Chemie · Klasse 8 · Kapitel

Metalle – Schätze der Erde

EntdeckenDie Frage zum Kapitel

Wie dünn lässt sich Gold schlagen?

Schreib eine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Für die Lehrkraft: Aus einem Gramm Gold kann man ein Blatt von rund einem Quadratmeter schlagen. Das Blatt ist dann nur etwa 50 millionstel Millimeter dick. Metalle sind dehnbar und verformbar, weil sich ihre Atomschichten gegeneinander verschieben lassen. Quelle: Rechnung mit der Dichte von Gold, 19,3 Gramm pro Kubikzentimeter

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Merken kommt ins Heft
Beispiel vorgerechnet, Schritt für Schritt
Üben selbst rechnen
Achtung typischer Fehler
Weiterdenken zum Knobeln und Vernetzen

○ mit Starthilfe, ● für alle, ★ zum Weiterdenken. Du wählst mindestens eine ★-Aufgabe. Du rechnest ins Heft.

1Ich beschreibe typische Eigenschaften von Metallen.

EntdeckenFrage

Wie dünn lässt sich Gold schlagen?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Aus einem Gramm Gold kann man ein Blatt von rund einem Quadratmeter schlagen. Das Blatt ist dann nur etwa 50 millionstel Millimeter dick. Metalle sind dehnbar und verformbar, weil sich ihre Atomschichten gegeneinander verschieben lassen.

MerkenMetalleigenschaften

Metalle glänzen, leiten Wärme und Strom, sind verformbar.

Alle vier Eigenschaften kommen aus demselben Bau.

BeispielTypische Eigenschaften von Metallen

Ein Metallstück hat ein Volumen von 4 cm³ und eine Masse von 28,4 g. Entscheide: Welches Metall ist es?

Schritt für Schritt

Dichte = Masse : Volumen.
28,4 g : 4 cm³ = 7,1 g/cm³.
In der Tabelle: Zink.

Dichte = Masse : Volumen.
28,4 g : 4 cm³ = 7,1 g/cm³.
In der Tabelle: Zink.

Ergebnis:

Zink

AchtungMetallbau und Edelkeit verwechselt

So nicht

Gold glänzt, also reagiert es leicht

So richtig

Gold → edel, reagiert kaum
Magnesium → unedel, reagiert leicht mit Sauerstoff

Elektronengas erklärt Leiten und Verformen. Unedle Metalle reagieren leicht.

ÜbenJetzt du

○1
Ein Metallwürfel hat die Dichte 4,5 g/cm³. Entscheide: Welches Metall ist es?
So fängst du an:
Die Dichte ist eine Stoffeigenschaft.
Lösung zeigen
1. Die Dichte ist eine Stoffeigenschaft.
2. Wert in der Tabelle suchen.
3. 4,5 g/cm³: Titan.
Ergebnis:
Titan
●2
Ein Würfel aus Eisen hat eine Kantenlänge von 4 cm und eine Masse von 505,6 g. Bestimme: Welche Dichte hat Eisen?
Lösung zeigen
1. Volumen: 4 cm · 4 cm · 4 cm = 64 cm³
2. Dichte: 505,6 g : 64 cm³ = 7,9 g/cm³
Ergebnis:
7,9 g/cm³
★3
Ist Quecksilber ein Metall, obwohl es flüssig ist?
Lösung zeigen
1. Kennzeichen eines Metalls: Glanz und Leitfähigkeit.
2. Quecksilber hat beides.
3. Flüssig bei Raumtemperatur ist nur eine Ausnahme.
Ergebnis:
Ja, es glänzt und leitet

2Ich bestimme Metalle über ihre Dichte.

EntdeckenFrage

Warum bauen Flugzeuge aus Aluminium und nicht aus Eisen?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Aluminium hat eine Dichte von 2,7 Gramm pro Kubikzentimeter, Eisen von 7,9. Gleich große Bauteile sind aus Aluminium fast dreimal so leicht. Das spart Treibstoff. Reines Aluminium ist weich, deshalb nimmt man Legierungen.

MerkenDichte bestimmt das Metall

Die Dichte ρ = m : V ist eine Stoffeigenschaft.

Aluminium hat 2,7 g/cm³, Eisen 7,9 g/cm³, Gold 19,3 g/cm³.

BeispielMetall über die Dichte bestimmen

Ein Metallstück hat das Volumen 10 cm³ und die Masse 79 g. Bestimme die Dichte und ordne das Metall zu.

Schritt für Schritt

Formel: ρ = m : V
ρ = 79 g : 10 cm³ = 7,9 g/cm³
Tabelle: Das ist Eisen.

Formel: ρ = m : V
ρ = 79 g : 10 cm³ = 7,9 g/cm³
Tabelle: Das ist Eisen.

Ergebnis:

ρ = 7,9 g/cm³ → Eisen

AchtungDichte falsch herum

So nicht

m = 27 g, V = 10 cm³ → ρ = 10 : 27 = 0,37 g/cm³

So richtig

ρ = m : V = 27 g : 10 cm³ = 2,7 g/cm³  (Aluminium)

ρ = m : V. Wer V : m rechnet, bekommt Werte unter 1 und wundert sich nicht.

ÜbenJetzt du

○4
Ein Metallstück hat das Volumen 20 cm³ und die Masse 178 g. Bestimme die Dichte und ordne das Metall zu.
So fängst du an:
Formel: ρ = m : V
Lösung zeigen
1. Formel: ρ = m : V
2. ρ = 178 g : 20 cm³ = 8,9 g/cm³
3. Tabelle: Das ist Kupfer.
Ergebnis:
ρ = 8,9 g/cm³ → Kupfer
●5
Ein Metallstück hat das Volumen 50 cm³ und die Masse 445 g. Bestimme die Dichte und ordne das Metall zu.
Lösung zeigen
1. Formel: ρ = m : V
2. ρ = 445 g : 50 cm³ = 8,9 g/cm³
3. Tabelle: Das ist Kupfer.
Ergebnis:
ρ = 8,9 g/cm³ → Kupfer
★6
Ein Metallstück hat das Volumen 20 cm³ und die Masse 54 g. Bestimme die Dichte und ordne das Metall zu.
Lösung zeigen
1. Formel: ρ = m : V
2. ρ = 54 g : 20 cm³ = 2,7 g/cm³
3. Tabelle: Das ist Aluminium.
Ergebnis:
ρ = 2,7 g/cm³ → Aluminium

3Ich erkläre die Metallbindung mit dem Elektronengasmodell.

EntdeckenFrage

Warum leitet Kupfer den Strom, obwohl seine Atome festsitzen?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Die Außenelektronen der Kupferatome gehören nicht einem Atom, sondern bilden eine Wolke, die sich frei durch das Metall bewegt. Diese beweglichen Elektronen tragen den Strom. Paul Drude beschrieb das 1900 als Elektronengas.

MerkenElektronengas

Im Metall geben die Atome ihre Außenelektronen ab.

Die Elektronen bewegen sich frei zwischen den Rümpfen – deshalb leitet Metall. Beim Biegen hält das Elektronengas die Schichten zusammen.

BeispielDas Elektronengasmodell

Warum lässt sich Eisen biegen, ohne zu brechen?

Schritt für Schritt

Beim Biegen gleiten Schichten.
Die Elektronen gehen mit.
Kein Abstoßen – das Metall bleibt ganz.

Beim Biegen gleiten Schichten.
Die Elektronen gehen mit.
Kein Abstoßen – das Metall bleibt ganz.

Ergebnis:

Das Elektronengas hält die Schichten

AchtungMetallatome glänzen und leiten einzeln

So nicht

Kupfer leitet, weil jedes Kupferatom leitet.

So richtig

Kupfer leitet, weil sich die Elektronen zwischen den Atomrümpfen frei bewegen.

Denk an das Elektronengas: Was bewegt sich, wenn Strom fließt?

ÜbenJetzt du

○7
Warum lässt sich Kupfer biegen, ohne zu brechen?
So fängst du an:
Beim Biegen gleiten Schichten.
Lösung zeigen
1. Beim Biegen gleiten Schichten.
2. Die Elektronen gehen mit.
3. Kein Abstoßen – das Metall bleibt ganz.
Ergebnis:
Das Elektronengas hält die Schichten
●8
Warum leitet Gold den elektrischen Strom?
Lösung zeigen
1. Metallatome geben Außenelektronen ab.
2. Sie bilden ein Elektronengas.
3. Bewegliche Ladungen leiten.
Ergebnis:
Seine Elektronen sind frei beweglich
★9
Was ist ein Atomrumpf?
Lösung zeigen
1. Außenelektronen gehen ins Elektronengas.
2. Übrig bleibt der Rest des Atoms.
3. Er hat mehr Protonen als Elektronen: positiv.
Ergebnis:
Ein Metallatom ohne Außenelektronen

4Ich ordne Metalle nach ihrer Reaktionsfähigkeit.

EntdeckenFrage

Warum ist Gold in über 3.000 Jahre alten Gräbern noch glänzend, Eisen aber nicht?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Gold ist ein edles Metall und reagiert kaum mit Sauerstoff oder Wasser. Die Goldmaske des Pharaos Tutanchamun ist über 3.300 Jahre alt und glänzt noch. Unedle Metalle wie Eisen reagieren dagegen leicht mit Sauerstoff.

MerkenReaktionsfähigkeit

Unedle Metalle reagieren leicht mit Sauerstoff, edle kaum.

Unedel sind Magnesium und Zink, edel sind Kupfer, Silber und Gold.

BeispielEdle und unedle Metalle

Gold wird mit Eisenoxid erhitzt. Entscheide: Läuft eine Reaktion ab?

Schritt für Schritt

Das edlere Metall kann dem unedleren den Sauerstoff nicht nehmen.
Gold ist edler als Eisen.
Keine Reaktion.

Das edlere Metall kann dem unedleren den Sauerstoff nicht nehmen.
Gold ist edler als Eisen.
Keine Reaktion.

Ergebnis:

Nichts, Gold ist edler

AchtungEdel und unedel vertauscht

So nicht

Gold wird mit Eisenoxid erhitzt. Entscheide: Läuft eine Reaktion ab → Es entsteht Goldoxid

So richtig

Gold wird mit Eisenoxid erhitzt. Entscheide: Läuft eine Reaktion ab → Nichts, Gold ist edler

Frag dich: Findet man das Metall in der Natur als Metall oder nur als Erz?

ÜbenJetzt du

○10
Eisen wird mit Kupferoxid erhitzt. Entscheide: Läuft eine Reaktion ab, und was entsteht?
So fängst du an:
Eisen ist unedler als Kupfer.
Lösung zeigen
1. Eisen ist unedler als Kupfer.
2. Das unedlere Metall nimmt den Sauerstoff.
3. Es entstehen Kupfer und Eisenoxid.
Ergebnis:
Kupfer und Eisenoxid
●11
Gold wird mit Kupferoxid erhitzt. Entscheide: Läuft eine Reaktion ab?
Lösung zeigen
1. Das edlere Metall kann dem unedleren den Sauerstoff nicht nehmen.
2. Gold ist edler als Kupfer.
3. Keine Reaktion.
Ergebnis:
Nichts, Gold ist edler
★12
Kupferpulver wird mit Magnesiumoxid erhitzt. Was passiert?
Lösung zeigen
1. Das edlere Metall kann dem unedleren den Sauerstoff nicht wegnehmen.
2. Kupfer ist edler.
3. Keine Reaktion.
Ergebnis:
Nichts, Kupfer ist edler

5Ich deute die Reduktion von Metalloxiden.

EntdeckenFrage

Wann hat der Mensch zum ersten Mal Kupfer aus Gestein gewonnen?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Schon vor rund 7.000 Jahren. In Belovode in Serbien fand man Schlacke und Kupferperlen aus der Zeit um 5000 vor Christus. Dabei wird Kupferoxid mit Kohle erhitzt, der Kohlenstoff nimmt den Sauerstoff weg: Das ist eine Reduktion.

MerkenReduktion

Ein Metalloxid gibt Sauerstoff ab: Das ist Reduktion.

Wer den Sauerstoff aufnimmt, wird oxidiert – und ist das Reduktionsmittel.

BeispielOxidation und Reduktion zuordnen

Ordne in der Reaktion 2 Mg + CO₂ → 2 MgO + C zu: Was wird oxidiert, was wird reduziert? Wer ist Reduktionsmittel, wer Oxidationsmittel?

Schritt für Schritt

Oxidation heißt Aufnahme von Sauerstoff: Magnesium nimmt Sauerstoff auf.
Reduktion heißt Abgabe von Sauerstoff: Kohlenstoffdioxid gibt Sauerstoff ab.
Wer ihn aufnimmt, ist das Reduktionsmittel: Magnesium.
Wer ihn abgibt, ist das Oxidationsmittel: Kohlenstoffdioxid.

Oxidation heißt Aufnahme von Sauerstoff: Magnesium nimmt Sauerstoff auf.
Reduktion heißt Abgabe von Sauerstoff: Kohlenstoffdioxid gibt Sauerstoff ab.
Wer ihn aufnimmt, ist das Reduktionsmittel: Magnesium.
Wer ihn abgibt, ist das Oxidationsmittel: Kohlenstoffdioxid.

Ergebnis:

Oxidiert wird Magnesium, reduziert wird Kohlenstoffdioxid, Reduktionsmittel ist Magnesium.

AchtungReduktionsmittel und reduzierter Stoff verwechselt

So nicht

CuO + Fe → Cu + FeO
Eisen wird reduziert, also ist Eisen das Reduktionsmittel

So richtig

CuO + Fe → Cu + FeO
Eisen nimmt den Sauerstoff auf = wird oxidiert = Reduktionsmittel
CuO gibt ihn ab = wird reduziert = Oxidationsmittel

Das Reduktionsmittel wird selbst oxidiert – es reduziert den anderen.

ÜbenJetzt du

○13
Ordne in der Reaktion 2 CuO + C → 2 Cu + CO₂ zu: Was wird oxidiert, was wird reduziert? Wer ist Reduktionsmittel, wer Oxidationsmittel?
So fängst du an:
Oxidation heißt Aufnahme von Sauerstoff: Kohlenstoff (C) nimmt Sauerstoff auf.
Lösung zeigen
1. Oxidation heißt Aufnahme von Sauerstoff: Kohlenstoff (C) nimmt Sauerstoff auf.
2. Reduktion heißt Abgabe von Sauerstoff: Kupferoxid (CuO) gibt Sauerstoff ab.
3. Wer ihn aufnimmt, ist das Reduktionsmittel: Kohlenstoff.
4. Wer ihn abgibt, ist das Oxidationsmittel: Kupferoxid.
Ergebnis:
Oxidiert wird Kohlenstoff, reduziert wird Kupferoxid, Reduktionsmittel ist Kohlenstoff.
●14
Ordne in der Reaktion Fe₂O₃ + 3 CO → 2 Fe + 3 CO₂ zu: Was wird oxidiert, was wird reduziert? Wer ist Reduktionsmittel, wer Oxidationsmittel?
Lösung zeigen
1. Oxidation heißt Aufnahme von Sauerstoff: Kohlenstoffmonoxid (CO) nimmt Sauerstoff auf.
2. Reduktion heißt Abgabe von Sauerstoff: Eisenoxid gibt Sauerstoff ab.
3. Wer ihn aufnimmt, ist das Reduktionsmittel: Kohlenstoffmonoxid.
4. Wer ihn abgibt, ist das Oxidationsmittel: Eisenoxid.
Ergebnis:
Oxidiert wird Kohlenstoffmonoxid, reduziert wird Eisenoxid, Reduktionsmittel ist Kohlenstoffmonoxid.

6Ich unterscheide Oxidations- und Reduktionsmittel.

EntdeckenFrage

Wie schweißt man Eisenbahnschienen mitten im Gleis, ohne Strom?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Mit Thermit: Aluminium und Eisenoxid reagieren heftig, das Aluminium nimmt dem Eisen den Sauerstoff weg, und es entsteht flüssiges Eisen bei über 2.000 Grad Celsius. Es fließt in die Lücke zwischen den Schienen. Hans Goldschmidt erfand das 1895.

MerkenOxidations- und Reduktionsmittel

Das Reduktionsmittel nimmt den Sauerstoff auf und wird dabei oxidiert.

Das Oxidationsmittel gibt ihn ab und wird reduziert. Beides geschieht gleichzeitig: eine Redoxreaktion.

BeispielOxidationsmittel und Reduktionsmittel

In Fe₂O₃ + 3 CO → 2 Fe + 3 CO₂: Welcher Stoff ist das Reduktionsmittel?

Schritt für Schritt

Kohlenstoffmonoxid nimmt den Sauerstoff auf.
Damit reduziert es das Eisenoxid.
Wer reduziert, ist das Reduktionsmittel.

Kohlenstoffmonoxid nimmt den Sauerstoff auf.
Damit reduziert es das Eisenoxid.
Wer reduziert, ist das Reduktionsmittel.

Ergebnis:

Kohlenstoffmonoxid

AchtungReduktionsmittel und reduzierter Stoff verwechselt

So nicht

In CuO + H₂ → Cu + H₂O: Welcher Stoff wird reduziert → Wasserstoff

So richtig

In CuO + H₂ → Cu + H₂O: Welcher Stoff wird reduziert → Kupferoxid

Frag wie beim Waschmittel: Ein Waschmittel wird nicht gewaschen, es wäscht.

ÜbenJetzt du

○15
In CuO + H₂ → Cu + H₂O: Welcher Stoff wird reduziert?
So fängst du an:
Kupferoxid gibt den Sauerstoff ab.
Lösung zeigen
1. Kupferoxid gibt den Sauerstoff ab.
2. Sauerstoff abgeben heißt Reduktion.
3. Also wird Kupferoxid reduziert.
Ergebnis:
Kupferoxid
●16
In Fe₂O₃ + 3 CO → 2 Fe + 3 CO₂: Welcher Stoff wird reduziert?
Lösung zeigen
1. Eisenoxid gibt den Sauerstoff ab.
2. Sauerstoff abgeben heißt Reduktion.
3. Also wird Eisenoxid reduziert.
Ergebnis:
Eisenoxid
★17
In CuO + Mg → Cu + MgO: Welcher Stoff ist das Reduktionsmittel?
Lösung zeigen
1. Magnesium nimmt den Sauerstoff auf.
2. Damit reduziert es das Kupferoxid.
3. Wer reduziert, ist das Reduktionsmittel.
Ergebnis:
Magnesium

7Ich beschreibe die Gewinnung von Eisen im Hochofen.

EntdeckenFrage

Wie wird im Hochofen aus Erde Eisen?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Man schichtet Eisenerz (Eisenoxid) und Koks hinein, heizt auf bis zu 2.000 Grad Celsius und bläst Luft ein. Der Koks liefert Wärme und Kohlenstoffmonoxid, das dem Eisenerz den Sauerstoff entzieht. Unten fließt das flüssige Roheisen heraus.

MerkenHochofen

Eisenerz wird mit Koks reduziert: Fe₂O₃ + 3 CO → 2 Fe + 3 CO₂.

Das Kohlenstoffmonoxid nimmt den Sauerstoff auf.

BeispielEisen aus dem Hochofen

500 kg Eisenerz enthalten 70 % Eisen. Der Hochofen gewinnt davon 80 %. Bestimme: Wie viel Eisen entsteht?

Schritt für Schritt

Eisen im Erz: 500 kg · 70 : 100 = 350 kg
Gewonnen: 350 kg · 80 : 100 = 280 kg

Eisen im Erz: 500 kg · 70 : 100 = 350 kg
Gewonnen: 350 kg · 80 : 100 = 280 kg

Ergebnis:

280 kg

AchtungReaktion als Mischen gedeutet

So nicht

Im Eisensulfid stecken Eisen und Schwefel noch drin, nur gemischt.

So richtig

Eisensulfid ist ein neuer Stoff: nicht magnetisch, nicht gelb. Die Atome sind neu verbunden.

Prüfe das Produkt mit einer Eigenschaft des Ausgangsstoffs, zum Beispiel mit dem Magneten.

ÜbenJetzt du

○18
In 2 Mg + CO₂ → 2 MgO + C: Welcher Stoff ist das Reduktionsmittel?
So fängst du an:
Magnesium nimmt den Sauerstoff auf.
Lösung zeigen
1. Magnesium nimmt den Sauerstoff auf.
2. Damit reduziert es das Kohlenstoffdioxid.
3. Wer reduziert, ist das Reduktionsmittel.
Ergebnis:
Magnesium
●19
Welche Aufgabe hat der Koks im Hochofen?
Lösung zeigen
1. Koks ist fast reiner Kohlenstoff.
2. Er verbrennt zu Kohlenstoffmonoxid.
3. Das nimmt dem Eisenoxid den Sauerstoff.
Ergebnis:
Er liefert das reduzierende Kohlenstoffmonoxid
★20
Warum kann man Eisen nicht wie Gold einfach aus dem Boden holen?
Lösung zeigen
1. Unedel: reagiert mit Sauerstoff.
2. In der Natur als Erz.
3. Reduktion nötig.
Ergebnis:
Es liegt als Oxid vor und muss reduziert werden

8Ich beurteile Recycling von Metallen.

EntdeckenFrage

Wie viel Energie spart man, wenn man Aluminium recycelt?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Bis zu 95 Prozent der Energie, die man zur Herstellung aus Bauxit bräuchte. Beim Recycling wird das Metall nur eingeschmolzen und muss nicht aus dem Oxid neu gewonnen werden. Aluminium lässt sich fast unbegrenzt wiederverwenden.

MerkenRecycling

Recycling spart den größten Teil der Energie.

Aus Schrott muss das Metall nicht mehr reduziert, nur geschmolzen werden.

BeispielMetalle recyceln

Ein Wasserhahn aus Messing liegt auf dem Schrottplatz. Entscheide: Holt der große Magnet es heraus?

Schritt für Schritt

Magnetisch sind Eisen, Stahl, Nickel und Cobalt.
Aluminium, Kupfer und Messing nicht.
Also nein – sie werden anders getrennt.

Magnetisch sind Eisen, Stahl, Nickel und Cobalt.
Aluminium, Kupfer und Messing nicht.
Also nein – sie werden anders getrennt.

Ergebnis:

Nein, das Metall ist nicht magnetisch

AchtungEin Stoff an einer Eigenschaft erkannt

So nicht

Weiß und körnig – das ist Kochsalz.

So richtig

Weiß und körnig sind Salz und Zucker. Erst Schmelztemperatur und Leitfähigkeit der Lösung unterscheiden sie.

Such eine Eigenschaft, in der sich die beiden Stoffe unterscheiden. Prüfe genau diese.

ÜbenJetzt du

○21
Eine Bratpfanne aus Gusseisen liegt auf dem Schrottplatz. Entscheide: Holt der große Magnet es heraus?
So fängst du an:
Magnetisch sind Eisen, Stahl, Nickel und Cobalt.
Lösung zeigen
1. Magnetisch sind Eisen, Stahl, Nickel und Cobalt.
2. Aluminium, Kupfer und Messing nicht.
3. Also ja.
Ergebnis:
Ja, Eisen ist magnetisch
●22
Ein Stück Alufolie liegt auf dem Schrottplatz. Entscheide: Holt der große Magnet es heraus?
Lösung zeigen
1. Magnetisch sind Eisen, Stahl, Nickel und Cobalt.
2. Aluminium, Kupfer und Messing nicht.
3. Also nein – sie werden anders getrennt.
Ergebnis:
Nein, das Metall ist nicht magnetisch
★23
Was ist der Unterschied zwischen Recycling und Downcycling?
Lösung zeigen
1. Recycling: gleiche Qualität.
2. Downcycling: schlechtere Qualität, etwa gemischter Stahl.
3. Sortenrein sammeln erhält die Qualität.
Ergebnis:
Downcycling liefert schlechtere Qualität

Vermischte Übungen

Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?

Üben

●24
Ein Metallwürfel hat die Dichte 7,1 g/cm³. Entscheide: Welches Metall ist es?
Lösung zeigen
1. Die Dichte ist eine Stoffeigenschaft.
2. Wert in der Tabelle suchen.
3. 7,1 g/cm³: Zink.
Ergebnis:
Zink
●25
Ein Metallstück hat das Volumen 10 cm³ und die Masse 113 g. Bestimme die Dichte und ordne das Metall zu.
Lösung zeigen
1. Formel: ρ = m : V
2. ρ = 113 g : 10 cm³ = 11,3 g/cm³
3. Tabelle: Das ist Blei.
Ergebnis:
ρ = 11,3 g/cm³ → Blei
●26
Warum lässt sich Gold biegen, ohne zu brechen?
Lösung zeigen
1. Beim Biegen gleiten Schichten.
2. Die Elektronen gehen mit.
3. Kein Abstoßen – das Metall bleibt ganz.
Ergebnis:
Das Elektronengas hält die Schichten
●27
Eisen wird mit Zinkoxid erhitzt. Entscheide: Läuft eine Reaktion ab?
Lösung zeigen
1. Das edlere Metall kann dem unedleren den Sauerstoff nicht nehmen.
2. Eisen ist edler als Zink.
3. Keine Reaktion.
Ergebnis:
Nichts, Eisen ist edler
●28
In CuO + Mg → Cu + MgO: Welcher Stoff wird reduziert?
Lösung zeigen
1. Kupferoxid gibt den Sauerstoff ab.
2. Sauerstoff abgeben heißt Reduktion.
3. Also wird Kupferoxid reduziert.
Ergebnis:
Kupferoxid
●29
Gleiche die Reaktionsgleichung aus: H₂ + O₂ → H₂O
Lösung zeigen
1. Zähle die Atome jeder Sorte links und rechts.
2. Links 2 O, rechts 1 O – also rechts 2 H₂O.
3. Damit rechts 4 H, also links 2 H₂.
4. Ergebnis: 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O
Ergebnis:
2 H₂ + O₂ → 2 H₂O

Auf einen Blick

MerkenDas Wichtigste

Metalleigenschaften: Metalle glänzen, leiten Wärme und Strom, sind verformbar.
Dichte bestimmt das Metall: Die Dichte ρ = m : V ist eine Stoffeigenschaft.
Elektronengas: Im Metall geben die Atome ihre Außenelektronen ab.
Reaktionsfähigkeit: Unedle Metalle reagieren leicht mit Sauerstoff, edle kaum.
Reduktion: Ein Metalloxid gibt Sauerstoff ab: Das ist Reduktion.
Oxidations- und Reduktionsmittel: Das Reduktionsmittel nimmt den Sauerstoff auf und wird dabei oxidiert.
Hochofen: Eisenerz wird mit Koks reduziert: Fe₂O₃ + 3 CO → 2 Fe + 3 CO₂.
Recycling: Recycling spart den größten Teil der Energie.

AchtungIndizes statt Koeffizienten geändert

So nicht

H₂ + O₂ → H₂O₂

So richtig

2 H₂ + O₂ → 2 H₂O
(Zahlen VOR die Formel, nie in den Index)

Ausgleichen heißt: Zahlen VOR die Formel schreiben. Wer H₂O zu H₂O₂ macht, hat einen anderen Stoff.

Kannst du das?

Je Ziel eine Aufgabe. Rechne sie ins Heft, dann kreuz ehrlich an. Keine Punkte, keine Note – der Test ist für dich.

ÜbenSelbsttest

Ich beschreibe typische Eigenschaften von Metallen.
30
Ein Metallstück hat ein Volumen von 2 cm³ und eine Masse von 5,4 g. Entscheide: Welches Metall ist es?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Aluminium
Ich bestimme Metalle über ihre Dichte.
31
Ein Metallstück hat das Volumen 20 cm³ und die Masse 178 g. Bestimme die Dichte und ordne das Metall zu.
Lösung zeigen
Ergebnis:
ρ = 8,9 g/cm³ → Kupfer
Ich erkläre die Metallbindung mit dem Elektronengasmodell.
32
Warum leitet Eisen den elektrischen Strom?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Seine Elektronen sind frei beweglich
Ich ordne Metalle nach ihrer Reaktionsfähigkeit.
33
Gold wird mit Kupferoxid erhitzt. Entscheide: Läuft eine Reaktion ab?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Nichts, Gold ist edler
Ich deute die Reduktion von Metalloxiden.
34
Ordne in der Reaktion 2 Mg + CO₂ → 2 MgO + C zu: Was wird oxidiert, was wird reduziert? Wer ist Reduktionsmittel, wer Oxidationsmittel?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Oxidiert wird Magnesium, reduziert wird Kohlenstoffdioxid, Reduktionsmittel ist Magnesium.
Ich unterscheide Oxidations- und Reduktionsmittel.
35
Was passiert mit dem Reduktionsmittel selbst?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Es wird oxidiert
Ich beschreibe die Gewinnung von Eisen im Hochofen.
36
1000 kg Eisenerz enthalten 50 % Eisen. Der Hochofen gewinnt davon 90 %. Bestimme: Wie viel Eisen entsteht?
Lösung zeigen
Ergebnis:
450 kg
Ich beurteile Recycling von Metallen.
37
Ein Fahrradrahmen aus Stahl liegt auf dem Schrottplatz. Entscheide: Holt der große Magnet es heraus?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Ja, Eisen ist magnetisch

Bei „unsicher“ oder „noch nicht“: Lies den Abschnitt zum Ziel noch einmal und rechne seine drei Aufgaben.

Die Frage vom Anfang

EntdeckenRückschau

Wie dünn lässt sich Gold schlagen?

Lies deine Vermutung vom Anfang. Kannst du die Frage jetzt mit dem Kapitel beantworten?

Auflösung

Lösungen

Titan
7,9 g/cm³
Ja, es glänzt und leitet
ρ = 8,9 g/cm³ → Kupfer
ρ = 8,9 g/cm³ → Kupfer
ρ = 2,7 g/cm³ → Aluminium
Das Elektronengas hält die Schichten
Seine Elektronen sind frei beweglich
Ein Metallatom ohne Außenelektronen
Kupfer und Eisenoxid
Nichts, Gold ist edler
Nichts, Kupfer ist edler
Oxidiert wird Kohlenstoff, reduziert wird Kupferoxid, Reduktionsmittel ist Kohlenstoff.
Oxidiert wird Kohlenstoffmonoxid, reduziert wird Eisenoxid, Reduktionsmittel ist Kohlenstoffmonoxid.
Kupferoxid
Eisenoxid
Magnesium
Magnesium
Er liefert das reduzierende Kohlenstoffmonoxid
Es liegt als Oxid vor und muss reduziert werden
Ja, Eisen ist magnetisch
Nein, das Metall ist nicht magnetisch
Downcycling liefert schlechtere Qualität
Zink
ρ = 11,3 g/cm³ → Blei
Das Elektronengas hält die Schichten
Nichts, Eisen ist edler
Kupferoxid
2 H₂ + O₂ → 2 H₂O
Aluminium
ρ = 8,9 g/cm³ → Kupfer
Seine Elektronen sind frei beweglich
Nichts, Gold ist edler
Oxidiert wird Magnesium, reduziert wird Kohlenstoffdioxid, Reduktionsmittel ist Magnesium.
Es wird oxidiert
450 kg
Ja, Eisen ist magnetisch