Redoxreaktionen in der Chemie: Grundlagen, Oxidationszahlen und Elektrochemie

Question 1

Welche Sicherheitsvorkehrungen sind beim Umgang mit Redoxreaktionen zwingend zu beachten?

Accepted Answer

Schutzkleidung wie Schutzbrille und Handschuhe tragen

Accepted Answer

Explosionsgefahr durch Wasserstoffbildung beachten

Accepted Answer

Für ausreichende Belüftung sorgen

Answer

Keine besonderen Sicherheitsmaßnahmen erforderlich

Question 2

Wie wirkt sich die Konzentration der beteiligten Stoffe auf die Reaktionsgeschwindigkeit einer Redoxreaktion aus?

Accepted Answer

Die Geschwindigkeit steigt mit steigender Konzentration.

Answer

Die Geschwindigkeit sinkt mit steigender Konzentration.

Answer

Die Geschwindigkeit bleibt unverändert.

Answer

Die Geschwindigkeit steigt zunächst und sinkt dann wieder.

Question 3

Was ist die Bedeutung von Oxidationszahlen bei der Bestimmung des Oxidations- und Reduktionsgrades von Elementen in Redoxreaktionen?

Accepted Answer

Oxidationszahlen zeigen, wie viele Elektronen ein Atom aufnimmt oder abgibt.

Accepted Answer

Oxidationszahlen helfen, den Elektronenaustausch zwischen Atomen zu ermitteln.

Accepted Answer

Oxidationszahlen erleichtern das Ausgleichen von Redoxgleichungen.

Question 4

Wie beeinflussen Katalysatoren die Reaktionsgeschwindigkeit von Redoxreaktionen? Nenne ein Beispiel für einen industriell genutzten Katalysator.

Accepted Answer

Katalysatoren bieten einen alternativen Reaktionsweg, der schneller ist.

Answer

Katalysatoren erhöhen die Aktivierungsenergie, was die Reaktionsgeschwindigkeit verlangsamt.

Answer

Katalysatoren werden in der Reaktion verbraucht und verringern die Menge der verfügbaren Reaktanten.

Answer

Katalysatoren wirken nur in wässrigen Lösungen.

Question 5

Welches Metall ist laut elektrochemischer Spannungsreihe am reaktivsten?

Accepted Answer

Zink

Answer

Eisen

Answer

Kupfer

Answer

Silber

Question 6

Wie beeinflussen Katalysatoren die Aktivierungsenergie von Redoxreaktionen und steigern so die Reaktionsgeschwindigkeit?

Accepted Answer

Katalysatoren verändern den Reaktionsweg, wodurch eine niedrigere Aktivierungsenergie benötigt wird.

Answer

Katalysatoren erhöhen die Konzentration der Ausgangsstoffe, was die Wahrscheinlichkeit einer Reaktion erhöht.

Answer

Katalysatoren senken die Temperatur, bei der die Reaktion abläuft, wodurch die Aktivierungsenergie sinkt.

Answer

Katalysatoren werden während der Reaktion verbraucht, wodurch die Aktivierungsenergie abnimmt.

Question 7

Wie wirkt sich der pH-Wert auf die Geschwindigkeit und das Gleichgewicht von Redoxreaktionen aus?

Accepted Answer

Der pH-Wert beeinflusst sowohl die Geschwindigkeit als auch das Gleichgewicht.

Answer

Der pH-Wert hat keine Auswirkung.

Answer

Der pH-Wert beeinflusst nur die Geschwindigkeit.

Answer

Der pH-Wert beeinflusst nur das Gleichgewicht.

Question 8

Was ist das entscheidende Merkmal, das Redoxreaktionen von anderen chemischen Reaktionen, wie Säure-Base-Reaktionen, unterscheidet?

Accepted Answer

Elektronenübertragung

Answer

Protonenübertragung

Answer

Ionenbildung

Answer

Energiefreisetzung

Question 9

Begründe, warum die Aussage "Alle Redoxreaktionen sind exotherm" falsch ist.

Accepted Answer

Exotherme Redoxreaktionen setzen Energie frei, während endotherme Redoxreaktionen Energie benötigen.

Answer

Redoxreaktionen beinhalten immer eine Änderung der Oxidationszahlen.

Answer

Die Stärke des Reduktionsmittels und des Oxidationsmittels hat keinen Einfluss auf die Energieänderung einer Redoxreaktion.

Question 10

Wie kann man Redoxreaktionen nutzen, um Strom zu erzeugen?

Accepted Answer

Elektronen zwischen zwei Metallen in einer Elektrolytlösung übertragen

Answer

Metalle mit Säuren reagieren lassen

Answer

Kohlenwasserstoffe verbrennen

Question 11

Wie verändert sich die Reaktionsgeschwindigkeit einer Redoxreaktion, wenn die Konzentration des Reduktionsmittels verringert wird?

Accepted Answer

Sie nimmt ab.

Answer

Sie nimmt zu.

Answer

Sie bleibt gleich.

Answer

Sie ist umgekehrt proportional zur Konzentration des Reduktionsmittels.

Question 12

Welche zwei Merkmale unterscheiden Redoxreaktionen von anderen chemischen Reaktionen wie Säure-Base-Reaktionen und Fällungsreaktionen?

Accepted Answer

Elektronenübertragung und Änderung der Oxidationszahlen

Answer

Energiefreisetzung und Niederschlagsbildung

Answer

Bildung von Säuren und Basen

Answer

Ablauf in wässriger Lösung

Question 13

Welche Vorgänge führen zur elektrochemischen Korrosion von Metallen?

Accepted Answer

Oxidation des Metalls an der Grenzfläche zu einer wässrigen Lösung

Accepted Answer

Reduktion von Sauerstoff an der Kathodenfläche

Answer

Bildung einer Schutzschicht auf der Metalloberfläche

Question 14

Wie wirken Redoxreaktionen als Katalysatoren? Nenne ein konkretes Beispiel.

Accepted Answer

Redoxreaktionen senken die Aktivierungsenergie, ohne selbst verbraucht zu werden.

Answer

Redoxreaktionen sind immer exotherm.

Answer

Redoxreaktionen finden nur in Wasser statt.

Answer

Redoxreaktionen sind immer Reduktionen.

Question 15

Welche ethischen Überlegungen sind bei der Nutzung von Redoxreaktionen in Bereichen wie Energiegewinnung und Nanotechnologie zu beachten?

Accepted Answer

Die ethische Bewertung von Redoxreaktionen hängt von ihrer jeweiligen Anwendung ab.

Answer

Redoxreaktionen haben keine ethischen Auswirkungen.

Answer

Der Einsatz von Redoxreaktionen zur Energiegewinnung ist immer ethisch vertretbar.

Answer

Ethische Fragen zu Redoxreaktionen sollten nur von Fachleuten diskutiert werden.

Question 16

Was ist Korrosion und wie kann man sie verhindern?

Accepted Answer

Korrosion ist die Oxidation von Metallen durch Sauerstoff in Gegenwart von Wasser.

Accepted Answer

Korrosion kann durch Beschichten, Legieren und kathodischen Schutz verhindert werden.

Answer

Korrosion ist die Reduktion von Metallen durch Wasserstoff in Gegenwart von Säuren.

Answer

Korrosion tritt nur bei edlen Metallen wie Gold und Silber auf.

Question 17

Welche negativen Auswirkungen haben Redoxreaktionen auf die Umwelt und wie können diese Auswirkungen reduziert werden?

Accepted Answer

Die Verbrennung fossiler Brennstoffe ist eine Redoxreaktion, die negative Auswirkungen auf die Umwelt hat.

Accepted Answer

Durch den Einsatz von Katalysatoren können die negativen Auswirkungen von Redoxreaktionen auf die Umwelt verringert werden.

Answer

Redoxreaktionen haben keine negativen Auswirkungen auf die Umwelt.

Answer

Es gibt keine Möglichkeit, die negativen Auswirkungen von Redoxreaktionen auf die Umwelt zu verringern.

Question 18

Welche Technologie nutzt Redoxreaktionen, um Energie zu speichern?

Accepted Answer

Lithium-Ionen-Batterien

Answer

Zitronensäure

Answer

Kondensatoren

Question 19

Wie lautet die Oxidationszahl des Chromatoms im Ion Cr2O72-?

Accepted Answer

+6

Answer

+3

Answer

+4

Answer

+7

Question 20

Welcher Stoff ist ein Oxidationsmittel?

Accepted Answer

MnO2

Answer

HCl

Answer

Fe

Answer

Na

Question 21

Erläutere, wie Redoxreaktionen in der Medizin vielfältig eingesetzt werden können, sowohl zur Diagnose als auch zur Behandlung von Krankheiten.

Accepted Answer

Als Indikator für oxidativen Stress

Accepted Answer

Zur Herstellung von Medikamenten

Accepted Answer

Als Diagnosewerkzeug für bestimmte Krankheiten

Accepted Answer

Zur Behandlung von Krebs durch Bestrahlung

Question 22

Wie hängt die freie Gibbs-Energieänderung (ΔG) einer Redoxreaktion mit der Reaktionsrichtung zusammen?

Accepted Answer

ΔG ist negativ, wenn die Reaktion in der angegebenen Richtung spontan abläuft.

Answer

ΔG ist immer positiv, egal in welche Richtung die Reaktion abläuft.

Answer

Eine Redoxgleichung kann ausgeglichen werden, ohne ΔG zu berücksichtigen.

Question 23

Wie nutzen Sensoren Redoxreaktionen?

Accepted Answer

Veränderung elektrischer Eigenschaften

Answer

Energieversorgung

Answer

Lichterzeugung

Answer

Kalibrierung

Question 24

Wie verändert die elektrochemische Verschiebung die Oberfläche von Metallen und welche Bedeutung hat das für die Materialwissenschaft?

Accepted Answer

Sie verändert die Oberflächenstruktur und -zusammensetzung, was Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit und Haftung verbessert.

Answer

Sie hat keine Auswirkungen auf die Oberflächenbeschaffenheit von Metallen.

Answer

Sie ist nur für die Herstellung von Batteriematerialien relevant.

Question 25

Welche Maßnahme kann effektiv dazu beitragen, die schädlichen Auswirkungen von Redoxreaktionen auf unsere Umwelt zu minimieren?

Accepted Answer

Reduzierung der Nutzung fossiler Brennstoffe

Answer

Verzicht auf den Einsatz von Batterien

Answer

Erhöhte Verwendung von Plastikverpackungen

Answer

Verzicht auf die Verwendung von Düngemitteln

Question 26

Was versteht man unter dem Standardreduktionspotenzial?

Accepted Answer

Das Reduktionspotenzial einer Reaktion unter Standardbedingungen (1 atm, 298 K).

Answer

Das Oxidationspotiental einer Reaktion unter Standardbedingungen.

Answer

Die elektromotorische Kraft einer elektrochemischen Zelle unter Standardbedingungen.

Answer

Die Differenz zwischen den Oxidationszahlen der Reaktanten und Produkte.

Question 27

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

Accepted Answer

Die Differenz der elektrischen Potentiale zwischen den Elektroden.

Answer

Das Produkt aus dem Standardreduktionspotenzial und der Ladung der Elektronen.

Answer

Die Differenz zwischen den Oxidationszahlen der Reaktanten und Produkte.

Answer

Die Intensität des Stroms, der durch die Zelle fließt.

Question 28

Welches der folgenden Elemente ist das stärkste Oxidationsmittel?

Accepted Answer

Fluor

Answer

Natrium

Answer

Chlor

Answer

Sauerstoff

Question 29

Welche der folgenden Reaktionen ist eine disproportionale Reaktion?

Accepted Answer

2CuO → Cu₂O + O₂

Answer

2Na + Cl₂ → 2NaCl

Answer

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Answer

Cu²⁺ + Zn → Cu + Zn²⁺

Question 30

Welche zwei Verfahren in der analytischen Chemie nutzen Redoxreaktionen?

Accepted Answer

Titration und kolorimetrische Bestimmung

Answer

Extraktion und Gaschromatographie

Answer

Elektrophorese und Massenspektrometrie

Question 31

Wie kann man ein Metall vor Rost schützen?

Accepted Answer

Eine Schutzschicht auftragen

Answer

Die Temperatur erhöhen

Answer

Salz ins Wasser geben

Question 32

Nenne zwei wichtige industrielle Anwendungen von Redoxreaktionen und erläutere sie kurz.

Accepted Answer

Stahlherstellung: Reduktion von Eisenoxid zu Eisen

Accepted Answer

Batterien: Redoxreaktion zwischen Elektroden

Answer

Kunststoffherstellung: Polymerisation von Monomeren

Answer

Glasproduktion: Schmelzen von Sand

Question 33

Was passiert bei einer Oxidation in chemischen Reaktionen?

Accepted Answer

Elektronen werden abgegeben.

Answer

Elektronen werden aufgenommen.

Answer

Sauerstoff wird aufgenommen.

Question 34

Wie tragen Redoxreaktionen zur Energiegewinnung in lebenden Organismen bei?

Accepted Answer

Durch oxidative Phosphorylierung, die ATP liefert

Answer

Durch Signalübertragung, da sie schnell ablaufen

Answer

Durch spontane Reaktionen mit positivem Redoxpotential

Answer

Durch Aufrechterhaltung des pH-Gleichgewichts

Question 35

Wie beeinflussen elektrochemische Verschiebungen die Oberfläche von Metallen?

Accepted Answer

Sie fördern die Bildung von Oxidschichten.

Answer

Sie verändern die Kristallstruktur des Metalls.

Answer

Sie haben keinen Einfluss auf die Oberfläche.

Question 36

Erläutere, wie Redoxreaktionen zur Korrosion beitragen, und diskutiere Methoden, um Korrosion zu verhindern.

Accepted Answer

Korrosion ist ein Prozess, bei dem ein Metall durch Sauerstoff oxidiert wird.

Accepted Answer

Korrosion kann durch Auftragen einer Schutzschicht auf das Metall verhindert werden.

Accepted Answer

Opferanoden aus unedleren Metallen können Korrosion verhindern, indem sie sich selbst opfern.

Answer

Korrosion ist ein unvermeidbarer Prozess, der nicht aufgehalten werden kann.

Question 37

Wie werden Gold-Nanopartikel durch Redoxreaktionen hergestellt?

Accepted Answer

Durch Reduktion von Goldsalzen mit einem Reduktionsmittel

Answer

Durch Oxidation von Goldsalzen mit einem Oxidationsmittel

Answer

Durch elektrochemische Reduktion in einer elektrochemischen Zelle

Answer

Durch thermische Zersetzung bei hohen Temperaturen

Question 38

Welche Technologie nutzt Redoxreaktionen, um Strom zu speichern?

Accepted Answer

Batterien

Answer

Solarzellen

Answer

Windkraftanlagen

Answer

Geothermieanlagen

Question 39

In chemischen Sensoren spielen Redoxreaktionen eine zentrale Rolle. Welche Aussage beschreibt ihren Nutzen am treffendsten?

Accepted Answer

Ermöglichen die Messung von Gasen wie Sauerstoff oder Kohlenmonoxid

Answer

Ermöglichen die Bestimmung des pH-Werts

Answer

Ermöglichen die Messung der Lichtintensität

Answer

Ermöglichen die Messung der Temperatur

Question 40

Was ist die Funktion der Anode in einer elektrochemischen Zelle?

Accepted Answer

Der Ort, an dem die Oxidation stattfindet

Answer

Der Ort, an dem die Reduktion stattfindet

Answer

Die Elektrode, die mit dem positiven Pol verbunden ist

Answer

Die Elektrode, die mit dem negativen Pol verbunden ist

Question 41

Was ist die Aufgabe des Elektrolyten in einer elektrochemischen Zelle?

Accepted Answer

Ermöglichung des Stromflusses

Answer

Katalyse der Reaktion zwischen den Elektroden

Answer

Trennung der Oxidations- und Reduktionsreaktionen

Answer

Erhöhung der Spannung der Zelle

Question 42

Welche Aussage trifft auf die Standardwasserstoffelektrode (SHE) zu?

Accepted Answer

Alle genannten Aussagen treffen zu

Answer

Sie ist die Referenzelektrode zur Bestimmung von Redoxpotentialen

Answer

Ihr Redoxpotential ist definitionsgemäß 0 V

Answer

Sie besteht aus einer Platinelektrode in einer Wasserstoffatmosphäre

Question 43

Was versteht man unter dem Redoxpotential einer Reaktion?

Accepted Answer

Die Tendenz einer Reaktion, Elektronen zu übertragen

Answer

Die von der Reaktion erzeugte Spannung

Answer

Die Geschwindigkeit einer Reaktion

Answer

Die bei einer Reaktion freigesetzte Energiemenge

Question 44

Welche Reaktion weist das höchste positive Redoxpotential auf?

Accepted Answer

Au → Au³⁺ + 3 e⁻

Answer

Zn → Zn²⁺ + 2 e⁻

Answer

Cu → Cu²⁺ + 2 e⁻

Answer

Ag → Ag⁺ + e⁻

Question 45

Welche der folgenden Reaktionen stellt eine Redoxreaktion dar?

Accepted Answer

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Answer

2Na + Cl₂ → 2NaCl

Answer

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

Answer

MgO + 2HCl → MgCl₂ + H₂O

Question 46

Welche Oxidationszahl hat Chlor in der Verbindung HCl?

Accepted Answer

-1

Answer

+1

Answer

+2

Answer

0

Question 47

Welche Funktion erfüllt die Salzbrücke in einer elektrochemischen Zelle?

Accepted Answer

Erhaltung der elektrischen Neutralität

Answer

Bereitstellung von Ionen für die Elektroden

Answer

Erhöhung der Zellspannung

Answer

Verhinderung des Elektronenflusses

Question 48

Welche Aussage über Redoxreaktionen ist zutreffend?

Accepted Answer

Sie sind Reaktionen, bei denen Elektronen übertragen werden.

Answer

Sie können nur in wässrigen Lösungen stattfinden.

Answer

Sie sind immer exotherm.

Question 49

Welche der folgenden Aussagen beschreibt eine Redoxreaktion korrekt?

Accepted Answer

Es findet eine Übertragung von Elektronen zwischen den beteiligten Atomen, Molekülen oder Ionen statt.

Answer

Es wird nur eine einzige chemische Bindung aufgebrochen.

Answer

Die Oxidationszahlen der Atome bleiben während der Reaktion konstant.

Question 50

Was ist die Oxidationszahl des Elements Chlor in der Verbindung HCl?

Accepted Answer

-1

Answer

+7

Answer

0

Answer

+1

Question 51

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Funktion einer Salzbrücke in einer elektrochemischen Zelle korrekt?

Accepted Answer

Sie ermöglicht den Ladungsausgleich zwischen den beiden Halbzellen und schließt den Stromkreis.

Answer

Sie isoliert die Kathode von der Anode.

Answer

Sie verhindert den Kontakt zwischen den Elektroden.

Question 52

Welche der folgenden Redoxreaktionen ist eine Verbrennungsreaktion?

Accepted Answer

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

Answer

CuSO₄ + Zn → Cu + ZnSO₄

Answer

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

Answer

2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

Question 53

Was ist der Standardreduktionspotentialwert der Wasserstoffelektrode?

Accepted Answer

0,00 V

Answer

-0,76 V

Answer

+0,76 V

Answer

-1,00 V

Question 54

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die elektrochemische Zelle korrekt?

Accepted Answer

Sie ist ein Gerät, das chemische Energie in elektrische Energie oder umgekehrt umwandelt.

Answer

Sie besteht nur aus einer Elektrode.

Answer

Sie funktioniert nur bei hohen Temperaturen.

Question 55

Welche der folgenden Verbindungen ist ein gutes Oxidationsmittel?

Accepted Answer

KMnO₄

Answer

KI

Answer

Na₂SO₃

Answer

FeCl₂

Question 56

Was ist der Zweck einer elektrochemischen Reduktion?

Accepted Answer

Sie wird verwendet, um positiv geladene Ionen in einer Lösung zu reduzieren.

Answer

Sie findet an der Anode statt.

Question 57

Welche der folgenden Aussagen beschreibt den Prozess der Elektrolyse?

Accepted Answer

Zerlegung einer Verbindung mithilfe elektrischen Stroms

Answer

Trennung eines Gemisches durch physikalische Mittel

Answer

Bildung einer Verbindung durch chemische Reaktion

Question 58

Welche der folgenden Reaktionen findet an der Anode einer elektrochemischen Zelle statt?

Accepted Answer

Oxidation

Answer

Elektrolyse

Answer

Neutralisation

Answer

Reduktion

Question 59

Welche Einheit wird zur Messung der elektromotorischen Kraft (EMK) einer elektrochemischen Zelle verwendet?

Accepted Answer

Volt (V)

Answer

Ampere (A)

Answer

Ohm (Ω)

Answer

Farad (F)

Question 60

Was bezeichnet das Standardreduktionspotential eines Redoxpaares?

Accepted Answer

Das Potential der Reduktionshalbzelle unter Standardbedingungen

Answer

Das Potential der Oxidationshalbzelle unter Standardbedingungen

Answer

Die Differenz der Potentiale der Reduktions- und Oxidationshalbzellen

Question 61

Wer ist das Oxidationsmittel in der folgenden Reaktion: Fe + 3 Cl2 → 2 FeCl3?

Accepted Answer

Cl2

Answer

Fe

Answer

Es handelt sich nicht um eine Redoxreaktion.

Answer

FeCl3

Question 62

Welche der folgenden Reaktionsgleichungen ist nicht ausgeglichen?

Accepted Answer

Fe + HCl → FeCl2 + H

Answer

Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2

Answer

2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2

Answer

Cu + 2 AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2 Ag

Question 63

Welche der folgenden Substanzen ist ein guter Elektrolyt?

Accepted Answer

NaCl-Lösung

Answer

Reines Wasser

Answer

Öl

Answer

Zuckerlösung

Question 64

Wie lautet die allgemeine Definition einer Redoxreaktion?

Accepted Answer

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

Answer

Eine Reaktion, bei der sich die Masse des Systems ändert.

Answer

Eine Reaktion, bei der sich die Anzahl der Protonen im System ändert.