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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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 Metallwürfel hat die Dichte 7,1 g/cm³. Entscheide: Welches Metall ist es?

Schritt für Schritt

Die Dichte ist eine Stoffeigenschaft.
Wert in der Tabelle suchen.
7,1 g/cm³: Zink.

Die Dichte ist eine Stoffeigenschaft.
Wert in der Tabelle suchen.
7,1 g/cm³: 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 1,7 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. 1,7 g/cm³: Magnesium.
Ergebnis:
Magnesium
●2
Ein Metallwürfel hat die Dichte 4,5 g/cm³. Entscheide: Welches Metall ist es?
Lösung zeigen
1. Die Dichte ist eine Stoffeigenschaft.
2. Wert in der Tabelle suchen.
3. 4,5 g/cm³: Titan.
Ergebnis:
Titan
★3
Ein Metallstück hat ein Volumen von 10 cm³ und eine Masse von 17 g. Entscheide: Welches Metall ist es?
Lösung zeigen
1. Dichte = Masse : Volumen.
2. 17 g : 10 cm³ = 1,7 g/cm³.
3. In der Tabelle: Magnesium.
Ergebnis:
Magnesium

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 89 g. Bestimme die Dichte und ordne das Metall zu.

Schritt für Schritt

Formel: ρ = m : V
ρ = 89 g : 10 cm³ = 8,9 g/cm³
Tabelle: Das ist Kupfer.

Formel: ρ = m : V
ρ = 89 g : 10 cm³ = 8,9 g/cm³
Tabelle: Das ist Kupfer.

Ergebnis:

ρ = 8,9 g/cm³ → Kupfer

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 50 cm³ und die Masse 445 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 = 445 g : 50 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 395 g. Bestimme die Dichte und ordne das Metall zu.
Lösung zeigen
1. Formel: ρ = m : V
2. ρ = 395 g : 50 cm³ = 7,9 g/cm³
3. Tabelle: Das ist Eisen.
Ergebnis:
ρ = 7,9 g/cm³ → Eisen
★6
Ein Metallstück hat das Volumen 50 cm³ und die Masse 565 g. Bestimme die Dichte und ordne das Metall zu.
Lösung zeigen
1. Formel: ρ = m : V
2. ρ = 565 g : 50 cm³ = 11,3 g/cm³
3. Tabelle: Das ist Blei.
Ergebnis:
ρ = 11,3 g/cm³ → Blei

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 leitet Zink den elektrischen Strom?

Schritt für Schritt

Metallatome geben Außenelektronen ab.
Sie bilden ein Elektronengas.
Bewegliche Ladungen leiten.

Metallatome geben Außenelektronen ab.
Sie bilden ein Elektronengas.
Bewegliche Ladungen leiten.

Ergebnis:

Seine Elektronen sind frei beweglich

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 Aluminium 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 lässt sich Kupfer 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
★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

Eisen wird mit Goldoxid erhitzt. Entscheide: Läuft eine Reaktion ab, und was entsteht?

Schritt für Schritt

Eisen ist unedler als Gold.
Das unedlere Metall nimmt den Sauerstoff.
Es entstehen Gold und Eisenoxid.

Eisen ist unedler als Gold.
Das unedlere Metall nimmt den Sauerstoff.
Es entstehen Gold und Eisenoxid.

Ergebnis:

Gold und Eisenoxid

AchtungEdel und unedel vertauscht

So nicht

Magnesiumpulver wird mit Kupferoxid erhitzt. Was entsteht → Nichts, keine Reaktion

So richtig

Magnesiumpulver wird mit Kupferoxid erhitzt. Was entsteht → Kupfer und Magnesiumoxid

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

ÜbenJetzt du

○10
Warum findet man Gold als Metall in der Natur, Eisen aber nur als Erz?
So fängst du an:
Edle Metalle reagieren kaum mit Sauerstoff.
Lösung zeigen
1. Edle Metalle reagieren kaum mit Sauerstoff.
2. Unedle bilden Oxide und Erze.
3. Gold liegt deshalb als Metall vor.
Ergebnis:
Gold ist edel, Eisen ist unedel
●11
Magnesiumpulver wird mit Kupferoxid erhitzt. Was entsteht?
Lösung zeigen
1. Magnesium ist unedler als Kupfer.
2. Das unedlere Metall nimmt den Sauerstoff.
3. Mg + CuO → MgO + Cu.
Ergebnis:
Kupfer und Magnesiumoxid
★12
Gold wird mit Eisenoxid erhitzt. Entscheide: Läuft eine Reaktion ab?
Lösung zeigen
1. Das edlere Metall kann dem unedleren den Sauerstoff nicht nehmen.
2. Gold ist edler als Eisen.
3. Keine Reaktion.
Ergebnis:
Nichts, Gold 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 CuO + C → 2 Cu + CO₂ zu: Was wird oxidiert, was wird reduziert? Wer ist Reduktionsmittel, wer Oxidationsmittel?

Schritt für Schritt

Oxidation heißt Aufnahme von Sauerstoff: Kohlenstoff (C) nimmt Sauerstoff auf.
Reduktion heißt Abgabe von Sauerstoff: Kupferoxid (CuO) gibt Sauerstoff ab.
Wer ihn aufnimmt, ist das Reduktionsmittel: Kohlenstoff.
Wer ihn abgibt, ist das Oxidationsmittel: Kupferoxid.

Oxidation heißt Aufnahme von Sauerstoff: Kohlenstoff (C) nimmt Sauerstoff auf.
Reduktion heißt Abgabe von Sauerstoff: Kupferoxid (CuO) gibt Sauerstoff ab.
Wer ihn aufnimmt, ist das Reduktionsmittel: Kohlenstoff.
Wer ihn abgibt, ist das Oxidationsmittel: Kupferoxid.

Ergebnis:

Oxidiert wird Kohlenstoff, reduziert wird Kupferoxid, Reduktionsmittel ist Kohlenstoff.

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

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 2 Mg + CO₂ → 2 MgO + C: Welcher Stoff wird reduziert?

Schritt für Schritt

Kohlenstoffdioxid gibt den Sauerstoff ab.
Sauerstoff abgeben heißt Reduktion.
Also wird Kohlenstoffdioxid reduziert.

Kohlenstoffdioxid gibt den Sauerstoff ab.
Sauerstoff abgeben heißt Reduktion.
Also wird Kohlenstoffdioxid reduziert.

Ergebnis:

Kohlenstoffdioxid

AchtungReduktionsmittel und reduzierter Stoff verwechselt

So nicht

In 2 Mg + CO₂ → 2 MgO + C: Welcher Stoff wird reduziert → Magnesium

So richtig

In 2 Mg + CO₂ → 2 MgO + C: Welcher Stoff wird reduziert → Kohlenstoffdioxid

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

ÜbenJetzt du

○15
Was passiert mit dem Reduktionsmittel selbst?
So fängst du an:
Reduktionsmittel nimmt Sauerstoff auf.
Lösung zeigen
1. Reduktionsmittel nimmt Sauerstoff auf.
2. Sauerstoff aufnehmen heißt Oxidation.
3. Also wird es oxidiert.
Ergebnis:
Es wird oxidiert
●16
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
★17
Im Hochofen reagiert Fe₂O₃ mit CO. Welcher Stoff ist das Oxidationsmittel?
Lösung zeigen
1. Eisenoxid gibt Sauerstoff ab.
2. Damit oxidiert es das Kohlenstoffmonoxid.
3. Wer oxidiert, ist das Oxidationsmittel.
Ergebnis:
Eisenoxid

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

2000 kg Eisenerz enthalten 50 % Eisen. Der Hochofen gewinnt davon 90 %. Bestimme: Wie viel Eisen entsteht?

Schritt für Schritt

Eisen im Erz: 2000 kg · 50 : 100 = 1000 kg
Gewonnen: 1000 kg · 90 : 100 = 900 kg

Eisen im Erz: 2000 kg · 50 : 100 = 1000 kg
Gewonnen: 1000 kg · 90 : 100 = 900 kg

Ergebnis:

900 kg

AchtungMasse verschwindet bei der Reaktion

So nicht

Holz verbrennt zu wenig Asche – der Rest ist vernichtet.

So richtig

Holz verbrennt zu Asche, Wasserdampf und Kohlenstoffdioxid. Die Gase sind entwichen.

Frag dich: Ist ein Gas entstanden oder dazugekommen? Zähl es mit.

ÜbenJetzt du

○18
In CuO + Mg → Cu + MgO: 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
●19
In Fe₂O₃ + 3 CO → 2 Fe + 3 CO₂: Welcher Stoff ist das Reduktionsmittel?
Lösung zeigen
1. Kohlenstoffmonoxid nimmt den Sauerstoff auf.
2. Damit reduziert es das Eisenoxid.
3. Wer reduziert, ist das Reduktionsmittel.
Ergebnis:
Kohlenstoffmonoxid
★20
In CuO + H₂ → Cu + H₂O: Welcher Stoff ist das Reduktionsmittel?
Lösung zeigen
1. Wasserstoff nimmt den Sauerstoff auf.
2. Damit reduziert es das Kupferoxid.
3. Wer reduziert, ist das Reduktionsmittel.
Ergebnis:
Wasserstoff

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 Fahrradrahmen aus Stahl 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 ja.

Magnetisch sind Eisen, Stahl, Nickel und Cobalt.
Aluminium, Kupfer und Messing nicht.
Also ja.

Ergebnis:

Ja, Eisen ist 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
Ein Wasserhahn aus Messing 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 nein – sie werden anders getrennt.
Ergebnis:
Nein, das Metall ist nicht magnetisch
●22
Ein Kupferrohr 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 Metallstück hat ein Volumen von 5 cm³ und eine Masse von 8,5 g. Entscheide: Welches Metall ist es?
Lösung zeigen
1. Dichte = Masse : Volumen.
2. 8,5 g : 5 cm³ = 1,7 g/cm³.
3. In der Tabelle: Magnesium.
Ergebnis:
Magnesium
●25
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
●26
Silber wird mit Goldoxid erhitzt. Entscheide: Läuft eine Reaktion ab, und was entsteht?
Lösung zeigen
1. Silber ist unedler als Gold.
2. Das unedlere Metall nimmt den Sauerstoff.
3. Es entstehen Gold und Silberoxid.
Ergebnis:
Gold und Silberoxid
●27
In 2 CuO + C → 2 Cu + CO₂: Welcher Stoff wird reduziert?
Lösung zeigen
1. Kupferoxid gibt den Sauerstoff ab.
2. Sauerstoff abgeben heißt Reduktion.
3. Also wird Kupferoxid reduziert.
Ergebnis:
Kupferoxid
●28
1000 kg Eisenerz enthalten 70 % Eisen. Der Hochofen gewinnt davon 80 %. Bestimme: Wie viel Eisen entsteht?
Lösung zeigen
1. Eisen im Erz: 1000 kg · 70 : 100 = 700 kg
2. Gewonnen: 700 kg · 80 : 100 = 560 kg
Ergebnis:
560 kg
●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
Welche Eigenschaft haben alle Metalle?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Sie leiten Strom
Ich bestimme Metalle über ihre Dichte.
31
Ein Metallstück hat das Volumen 20 cm³ und die Masse 158 g. Bestimme die Dichte und ordne das Metall zu.
Lösung zeigen
Ergebnis:
ρ = 7,9 g/cm³ → Eisen
Ich erkläre die Metallbindung mit dem Elektronengasmodell.
32
Warum lässt sich Zink biegen, ohne zu brechen?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Das Elektronengas hält die Schichten
Ich ordne Metalle nach ihrer Reaktionsfähigkeit.
33
In 81 g Zinkoxid stecken 65 g Zink. Bestimme: Wie viel Sauerstoff wird frei, wenn man 243 g Zinkoxid vollständig reduziert?
Lösung zeigen
Ergebnis:
48 g
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
In CuO + Mg → Cu + MgO: Welcher Stoff wird reduziert?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Kupferoxid
Ich beschreibe die Gewinnung von Eisen im Hochofen.
36
Woraus wird Eisen im Hochofen gewonnen?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Aus Eisenerz, also Eisenoxid
Ich beurteile Recycling von Metallen.
37
Eine Konservendose 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

Magnesium
Titan
Magnesium
ρ = 8,9 g/cm³ → Kupfer
ρ = 7,9 g/cm³ → Eisen
ρ = 11,3 g/cm³ → Blei
Das Elektronengas hält die Schichten
Das Elektronengas hält die Schichten
Ein Metallatom ohne Außenelektronen
Gold ist edel, Eisen ist unedel
Kupfer und Magnesiumoxid
Nichts, Gold ist edler
Oxidiert wird Kohlenstoffmonoxid, reduziert wird Eisenoxid, Reduktionsmittel ist Kohlenstoffmonoxid.
Oxidiert wird Magnesium, reduziert wird Kohlenstoffdioxid, Reduktionsmittel ist Magnesium.
Es wird oxidiert
Magnesium
Eisenoxid
Kupferoxid
Kohlenstoffmonoxid
Wasserstoff
Nein, das Metall ist nicht magnetisch
Nein, das Metall ist nicht magnetisch
Downcycling liefert schlechtere Qualität
Magnesium
Das Elektronengas hält die Schichten
Gold und Silberoxid
Kupferoxid
560 kg
2 H₂ + O₂ → 2 H₂O
Sie leiten Strom
ρ = 7,9 g/cm³ → Eisen
Das Elektronengas hält die Schichten
48 g
Oxidiert wird Magnesium, reduziert wird Kohlenstoffdioxid, Reduktionsmittel ist Magnesium.
Kupferoxid
Aus Eisenerz, also Eisenoxid
Ja, Eisen ist magnetisch