Energie umgewandelt

Answer

Ionen werden zu Atomen

Answer

Chemische Energie wird in elektrische Energie umgewandelt

Question 42

Was ist die Rolle der Anode in einer galvanischen Zelle?

Accepted Answer

An der Anode findet die Oxidation statt

Answer

Die Anode ist die negative Elektrode

Answer

An der Anode findet die Reduktion statt

Answer

Die Anode ist der Ort, an dem Ionen entstehen

Question 43

Was beschreibt die elektrische Spannung einer galvanischen Zelle?

Accepted Answer

Die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden

Answer

Die Stärke des Stroms durch die Zelle

Answer

Die Menge an Ladung, die durch die Zelle fließt

Question 44

Welche der folgenden Reaktionen ist eine Oxidation?

Accepted Answer

Fe → Fe³⁺ + 3 e⁻

Answer

Fe³⁺ + 3 e⁻ → Fe

Answer

CuSO₄ + Zn → Cu + ZnSO₄

Answer

2 H₂O → 2 H₂ + O₂

Question 45

Was ist ein Elektrolyt?

Accepted Answer

Eine Substanz, die in Wasser Ionen bildet

Answer

Eine Substanz, die ausschließlich Elektronen leitet

Answer

Eine Substanz, die chemisch inert ist

Answer

Eine Substanz, die nicht Strom leitet

Question 46

Welche der folgenden Aussagen zu Redoxreaktionen ist richtig?

Accepted Answer

Redoxreaktionen sind Reaktionen, bei denen Elektronen zwischen den Reaktionspartnern übertragen werden.

Answer

Redoxreaktionen sind Reaktionen, an denen nur Metalle beteiligt sind.

Answer

Redoxreaktionen sind Reaktionen, an denen nur Ionen beteiligt sind.

Question 47

Welche der folgenden Reaktionen ist eine Elektrolyse?

Accepted Answer

2 H₂O → 2 H₂ + O₂

Answer

CuO + H₂ → Cu + H₂O

Answer

Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu

Answer

2 Na + 2 H₂O → 2 NaOH + H₂

Question 48

Was ist die Kathode in einer galvanischen Zelle?

Accepted Answer

Die Elektrode, an der die Reduktion abläuft.

Answer

Die Elektrode, die mit dem Pluspol verbunden ist.

Answer

Die Elektrode, an der die Oxidation abläuft.

Question 49

Welche der folgenden Größen ist eine Einheit für die elektrische Spannung?

Accepted Answer

Volt

Answer

Watt

Answer

Ampere

Answer

Ohm

Question 50

Welche der folgenden Reaktionen ist eine Redoxreaktion?

Accepted Answer

2 Fe + 3 Cl₂ → 2 FeCl₃

Answer

CaCO₃ → CaO + CO₂

Answer

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

Question 51

Was geschieht an der Anode einer Elektrolysezelle?

Accepted Answer

Oxidation

Answer

Ionenbewegung

Answer

Reduktion

Answer

Stromfluss

Question 52

Welche der folgenden Anwendungen nutzt das Prinzip der Elektrochemie?

Accepted Answer

Herstellung von Aluminium

Answer

Photosynthese

Answer

Verbrennung von Benzin

Answer

Verdauung

Question 53

Was ist der wesentliche Unterschied zwischen Elektrolyten und Nicht-Elektrolyten?

Accepted Answer

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

Answer

Elektrolyte sind Säuren, während Nicht-Elektrolyte Basen sind.

Answer

Elektrolyte sind Metalle, während Nicht-Elektrolyte Nichtmetalle sind.

Answer

Elektrolyte bestehen aus Ionen, während Nicht-Elektrolyte aus Molekülen bestehen.

Question 54

Welche der folgenden Gleichungen beschreibt das Faradaysche Gesetz?

Accepted Answer

m = z * M * I * t

Answer

R = U / I

Answer

E = U * I

Answer

P = U * I

Question 55

Welche der folgenden Aussagen zur Elektrolyse ist richtig?

Accepted Answer

Elektrische Energie wird in chemische Energie umgewandelt.

Answer

Chemische Energie wird in elektrische Energie umgewandelt.

Answer

Die Elektrolyse findet nur in wässrigen Lösungen statt.

Question 56

Was ist Oxidation?

Accepted Answer

Elektronenabgabe

Answer

Protonenabgabe

Answer

Elektronenaufnahme

Answer

Protonenaufnahme

Question 57

Welches Metall eignet sich am besten als Anode in einer galvanischen Zelle?

Accepted Answer

Zink

Answer

Eisen

Answer

Gold

Question 58

Welche Einheit wird zur Messung der elektrischen Spannung in einer elektrochemischen Zelle verwendet?

Accepted Answer

Volt

Answer

Ohm

Answer

Watt

Answer

Ampere

Question 59

Was ist das Standard-Reduktionspotential einer Elektrode?

Accepted Answer

Das Reduktionspotenzial der Elektrode bei Standardbedingungen.

Answer

Der Unterschied der elektrischen Spannungen zwischen den Elektroden

Answer

Das Oxidationspotenzial der Elektrode bei beliebigen Bedingungen

Question 60

Nenne eine Hauptanwendung der Elektrolyse in der Industrie.

Accepted Answer

Herstellung von Metallen

Answer

Herstellung von Kunststoffen

Answer

Herstellung von Lebensmitteln

Answer

Herstellung von Medikamenten

Question 61

Welche der folgenden Aussagen beschreibt eine Redoxreaktion am besten?

Accepted Answer

Eine Reaktion, bei der Elektronen von einer Substanz auf eine andere übertragen werden.

Answer

Eine Reaktion, die Ionen bildet oder zerstört.

Answer

Eine Reaktion, die Licht freisetzt.

Question 62

Welche der folgenden Halbreaktionen ist eine Oxidation?

Accepted Answer

Fe²⁺ → Fe³⁺ + e^-

Answer

2 H⁺ + 2 e^- → H₂

Answer

Cl₂ + 2 e^- → 2 Cl^-

Answer

Cu²⁺ + 2 e^- → Cu

Question 63

Welcher der folgenden Stoffe leitet elektrischen Strom?

Accepted Answer

Kochsalzlösung

Answer

Ethanol

Answer

destilliertes Wasser

Answer

Zuckerlösung

Question 64

Für welchen Zweck wird Elektrolyse eingesetzt?

Accepted Answer

Beschichten von Metallen

Answer

Erzeugung von Wärme

Answer

Speicherung von Energie

Answer

Auflösen von Metallen