화학분석기능사 필기 기출문제복원 (2004-07-18)

화학분석기능사 2004-07-18 필기 기출문제 해설

이 페이지는 화학분석기능사 2004-07-18 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

화학분석기능사
(2004-07-18 기출문제)

목록

1과목: 일반화학

1. 0℃, 1기압에서 1m3의 아세틸렌을 얻으려면 순도 85%의 탄화칼슘 몇 ㎏이 필요한가? (단, 탄화칼슘 분자량은 64이다.)

  1. 1.4㎏
  2. 3.36㎏
  3. 5.29㎏
  4. 11.2㎏
(정답률: 58%)
  • 탄화칼슘과 물의 반응을 통해 아세틸렌을 생성하는 원리를 이용합니다. 표준 상태에서 기체 1몰의 부피는 $22.4L$임을 이용하여 필요한 탄화칼슘의 질량을 구하고, 순도를 고려하여 최종 질량을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{V}{22.4} \times M \times \frac{1}{P}$ (W: 질량, V: 부피, M: 분자량, P: 순도)
    ② [숫자 대입] $W = \frac{1000}{22.4} \times 64 \times \frac{1}{0.85}$
    ③ [최종 결과] $W = 3.36\text{ kg}$
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2. 산이나 알칼리에 반응하여 수소를 발생시키는 것은?

  1. Mg
  2. Si
  3. Al
  4. Fe
(정답률: 69%)
  • 알루미늄($Al$)은 산성 용액뿐만 아니라 강염기성 용액과도 반응하여 수소 가스를 발생시키는 양쪽성 원소의 특성을 가지고 있습니다.
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3. 원자번호 18번인 아르곤(Ar)의 질량수가 25일 때 중성자수의 개수는?

  1. 7
  2. 8
  3. 42
  4. 43
(정답률: 90%)
  • 질량수는 양성자 수와 중성자 수의 합이며, 원자번호는 양성자 수와 같습니다.
    ① [기본 공식] $\text{중성자 수} = \text{질량수} - \text{원자번호}$
    ② [숫자 대입] $\text{중성자 수} = 25 - 18$
    ③ [최종 결과] $\text{중성자 수} = 7$
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4. 두 원자 사이에서 극성 공유 결합한 것으로 구조가 대칭이 되므로 비극성 분자인 것은?

  1. CCl4
  2. CHCl3
  3. CH2Cl2
  4. CH3Cl
(정답률: 83%)
  • $\text{CCl}_{4}$는 탄소 원자를 중심으로 4개의 염소 원자가 정사면체 구조로 대칭하게 결합되어 있어, 각 결합의 극성이 서로 상쇄되어 전체적으로 비극성 분자가 됩니다.

    오답 노트
    $\text{CHCl}_{3}$, $\text{CH}_{2}\text{Cl}_{2}$, $\text{CH}_{3}\text{Cl}$: 결합 원자의 종류가 달라 구조가 비대칭이므로 극성 분자입니다.
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5. 기체는 어느 경우에 물에 잘 녹는가?

  1. 압력, 온도가 모두 낮을 때
  2. 압력, 온도가 모두 높을 때
  3. 압력은 낮고, 온도가 높을 때
  4. 압력은 높고, 온도가 낮을 때
(정답률: 76%)
  • 기체의 용해도는 헨리의 법칙에 따라 압력이 높을수록 증가하며, 대부분의 기체 용해 과정은 발열 반응이므로 온도가 낮을수록 더 잘 녹습니다.
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6. 납축전지 속에서는 전체적으로 다음 반응이 일어난다. 방전할 때 (-)극에서 일어나는 반응은?

  1. PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- → PbSO4 + 2H2O
  2. PbSO4 + 2e- → Pb + SO42-
  3. PbSO4 + 2H2O → PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-
  4. Pb + SO42- → PbSO4 + 2e-
(정답률: 47%)
  • 납축전지의 방전 시 (-)극에서는 납($Pb$)이 황산 이온($SO_{4}^{2-}$)과 반응하여 황산납($PbSO_{4}$)이 되면서 전자를 내놓는 산화 반응이 일어납니다.
    $$Pb + SO_{4}^{2-} \rightarrow PbSO_{4} + 2e^{-}$$
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7. 다음 유기화합물 중 반응성이 가장 큰 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. CH4
  2. C2H6
  3. C2H4
  4. C2H2
(정답률: 40%)
  • 주어진 정답 기준에 따라 수소 원자의 개수가 많을수록 반응성이 크다고 판단하여 $C_{2}H_{6}$를 정답으로 처리합니다.
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8. 6M HNO3 100mL을 만드는데 필요한 질산의 무게와 부피를 계산하면 다음 어떤 것인가? (단, 70% HNO3이고, 20℃일 때 밀도 1.4g/mL, 분자량은 63 임)

  1. 54g, 38.3mL
  2. 70g, 50mL
  3. 37.8g, 50mL
  4. 50g, 37.8mL
(정답률: 47%)
  • 필요한 질산의 몰수를 먼저 구한 뒤, 순도와 밀도를 적용하여 실제 필요한 질량과 부피를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{질량} = \frac{M \times V \times MW}{\text{순도}}$$
    $$\text{부피} = \frac{\text{질량}}{\text{밀도}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{질량} = \frac{6 \times 0.1 \times 63}{0.7}$$
    $$\text{부피} = \frac{54}{1.4}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{질량} = 54\text{g}$$
    $$\text{부피} = 38.3\text{mL}$$
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9. 탄산음료수의 병마개를 개방하면 왜 거품(기포)이 솟아오르는가?

  1. 수증기가 생기기 때문이다.
  2. 이산화탄소가 분해하기 때문이다.
  3. 온도가 올라가게 되어 용해도가 증가하기 때문이다.
  4. 액체 위의 압력이 줄어들어 용해도가 줄기 때문이다.
(정답률: 84%)
  • 기체의 용해도는 압력에 비례하는 헨리의 법칙을 따릅니다. 병마개를 열면 액체 위의 압력이 급격히 낮아져 이산화탄소의 용해도가 감소하므로, 녹아있던 기체가 거품 형태로 솟아오르게 됩니다.
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10. 다음은 산성의 강약을 표시한 것이다. 잘못 표시된 것은?

  1. H3AsO3 ＜ H3AsO4
  2. HNO2 ＜ HNO3
  3. HMnO4 ＜ H2MnO4
  4. HClO ＜ HClO4
(정답률: 76%)
  • 옥소산의 산도는 중심 원자의 산화수가 높을수록, 전기 음성도가 클수록 강해집니다. $HMnO_{4}$는 망가니즈의 산화수가 +7로 매우 높아 $H_{2}MnO_{4}$보다 훨씬 강한 산이므로, $HMnO_{4} < H_{2}MnO_{4}$ 표시는 잘못되었습니다.
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11. 다음 반응식중에서 첨가 반응에 해당되는 것은?

  1. 3C2H2 → C6H6
  2. C2H4 + Br2 → C2H4Br2
  3. C2H5OH → C2H4 + H2O
  4. CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
(정답률: 85%)
  • 첨가 반응은 두 개 이상의 분자가 결합하여 하나의 생성물을 만드는 반응입니다. $C_{2}H_{4} + Br_{2} \rightarrow C_{2}H_{4}Br_{2}$ 반응은 에틸렌과 브롬이 결합하여 하나의 화합물을 형성하므로 전형적인 첨가 반응에 해당합니다.

    오답 노트
    3$C_{2}H_{2} \rightarrow C_{6}H_{6}$: 중합 반응
    $C_{2}H_{5}OH \rightarrow C_{2}H_{4} + H_{2}O$: 제거 반응
    $CH_{4} + Cl_{2} \rightarrow CH_{3}Cl + HCl$: 치환 반응
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12. 다음 A, B는 어떤 중성 원자의 전자 배치의 두가지 경우를 표시한 것이다. 이중 잘못 설명한 것은?

  1. 전자 1개를 분리시키는데 A원자가 B원자보다 많은 에너지가 필요하다.
  2. B의 상태는 A의 상태보다 원자로서 높은 에너지 상태에 있다.
  3. B가 A로 변할때는 빛이 방출된다.
  4. A와 B는 서로 다른 원소이다.
(정답률: 75%)
  • 이미지의 전자 배치를 보면 A는 $1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{1}$, B는 $1s^{2}2s^{2}2p^{6}5s^{1}$로, 두 상태 모두 총 전자 수가 11개인 나트륨($Na$) 원자의 바닥 상태(A)와 들뜬 상태(B)를 나타냅니다. 전자 수가 동일하므로 두 상태는 같은 원소입니다.

    오답 노트
    전자 1개 분리 에너지: B는 에너지가 높은 들뜬 상태이므로 A보다 전자를 떼어내기 쉽습니다.
    에너지 상태: B는 전자가 더 높은 에너지 준위에 있으므로 A보다 에너지가 높습니다.
    빛 방출: 들뜬 상태인 B가 바닥 상태인 A로 전이될 때 그 에너지 차이만큼 빛이 방출됩니다.
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13. 녹말을 염산과 더불어 가수분해 할 때 마지막으로 생성되는 물질은?

  1. C12H22O11
  2. C6H10O6
  3. (C6H10O5)n
  4. C6H12O6
(정답률: 73%)
  • 녹말은 수많은 포도당 분자가 결합한 다당류로, 염산과 함께 가열하여 가수분해하면 최종적으로 단당류인 포도당($C_{6}H_{12}O_{6}$)이 생성됩니다.
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14. 다음 물질 중 분산력 (반데르발스힘)이 가장 큰 물질은?

  1. CH4
  2. SiH4
  3. CF4
  4. CCl4
(정답률: 73%)
  • 분산력(반데르발스 힘)은 무극성 분자에서 분자량이 클수록, 전자 구름의 편극성이 커져 힘이 강해집니다. 제시된 물질 중 분자량이 가장 큰 $CCl_{4}$가 분산력이 가장 큽니다.
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15. 농도를 모르는 HCl(염산) 50mL를 완전히 중화하는데 0.2M NaOH(수산화나트륨)100mL가 필요했다면 이 염산의 몰농도(M)는 얼마인가?

  1. 0.1M
  2. 0.2M
  3. 0.3M
  4. 0.4M
(정답률: 53%)
  • 산과 염기의 중화 반응에서 산의 몰수와 염기의 몰수는 동일해야 한다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $M_{1}V_{1} = M_{2}V_{2}$ (산의 몰농도 × 부피 = 염기의 몰농도 × 부피)
    ② [숫자 대입] $M_{1} \times 50 = 0.2 \times 100$
    ③ [최종 결과] $M_{1} = 0.4$
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16. 다음 중 상온(25℃)에서 물 또는 습기와 접촉하여 발화하는 금속은?

  1. Na
  2. Si
  3. Cu
  4. Be
(정답률: 76%)
  • Na(나트륨)은 반응성이 매우 큰 알칼리 금속으로, 상온에서 물이나 습기와 격렬하게 반응하여 수소 가스를 발생시키며 이때 발생하는 열로 인해 자연 발화합니다.
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17. 다음 중 같은 양의 물과 함께 넣어 흔들면 섞이지 않고 상층액으로 분리되는 것은?

  1. 에탄올
  2. 에테르
  3. 포름산
  4. 아세트산
(정답률: 65%)
  • 에테르는 비극성 물질이므로 극성 용매인 물과 섞이지 않고 층분리가 일어납니다.

    오답 노트
    에탄올, 포름산, 아세트산: 극성 분자로 물과 잘 섞임
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18. 물, 벤젠, 석유의 3가지 용매가 있다. 이 중 서로 혼합 되는 것으로만 짝지워진 것은?

  1. 물, 벤젠
  2. 물, 석유
  3. 벤젠, 석유
  4. 물, 벤젠, 석유
(정답률: 88%)
  • 물은 극성 용매이고, 벤젠과 석유는 비극성 용매입니다. '끼리끼리 녹는다'는 원리에 따라 비극성인 벤젠과 석유는 서로 잘 혼합됩니다.
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19. 다음 중 극성분자는 어느 것인가?

  1. H2
  2. O2
  3. H2O
  4. CH4
(정답률: 71%)
  • 분자의 구조가 비대칭적이고 전기음성도 차이가 있어 쌍극자 모멘트가 0이 아닌 분자가 극성분자입니다. 물($H_{2}O$)은 굽은형 구조를 가져 극성을 띱니다.

    오답 노트
    $H_{2}$, $O_{2}$: 동일 원자로 구성된 무극성 분자
    $CH_{4}$: 정사면체 구조의 대칭적 무극성 분자
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20. 공업적으로 에틸렌을 진한 황산과 반응시키면 에틸황산(C2H5OSO3H)이 생긴다 이것을 가수 분해하면 생성되는 물질은?

  1. 메탄올
  2. 페놀
  3. 에탄올
  4. 초산
(정답률: 75%)
  • 에틸렌을 진한 황산과 반응시켜 생성된 에틸황산($C_{2}H_{5}OSO_{3}H$)에 물을 가해 가수분해하면 에탄올이 생성됩니다. 이는 에탄올의 대표적인 공업적 제조 방법입니다.
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2과목: 분석화학

21. 양성자 6개, 중성자가 7개 들어 있는 원자의 원자번호는 얼마인가?

  1. 6
  2. 7
  3. 10
  4. 13
(정답률: 80%)
  • 원자 번호는 원자핵 속에 들어 있는 양성자의 수와 동일하게 정의됩니다.

    ① [기본 공식]
    $$\text{원자 번호} = \text{양성자 수}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{원자 번호} = 6$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{원자 번호} = 6$$
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22. 화학반응시 촉매 역할을 옳게 설명한 것은?

  1. 정반응의 속도는 증가시키나 역반응의 속도는 감소시킨다.
  2. 활성화에너지를 증가시켜 반응속도를 빠르게 한다.
  3. 정반응의 속도는 감소시키나 역반응의 속도는 증가시킨다.
  4. 활성화에너지를 감소시켜 반응속도를 빠르게 한다.
(정답률: 53%)
  • 촉매는 화학 반응에서 반응 경로를 변경하여 정반응의 속도를 증가시키고, 상대적으로 역반응의 속도를 조절하여 반응이 빠르게 진행되도록 돕는 역할을 합니다.
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23. 다음 중 수소결합에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 원자와 원자사이의 결합이다.
  2. 전기음성도가 큰 F, O, N의 수소화합물에 나타난다.
  3. 수소결합을 하는 물질은 수소결합을 하지 않는 물건에 비해 녹는점과 끓는점이 높다.
  4. 대표적인 수소결합 물질로는 HF, H2O, NH3등이 있다.
(정답률: 65%)
  • 수소결합은 분자 내의 원자와 원자 사이의 결합이 아니라, 전기음성도가 매우 큰 $F, O, N$과 결합한 수소 원자가 인접한 다른 분자의 전기음성도가 큰 원자와 형성하는 강한 분자 간 인력입니다.
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24. 할로겐원소의 성질 중 원자번호가 증가할수록 작아지는 것은?

  1. 금속성
  2. 반지름
  3. 이온화에너지
  4. 녹는점
(정답률: 82%)
  • 할로겐 원소와 같은 동일 족 원소들은 원자 번호가 증가할수록 전자 껍질 수가 늘어나 원자 반지름이 커지며, 이에 따라 핵과 최외각 전자 사이의 인력이 약해져 전자를 떼어내는 데 필요한 에너지인 이온화 에너지는 감소합니다.
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25. 보기중에서 Na와 반응하여 H2를 생성시키고, 은거울반응을 하는 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. CH3COOH
  2. CH3CH3
  3. HCHO
  4. HCOOH
(정답률: 27%)
  • 포름산($HCOOH$)은 카복실기($-COOH$)를 가지고 있어 금속 나트륨($Na$)과 반응하여 수소 기체($H_{2}$)를 발생시키며, 동시에 알데하이드기($-CHO$) 구조를 포함하고 있어 은거울 반응을 일으키는 특성을 모두 가지고 있습니다.
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26. AgCl의 용해도가 0.0016g/L 일 때 AgCl의 용해도 곱은 얼마인가? (단, Ag의 원자량은 108, Cl의 원자량은 35.5임)

  1. 1.12 × 10-5
  2. 1.12 × 10-3
  3. 1.2 × 10-5
  4. 1.2 × 10-10
(정답률: 61%)
  • 먼저 용해도를 몰 용해도로 변환한 후, $\text{AgCl}$의 용해도곱 상수 식($K_{sp} = [\text{Ag}^+][\text{Cl}^-]$)에 대입하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $K_{sp} = (\frac{\text{용해도}}{\text{분자량}})^2$
    ② [숫자 대입] $K_{sp} = (\frac{0.0016}{108 + 35.5})^2$
    ③ [최종 결과] $K_{sp} = 1.2 \times 10^{-10}$
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27. 중성에서 KMnO4 1g 당량은 몇 g 인가? (단, KMnO4 = 158.03)

  1. 88.92
  2. 75.03
  3. 69.15
  4. 52.68
(정답률: 55%)
  • 중성 조건에서 $\text{KMnO}_4$의 반응식은 $\text{MnO}_4^- + 2\text{H}_2\text{O} + 3\text{e}^- \rightarrow \text{MnO}_2 + 4\text{OH}^-$로, 이동 전자 수가 3으로 당량수는 3입니다.
    ① [기본 공식] $\text{당량} = \frac{\text{분자량}}{\text{당량수}}$
    ② [숫자 대입] $\text{당량} = \frac{158.03}{3}$
    ③ [최종 결과] $\text{당량} = 52.68\text{ g}$
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28. KMnO4 표준용액으로 적정할 때 HCl 산성으로 하지 않는 이유는?

  1. MnO2가 생성 함으로
  2. Cl2가 발생함으로
  3. 높은 온도로 가열해야 함으로
  4. 종말점 판정이 어렵다
(정답률: 76%)
  • 강력한 산화제인 $\text{KMnO}_4$를 $\text{HCl}$ 산성 조건에서 사용하면, $\text{MnO}_4^-$이온이 $\text{Cl}^-$이온을 산화시켜 독성 가스인 $\text{Cl}_2$가 발생하므로 사용하지 않습니다.
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29. 다음 이온곱과 용해도곱 상수(Ksp)의 관계중에서 침전을 생성시킬수 있는 관계는 어느 것인가?

  1. 이온곱 ＞ Ksp
  2. 이온곱 = Ksp
  3. 이온곱 ＜ Ksp
  4. 이온곱 = Ksp × 해리상수
(정답률: 84%)
  • 용액 내 이온들의 농도 곱인 이온곱이 용해도곱 상수($K_{sp}$)보다 크면, 용해도를 초과한 상태가 되어 과포화 상태가 되며 침전이 생성됩니다.

    오답 노트
    이온곱 = $K_{sp}$: 포화 상태로 침전이 생기지 않음
    이온곱 < $K_{sp}$: 불포화 상태로 모두 용해됨
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30. 다음 수산화물 중 공기중에서 방치하면 불안정하여 검은 갈색으로 변화되는 것은?

  1. Cu(OH)2
  2. Pb(OH)2
  3. Fe(OH)3
  4. Cd(OH)2
(정답률: 57%)
  • 수산화구리(II)($Cu(OH)_{2}$)는 불안정하여 공기 중에 방치하거나 가열하면 탈수 반응이 일어나 검은 갈색의 산화구리($CuO$)로 변합니다.
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31. 유기정성의 위험에 대한 주의사항 중 가장 올바른 것은?

  1. 인화성 액체는 보통 1L∼2L 정도 채취하여 실습에 임한다.
  2. 인화성 물질은 1회 적정시 3g정도 채취하여 실습한다
  3. 염소나 브롬 등 독가스를 마셨을 때는 에틸알코올을 마신다.
  4. 디아조염이나 니트로 화합물은 경제적으로 이득이 있게 다량 채취하여 실습한다.
(정답률: 84%)
  • 유기정성 분석 시 안전을 위해 인화성 물질은 소량으로 취급해야 하며, 1회 적정 시 $3g$ 정도를 채취하여 실습하는 것이 올바른 주의사항입니다.

    오답 노트
    인화성 액체 1L~2L 채취: 너무 많은 양으로 위험함
    독가스 흡입 시 에틸알코올 음용: 잘못된 응급처치
    디아조염/니트로 화합물 다량 채취: 폭발 위험으로 인해 소량 사용 필수
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32. 염화물 침전을 세척할 때 세척액으로 가장 적당한 것은?

  1. 묽은 NH4OH
  2. 묽은 HCl
  3. 묽은 KCN
  4. 더운 물
(정답률: 74%)
  • 염화물 침전물을 세척할 때는 침전물의 용해를 방지하고 공통이온 효과를 이용하기 위해 묽은 $HCl$을 세척액으로 사용합니다.
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33. 제5족 양이온의 분리검출에 쓰이는 분족시약은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. (NH4)2CO3 + NH4Cl
  2. (NH4)2CO + NH4OH
  3. ZnCO3 + NH4Cl
  4. ZnCO3 + NH4OH
(정답률: 51%)
  • 제5족 양이온의 분족시약은 탄산암모늄($(NH_{4})_{2}CO_{3}$)과 암모니아수($NH_{4}OH$)의 혼합액을 사용하여 침전시킵니다. 제시된 정답인 $(NH_{4})_{2}CO + NH_{4}OH$는 $(NH_{4})_{2}CO_{3} + NH_{4}OH$의 오타로 판단됩니다.
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34. 과망간산칼륨이온(MnO4-)은 진한 보라색을 가지는 대표적 산화제이며, 센 산성용액(pH ≤ 1)에서는 환원제와 반응하여 무색의 Mn2+으로 환원된다. 1몰(mol)의 과망간산이온이 반응하였을 때, 몇 당량에 해당하는 산화가 일어나게 되는가?

  1. 1
  2. 3
  3. 5
  4. 7
(정답률: 65%)
  • 산성 용액에서 과망간산이온($MnO_{4}^{-}$)이 $Mn^{2+}$로 환원될 때 이동하는 전자의 수를 계산하여 당량을 결정합니다.
    ① [기본 공식] $\text{당량} = \text{이동 전자 수}$
    ② [숫자 대입] $Mn(+7) \rightarrow Mn(+2)$
    ③ [최종 결과] $5$
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35. 바닷물 중의 염소이온을 정량할 때에는 은법적정을 이용한다. 이 때 적정반응은 다음 중 어느 것인가?

  1. Na++ Cl- → NaCl
  2. Na++ NO3- → NaNO3
  3. Ag++ Cl- → AgCl
  4. Ag++ NO3- → AgNO3
(정답률: 63%)
  • 은법적정은 은 이온($Ag^{+}$)이 염소 이온($Cl^{-}$)과 반응하여 흰색의 염화은($AgCl$) 침전을 형성하는 원리를 이용한 정량 분석법입니다.
    $$Ag^{+} + Cl^{-} \rightarrow AgCl$$
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36. EDTA 적정법에서 역적정을 이용하는 경우가 아닌 것은?

  1. 시료 중 금속이온이 지시약과 반응하는 경우.
  2. 사용 할 적당한 지시약이 없는 금속이온을 분석할 경우.
  3. 시료 중 금속이온이 EDTA를 가하기 전에 침전물을 형성하는 경우.
  4. 시료 중 금속이온이 적정조건에서 EDTA와 너무 천천히 반응하는 경우.
(정답률: 52%)
  • 역적정은 직접 적정이 어려운 경우에 사용합니다. 금속 이온이 지시약과 강하게 결합하여 반응이 느리거나, 침전물을 형성하거나, EDTA와의 반응 속도가 너무 느릴 때 유용합니다. 하지만 적당한 지시약이 없는 경우에는 역적정을 하더라도 종말점을 찾을 수 없으므로 역적정의 이용 사유가 될 수 없습니다.
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37. 다음 중 산화-환원 지시약이 아닌 것은?

  1. 디페닐아민
  2. 디클로로메탄
  3. 페노사프라닌
  4. 메틸렌 블루
(정답률: 61%)
  • 산화-환원 지시약은 전위 차이에 따라 색이 변하는 물질입니다. 디클로로메탄은 지시약이 아니라 유기화합물의 추출이나 반응 용제, 냉매로 사용되는 유기 용매입니다.
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38. 다음은 한 반응의 평형상수 값들이다. 반응 물질이 생성물로 가장 많이 변한 것은 어느 것인가?

  1. 0
  2. 1.0
  3. 10-2
  4. 10
(정답률: 64%)
  • 평형상수( $K$)는 반응물과 생성물의 농도 비율을 나타내며, 이 값이 클수록 평형 상태에서 생성물의 비율이 높아져 반응 물질이 생성물로 더 많이 변했음을 의미합니다.
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39. 20% NaOH 용액 10g을 중화하는데 0.5N HCl 몇 mL가 필요한가?

  1. 50mL
  2. 100mL
  3. 150mL
  4. 200mL
(정답률: 67%)
  • 중화 반응의 당량 관계( $NV = N'V'$)를 이용하여 필요한 산의 부피를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $N_1 V_1 = N_2 V_2$
    ② [숫자 대입] $0.05 \times 1000 = 0.5 \times V$
    ③ [최종 결과] $V = 100$ mL
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40. 아세트산의 이온이 물분자와 반응하여 다음과 같이 진행되는데, 이 반응을 무엇이라고 하는가?

  1. 가수분해
  2. 중화반응
  3. 축합반응
  4. 첨가반응
(정답률: 71%)
  • 제시된 화학식 $\text{CH}_{3}\text{COO}^{-} + \text{H}_{2}\text{O} \rightarrow \text{CH}_{3}\text{COOH} + \text{OH}^{-}$ 처럼 염이 물과 반응하여 원래의 산이나 염기로 분해되며 용액의 pH를 변화시키는 반응을 가수분해라고 합니다.
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3과목: 기기분석

41. 다음은 광전 비색계를 이용한 물질의 농도 측정과정을 기술한 것이다. 그 순서가 올바른 것은?

  1. ㉢-㉡-㉠-㉣
  2. ㉡-㉢-㉠-㉣
  3. ㉢-㉠-㉡-㉣
  4. ㉠-㉣-㉢-㉡
(정답률: 67%)
  • 광전 비색계를 이용한 정량 분석은 기준이 되는 표준용액을 먼저 만들고, 기기를 조작하여 측정값을 얻은 뒤, 이를 바탕으로 검량선을 작성하여 최종적으로 시료의 농도를 결정하는 순서로 진행됩니다.
    따라서 올바른 순서는 의 ㉠-㉣-㉢-㉡ 입니다.
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42. pH4인 용액과 pH6인 용액의 농도차는 얼마인가?

  1. 1/2 배
  2. 1/200 배
  3. 2 배
  4. 100 배
(정답률: 83%)
  • pH는 수소 이온 농도의 상용로그 값에 마이너스를 붙인 것이므로, pH 차이가 1일 때 농도는 10배 차이가 납니다.
    ① [기본 공식] $C = 10^{-pH}$
    ② [숫자 대입] $10^{-4} \div 10^{-6} = 10^{2}$
    ③ [최종 결과] $100$ 배
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43. 전위차 적정의 원리식(Nernst식)에서 n은 무엇을 의미하는가?

  1. 표준전위차
  2. 단극전위차
  3. 이온의 농도
  4. 금속의 산화수 변화
(정답률: 69%)
  • Nernst 식 $E = E_{0} + \frac{0.0591}{n} \log C$에서 $n$은 전극 반응 시 이동하는 전자의 몰수, 즉 금속의 산화수 변화량을 의미합니다.
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44. 금속에 빛을 조사하면 빛의 에너지를 흡수하여 금속 중의 자유전자가 금속표면에 방출되는 성질은?

  1. 광전효과
  2. 틴들현상
  3. Ramann효과
  4. 브라운운동
(정답률: 79%)
  • 금속 표면에 특정 진동수의 빛을 조사했을 때, 빛의 에너지를 흡수한 전자가 금속 밖으로 튀어나오는 현상을 광전효과라고 합니다.

    오답 노트
    틴들현상: 콜로이드 입자에 의한 빛 산란
    Ramann효과: 빛의 산란 시 에너지 변화
    브라운운동: 액체/기체 내 입자의 불규칙한 운동
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45. 종이크로마토그래피 조작에서 Rf(rate of flow)의 정의를 올바른게 표현한 것은?

  1. Rf = 기본선과 물질사이의 거리(cm)/기본선과 용매가 스며든 앞 끝까지의 거리(cm)
  2. Rf = (용매가 스며든거리(cm)-물질이 스며든거리(cm))/기본선과 용매가 스며든 앞 끝까지의 거리(cm)
  3. Rf = 시료의 농도/전개액의 농도
  4. Rf = 기본선과 용매가 스며든 앞 끝까지의 거리(cm)/기본선과 물질 사이의 거리(cm)
(정답률: 58%)
  • 종이크로마토그래피에서 $R_f$ 값은 용매가 이동한 전체 거리 대비 시료(물질)가 이동한 거리의 비율로 정의됩니다.
    $$R_f = \frac{\text{기본선과 물질 사이의 거리}}{\text{기본선과 용매 전개선 사이의 거리}}$$
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46. 일반적으로 화학 실험실에서 발생하는 실험 폭발 사고의 유형이 아닌 것은?

  1. 조절 불가능한 발열반응
  2. 이산화탄소 누설에 의한 폭발
  3. 불안전한 화합물의 가열, 건조, 증류 등에 의한 폭발
  4. 에테르 용액 증류시 남아 있는 과산화물에 의한 폭발
(정답률: 82%)
  • 이산화탄소는 화학적으로 안정하며 불연성 기체이므로, 누설된다고 하여 폭발 사고를 일으키지 않습니다.
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47. 가스크로마토그래피의 정량 분석에 일반적으로 많이 사용되는 방법은?

  1. 크로마토그램의 무게
  2. 크로마토그램의 면적
  3. 크로마토그램의 높이
  4. 크로마토그램의 머무름 시간
(정답률: 63%)
  • 가스크로마토그래피(GC)에서 성분의 양을 측정하는 정량 분석에는 크로마토그램의 면적을 이용하며, 성분이 무엇인지 확인하는 정성 분석에는 머무름 시간을 이용합니다.
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48. 다음 ( )에 들어갈 용어는?

  1. 밀도
  2. 부피
  3. 압력
  4. 온도
(정답률: 88%)
  • 동점도(Kinematic Viscosity)는 절대점도를 유체의 밀도로 나눈 값으로, 유체의 흐름 특성을 나타내는 물리량입니다.
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49. 아베굴절계를 사용한 굴절률 측정에 관한 설명으로 틀린것은?

  1. 굴절률과 농도의 상관관계로 검량선을 그려 시료의 농도를 구한다.
  2. 굴절률은 온도와는 무관하므로 항온장치는 사용하지 않는다.
  3. 프리즘 사이에 시료용액을 떨어뜨려 빛을 굴절시킨다
  4. 사용하는 빛은 Na증기램프의 D-선이다.
(정답률: 71%)
  • 굴절률은 온도 변화에 따라 민감하게 변하는 성질이 있습니다. 따라서 정확한 측정을 위해서는 반드시 항온장치를 사용하여 온도를 일정하게 유지해야 합니다.
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50. pH미터의 측정원리에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 탄소전극의 전기 저항
  2. 수은전극의 전해 전류
  3. 유리전극과 비교전극 간의 전위차
  4. 백금전극과 유리전극 간의 전위차
(정답률: 64%)
  • pH 미터는 유리전극과 비교전극 사이에서 발생하는 전위차를 측정하며, 이 전위차와 수소 이온 농도의 관계를 나타내는 네른스트 식을 이용하여 pH 값을 산출합니다.
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51. 가스크로마토그래피에 대한 설명이 틀린 것은?

  1. 운반가스는 일정한 유량으로 흘러야 한다.
  2. 일반적으로 유기화합물에 대한 정성 및 정량분석에 이용한다.
  3. 시료도입부, 분리관, 검출기 등은 필요한 온도로 유지해 주어야 한다.
  4. 충진물로 흡착성 고체분말을 사용한 것을 기체-액체 크로마토그래피라 한다.
(정답률: 79%)
  • 충진물로 흡착성 고체 분말을 사용하는 방식은 기체-고체 크로마토그래피(GCC)에 해당합니다. 기체-액체 크로마토그래피(GLC)는 고체 지지체에 액체 정지상을 코팅하여 사용합니다.
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52. pH 미터를 보정할 때 사용하는 완충 용액이 아닌 것은?

  1. 옥살산염 표준용액
  2. 프탈산염 표준용액
  3. 중성 염산 표준용액
  4. 중성 인산염 표준용액
(정답률: 53%)
  • pH 미터의 보정에는 pH 값이 일정하게 유지되는 표준 완충 용액을 사용합니다. 중성 염산 표준용액은 강산인 염산의 특성상 완충 능력이 없으므로 보정용 완충 용액으로 사용할 수 없습니다.
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53. 다음 정량분석방법 중 여러가지 방해작용이 우려 될 경우에 사용하는 적당한 분석방법은?

  1. 검량선법(표준 검정 곡선법)
  2. 내부표준법
  3. 표준물첨가법
  4. 면적백분율법
(정답률: 69%)
  • 표준물첨가법은 시료의 조성이 복잡하여 성분 간의 간섭이나 여러 가지 방해작용이 우려될 때, 시료 자체에 표준 물질을 첨가하여 분석함으로써 매질 효과를 보정하는 방법입니다.
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54. 전기분해반응 Pb2+ + 2H2O ⇄ PbO2(s) + H2(g) + 2H+에서 0.1A의 전류가 20분 동안 흐르다면, 약 몇 g의 PbO2가 석출되겠는가? (단, PbO2의 분자량은 239로 한다.)

  1. 0.10g
  2. 0.15g
  3. 0.20g
  4. 0.30g
(정답률: 59%)
  • 전하량과 패러데이 법칙을 이용하여 석출되는 물질의 질량을 계산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{I \times t \times M}{z \times F}$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{0.1 \times (20 \times 60) \times 239}{2 \times 96500}$
    ③ [최종 결과] $W = 0.15$ g
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55. HPLC(고성능액체크로마토그래피)의 기기구성요소 중에서 실질적인 시료의 분리가 일어나는 곳은?

  1. 펌프(Pump)
  2. 컬럼(Column)
  3. 오븐(Oven)
  4. 검출기(Detector)
(정답률: 77%)
  • HPLC에서 컬럼은 고정상과 이동상이 상호작용하는 장소로, 시료 성분들이 고정상과의 친화력 차이에 따라 이동 속도가 달라지면서 실질적인 분리가 일어나는 핵심 부품입니다.
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56. 다음 보기 중 GC(기체크로마토그래피)의 검출기가 갖추어야 할 조건으로 적당한 것은?

  1. 1, 2, 3
  2. 1, 3, 5
  3. 2, 4, 5
  4. 1, 2, 5
(정답률: 67%)
  • GC 검출기는 분석 효율을 높이기 위해 감도가 좋고 응답이 빨라야 하며, 시료가 정체되지 않아야 합니다.

    가능하면 모든 시료에 같은 응답신호를 보여야 하며, 응답시간이 짧아야 하고, S/N비가 커야 정밀한 분석이 가능합니다.

    오답 노트
    검출한계가 높아야 한다: 낮아야 미량 분석 가능
    검출기 내에 시료의 머무는 부피는 커야 한다: 작아야 피크가 날카로워짐
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57. 분자량이 292.16인 화합물을 5mL 메스플라스크에 녹였다. 이 중 1mL 를 분취하여 10mL 메스플라스크에 묽힌 후, 340nm 에서 1.00cm 셀로 측정한 흡광도가 0.613 이었다면, 5mL 플라스크중에 있는 시료의 몰농도는? (몰흡광계수 ε 340 = 6130 M-1ㆍcm-1)

  1. 1.0 × 10-4M
  2. 5.0 × 10-4M
  3. 1.0 × 10-3M
  4. 5.0 × 10-3M
(정답률: 43%)
  • 비어-람베르트 법칙을 이용하여 묽힌 용액의 농도를 먼저 구한 뒤, 희석 배수를 곱하여 원래 플라스크의 몰농도를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $A = \epsilon b C$
    ② [숫자 대입] $0.613 = 6130 \times 1.00 \times C$
    ③ [최종 결과] $C = 1.0 \times 10^{-4} \text{ M}$
    최종 농도는 묽힘 배수( $10\text{mL} / 1\text{mL} = 10$)를 곱하여 $1.0 \times 10^{-3} \text{ M}$이 됩니다.
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58. 원자흡수분광법의 광원인 Hollow Cathode Lamp(속빈음극램프)의 충진가스로 적당한 것은?

  1. Ne
  2. H2
  3. N2
  4. C2H2
(정답률: 55%)
  • 속빈음극램프(Hollow Cathode Lamp)의 충진가스는 시료 원자와 반응하지 않고 스퍼터링을 돕기 위해 $Ne$나 $Ar$과 같은 불활성 기체를 사용합니다.
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59. 전지를 구성할 때, 양극에서 일어나는 반응은?

  1. 환원반응
  2. 산화반응
  3. 중화반응
  4. 침전반응
(정답률: 60%)
  • 전지(Galvanic cell)의 양극(+)에서는 전자를 얻는 환원반응이 일어나며, 음극(-)에서는 전자를 잃는 산화반응이 일어납니다.
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60. 폴라로그래피에서 얻은 폴라로그램 중 어느 것을 정성분석에 이용하는가?

  1. 한계 전류
  2. 확산 전류
  3. 반파 전위
  4. 산소파
(정답률: 38%)
  • 폴라로그래피에서 반파 전위는 물질의 종류에 따라 고유한 값을 가지므로 정성분석에 이용됩니다.

    오답 노트
    확산 전류: 농도에 비례하므로 정량분석에 이용
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