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Atome und Massenerhaltung

Jetzt verknüpfst du Waage, Atome und Stoffe in mehreren Schritten.

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Aufgabenblock — AFB II

Zehn Aufgaben mit Rechenwegen, Atom-Bilanzen und Zuordnungen. Die Tipps kommen stufenweise: erst der Ansatz, dann der Rechenweg, zuletzt die Lösung.

A1
Kupfer und Schwefel mit Rest
AFB II

In einem verschlossenen Reagenzglas liegen 12,7 g Kupfer und 5,0 g Schwefel. Nach dem Erhitzen findet man 15,9 g Kupfersulfid und einen gelben Rest.

a) Wie groß ist die Masse aller Stoffe nach der Reaktion?
b) Wie viel Gramm Schwefel sind übrig geblieben?

g
g
Im geschlossenen Gefäß ist die Masse nachher genauso groß wie vorher. Der gelbe Rest ist Schwefel.
Masse vorher: 12,7 g + 5,0 g. Rest = Masse nachher − Masse des Kupfersulfids.
a) 17,7 g, b) 17,7 g − 15,9 g = 1,8 g.
Vollständige Lösung
a) m(vorher) = 12,7 g + 5,0 g = 17,7 g; nach dem Gesetz von der Erhaltung der Masse ist das auch die Masse nachher. b) Kupfersulfid und Rest zusammen wiegen 17,7 g, also Rest = 17,7 g − 15,9 g = 1,8 g Schwefel. Es haben nur 3,2 g Schwefel reagiert.
A2
Mehr Kohle, mehr Gas
AFB II

Aus 1,2 g Kohlenstoff entstehen beim vollständigen Verbrennen 4,4 g Kohlenstoffdioxid. Ein Grillanzünder enthält 3,6 g Kohlenstoff.

a) Wie viel Gramm Kohlenstoffdioxid entstehen?
b) Wie viel Gramm Sauerstoff werden dafür verbraucht?

g
g
3,6 g ist das Dreifache von 1,2 g — dann entsteht auch dreimal so viel Produkt.
a) 3 · 4,4 g. b) Sauerstoff = Produkt − Kohlenstoff.
a) 13,2 g, b) 13,2 g − 3,6 g = 9,6 g.
Vollständige Lösung
a) 3,6 g : 1,2 g = 3, also 3 · 4,4 g = 13,2 g Kohlenstoffdioxid. b) Nach der Erhaltung der Masse: m(Sauerstoff) = 13,2 g − 3,6 g = 9,6 g. Das Gas ist also viel schwerer als die Kohle, obwohl man es nicht sieht.
A3
Kupfer im offenen Tiegel
AFB II

Ein leerer Tiegel wiegt 40,0 g. Mit Kupferpulver zeigt die Waage 43,2 g. Das Kupfer wird im offenen Tiegel stark erhitzt, bis es ganz schwarz ist; danach zeigt die Waage 44,0 g.

Berechne die Masse des Kupfers, die Masse des aufgenommenen Sauerstoffs und die Masse des entstandenen Kupferoxids.

g
g
g
Der Tiegel selbst reagiert nicht. Die Zunahme stammt aus der Luft: Sauerstoff wird gebunden.
Kupfer = 43,2 g − 40,0 g. Sauerstoff = 44,0 g − 43,2 g. Kupferoxid = 44,0 g − 40,0 g.
3,2 g Kupfer, 0,8 g Sauerstoff, 4,0 g Kupferoxid.
Vollständige Lösung
m(Kupfer) = 43,2 g − 40,0 g = 3,2 g. Die Masse steigt um 44,0 g − 43,2 g = 0,8 g — so viel Sauerstoff kam aus der Luft hinzu. m(Kupferoxid) = 44,0 g − 40,0 g = 4,0 g = 3,2 g + 0,8 g. Die Masse ist also erhalten; das offene Gefäß hat nur den Sauerstoff nicht mitgewogen.