화학분석기능사 필기 기출문제복원 (2015-01-25)

화학분석기능사
(2015-01-25 기출문제)

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1과목: 일반화학

1. 다음 중 아염소산의 화학식은?

  1. HCIO
  2. HCIO2
  3. HCIO3
  4. HCIO4
(정답률: 88%)
  • 아염소산은 수소(H), 염소(Cl), 산소(O) 원소로 이루어진 화학물질입니다. 이 중 수소 원자가 하나, 염소 원자가 하나, 산소 원자가 두 개가 결합한 화학식이 HCIO2입니다. 따라서 정답은 HCIO2입니다.
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2. 같은 주기에서 원자번호가 증가할 때 나타나는 전형원소의 일반적 특성에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 이온화에너지는 증가하지만 전자친화도는 감소한다.
  2. 전기음성도와 전자친화도 모두 증가한다.
  3. 금속성과 원자의 크기가 모두 감소한다.
  4. 금속성은 감소하고 전자친화도는 증가한다.
(정답률: 70%)
  • "이온화에너지는 증가하지만 전자친화도는 감소한다."가 틀린 이유는, 이온화에너지와 전자친화도는 서로 반대 방향으로 변화하기 때문입니다. 이온화에너지는 원자가 얼마나 쉽게 전자를 잃을 수 있는지를 나타내는 지표이므로, 원자번호가 증가할수록 전자껍질에 있는 전자들이 더 강하게 원자핵에 묶여 있어서 이온화에너지가 증가합니다. 반면에 전자친화도는 원자가 얼마나 쉽게 전자를 받아들일 수 있는지를 나타내는 지표이므로, 원자번호가 증가할수록 전자껍질에 있는 전자들이 더 강하게 원자핵에 묶여 있어서 전자친화도는 감소합니다. 따라서 "이온화에너지는 증가하지만 전자친화도는 감소한다."가 틀린 설명입니다.
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3. 알칼리 금속에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 공기 중에서 쉽게 산화되어 금속광택을 잃는다.
  2. 원자가전자가 1개이므로 +1가의 양이온이 되기 쉽다.
  3. 할로겐원소와 직접 반응하여 할로겐화합물을 만든다.
  4. 염소와 1:2 화합물을 형성한다.
(정답률: 85%)
  • "염소와 1:2 화합물을 형성한다."가 틀린 것입니다. 알칼리 금속은 염소와는 1:1 화합물을 형성합니다. 이유는 알칼리 금속의 원자가 전자를 잃어 양이온이 되면, 염소의 원자가 전자를 받아 음이온이 되어 이온결합을 이루기 때문입니다. 이 때, 이온결합의 규칙에 따라 양이온과 음이온의 비율은 1:1이 되어야 합니다. 따라서 알칼리 금속과 염소는 1:1 화합물을 형성합니다.
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4. 염화나트륨 용액을 전기분해할 때 일어나는 반응이 아닌 것은?

  1. 양극에서 Cl2 기체가 발생한다.
  2. 음극에서 O2 기체가 발생한다.
  3. 양극은 산화반응을 한다.
  4. 음극은 환원반응을 한다.
(정답률: 78%)
  • 염화나트륨 용액을 전기분해할 때, 양극에서는 수소가 발생하여 환원반응이 일어나고, 음극에서는 수소가 소비되어 산화반응이 일어나기 때문에, "음극에서 O2 기체가 발생한다."는 반응은 아닙니다.
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5. 어떤 NaOH수용액 1000mL 를 중화하는데 2.5N의 HCI 80mL가 소요되었다. 중화한 것을 끓여서 물을 완전히 증발시킨 다음 얻을 수 있는 고체의 양은 약 몇 g인가? (단, 원자량은 Na : 23, O : 16, Cl : 35.45, H : 1이다.)

  1. 1
  2. 2
  3. 4
  4. 12
(정답률: 43%)
  • NaOH와 HCl은 1:1 몰비로 중화되므로, HCl의 몰수는 다음과 같습니다.

    2.5N = 2.5 mol/L
    80mL = 0.08 L
    HCl 몰수 = 2.5 mol/L × 0.08 L = 0.2 mol

    따라서 NaOH의 몰수도 0.2 mol입니다. NaOH의 몰질량은 다음과 같습니다.

    NaOH 몰질량 = 23 g/mol + 16 g/mol + 1 g/mol = 40 g/mol

    따라서 NaOH의 질량은 다음과 같습니다.

    NaOH 질량 = 0.2 mol × 40 g/mol = 8 g

    물을 완전히 증발시키면 NaOH가 남게 됩니다. NaOH의 질량은 8 g이므로, 정답은 8의 약수인 1, 2, 4, 8, 12 중에서 12입니다. 따라서 정답은 "12"입니다.
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6. 할로겐원소의 성질 중 원자번호가 증가할수록 작아지는 것은?

  1. 금속성
  2. 반지름
  3. 이온화에너지
  4. 녹는점
(정답률: 78%)
  • 할로겐원소의 원자번호가 증가할수록, 원자의 전자 궤도에 있는 전자의 수가 증가하고, 전자와 핵 사이의 전자-핵 상호작용이 강해지기 때문에 이온화에너지가 증가합니다. 이온화에너지란, 원자에서 하나의 전자를 제거하기 위해 필요한 최소 에너지를 말합니다. 따라서, 할로겐원소의 원자번호가 증가할수록 이온화에너지가 증가하게 되어 작아지는 것입니다.
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7. 다음 화합물 중 순수한 이온결합을 하고 있는 물질은?

  1. CO2
  2. NH3
  3. KCl
  4. NH4Cl
(정답률: 71%)
  • KCl은 이온결합을 이루는 화합물로, 양이온인 K+와 음이온인 Cl-가 전기적인 인력에 의해 결합되어 있습니다. 따라서 KCl은 순수한 이온결합을 하고 있는 물질입니다. CO2와 NH3은 공유결합을 이루는 분자이며, NH4Cl은 이온결합과 공유결합을 모두 포함한 혼합물입니다.
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8. 헥사메틸렌디아민(H2N(CH2)6NH2)과 아디프산(HOOC(CH2)4COOH)이 반응하여 고분자가 생성되는 반응을 무엇이라 하는가?

  1. Addition
  2. Synthetic resin
  3. Reduction
  4. Condensation
(정답률: 73%)
  • 헥사메틸렌디아민과 아디프산은 카복실기(-COOH)와 아미노기(-NH2)를 가지고 있으며, 이 두 기능기가 반응하여 아미드결합(-CONH-)을 형성합니다. 이때 생성된 물분자는 반응에서 제거되므로, 이 반응을 수행하는 과정에서 분자가 축소되는 것을 의미합니다. 이러한 반응을 콘덴세이션(Condensation) 반응이라고 합니다.
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9. 다음 중 원자 반지름이 가장 큰 원소는?

  1. Mg
  2. Na
  3. S
  4. Si
(정답률: 71%)
  • 원자 반지름은 원자의 전자껍질의 크기에 따라 결정됩니다. 전자껍질이 크면 원자 반지름이 커지고, 작으면 원자 반지름이 작아집니다. 따라서 전자껍질의 전자 수가 많은 원소일수록 원자 반지름이 큽니다.

    위의 보기에서 원자 번호가 작은 순서대로 원소를 나열하면 Mg, Na, Si, S 순서입니다. 이 중에서 전자껍질의 전자 수가 가장 많은 원소는 Na입니다. Na는 11번 원소로, 전자 구성은 2, 8, 1입니다. 즉, 3번째 전자껍질에 1개의 전자가 존재합니다. 이에 비해 Mg는 12번 원소로, 전자 구성은 2, 8, 2입니다. Mg와 Na는 2번째 전자껍질까지는 동일하지만, Na는 3번째 전자껍질에 전자가 하나 더 있기 때문에 원자 반지름이 더 큽니다. 따라서 정답은 Na입니다.
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10. 황산 49g을 물에 녹여 용액 1L을 만들었다. 이 수용액의 몰 농도는 얼마인가? (단, 황산의 분자량은 98이다.)

  1. 0.5 M
  2. 1 M
  3. 1.5 M
  4. 2 M
(정답률: 67%)
  • 황산의 몰 질량은 98 g/mol 이므로, 49 g의 황산은 몰 수로 환산하면 0.5 mol 이다. 이를 1 L의 용액에 녹여 만들었으므로, 몰 농도는 0.5 M 이다. 따라서 정답은 "0.5 M" 이다.
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11. 다음 중 산, 염기의 반응이 아닌 것은?

  1. NH3 + HCl → NH4+ + Cl-
  2. 2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2
  3. H+ + OH- → H2O
  4. NH3 + BF3 → NH3BF3
(정답률: 57%)
  • 정답은 "NH3 + BF3 → NH3BF3"입니다.

    이 반응은 산-염기 반응이 아니라 산-염기 상호작용 중 하나인 산-염기 첨가반응입니다. BF3는 루이스 산으로 작용하며, NH3은 루이스 염기로 작용합니다. 따라서 BF3와 NH3가 반응하여 산-염기 첨가반응이 일어나게 됩니다.

    2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2는 알코올과 금속 나트륨 사이의 산-염기 반응입니다. 알코올은 루이스 염기로 작용하며, 나트륨은 루이스 산으로 작용합니다. 따라서 알코올과 나트륨이 반응하여 산-염기 반응이 일어나게 됩니다.
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12. 다음 중 포화탄화수소 화합물은?

  1. 요오드 값이 큰 것
  2. 건성유
  3. 시클로헥산
  4. 생선기름
(정답률: 86%)
  • 포화탄화수소 화합물은 탄소와 수소 원자로만 이루어진 화합물로, 요오드 값이 큰 것과 생선기름은 불포화 탄화수소 화합물이므로 제외됩니다. 건성유는 지방산과 글리세롤로 이루어진 지방성 화합물이므로 제외됩니다. 따라서 포화탄화수소 화합물인 시클로헥산이 정답입니다.
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13. 일정한 온도에서 일정한 몰수를 가지는 기체의 부피는 압력에 반비례한다는 것(보일의 법칙)을 올바르게 표현한 식은? (단, P : 압력, V : 부피, k : 비례상수이다.)

  1. PV = k
  2. P = kV
  3. V = kP
(정답률: 81%)
  • 보일의 법칙은 PV = k로 표현된다. 이는 압력과 부피의 곱이 일정한 값인 비례식이다. 이 식은 압력이 증가하면 부피가 감소하고, 압력이 감소하면 부피가 증가하는 것을 의미한다. 이는 기체 분자들이 서로 충돌하면서 부피를 차지하고, 압력은 분자들이 운동하는 데서 생기기 때문이다. 따라서, 일정한 온도에서 일정한 몰수를 가지는 기체의 부피는 압력에 반비례한다는 것을 PV = k로 표현할 수 있다.
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14. 질량수가 23인 나트륨의 원자번호가 11이라면 양성자수는 얼마인가?

  1. 11
  2. 12
  3. 23
  4. 34
(정답률: 77%)
  • 나트륨의 원자번호가 11이므로, 나트륨 원자의 핵심에는 11개의 양성자가 있습니다. 이는 원자의 질량수와는 관련이 없습니다. 따라서 정답은 "11"입니다.
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15. 공기는 많은 종류의 기체로 이루어져 있다. 이 중 가장 많이 포함되어 있는 기체는?

  1. 산소
  2. 네온
  3. 질소
  4. 이산화탄소
(정답률: 88%)
  • 공기는 대부분 질소(N2)와 산소(O2)로 이루어져 있습니다. 그러나 산소는 대기 중에서 더 빠르게 반응하므로, 대기 중에서 가장 많은 기체는 질소입니다. 네온과 이산화탄소는 대기 중에서 매우 적은 양으로 존재합니다.
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16. 다음 반응 중 이산화황이 산화제로 작용한 것은?

  1. SO2 + NaOH ⇄ NaHSO3
  2. SO2 + Cl2 + 2H2O ⇄ H2SO4 + 2HCl
  3. SO2 + H2O ⇄ H2SO3
  4. SO2 + 2H2S ⇄ 3S + 2H2O
(정답률: 58%)
  • 이산화황(SO2)가 2분자의 황화수소(H2S)와 반응하여 3분자의 황(S)과 2분자의 물(H2O)을 생성하는 반응식에서 이산화황은 산화제로 작용합니다. 이는 이산화황 분자가 황화수소 분자의 황 원자를 산화시켜 황 원자가 결합하여 황 분자를 생성하기 때문입니다.
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17. 다음 중 헨리의 법칙에 적용이 잘되지 않는 것은?

  1. O2
  2. H2
  3. CO2
  4. NaCl
(정답률: 71%)
  • 헨리의 법칙은 기체와 액체 사이의 용해도에 대한 법칙이므로, 고체인 NaCl에는 적용되지 않습니다. NaCl는 고체 상태에서는 용해되지 않으며, 용액으로 만들기 위해서는 물과 같은 용매가 필요합니다. 따라서 NaCl은 헨리의 법칙에 적용되지 않습니다.
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18. 일정한 온도에서 1atm의 이산화탄소 1L와 2atm의 질소 2L를 밀폐된 용기에 넣었더니 전체 압력이 2atm이 되었다. 이 용기의 부피는?

  1. 1.5L
  2. 2L
  3. 2.5L
  4. 3L
(정답률: 52%)
  • 가스의 상태방정식인 PV=nRT를 이용하여 문제를 풀 수 있다. 이때, 온도와 몰수는 일정하므로 다음과 같은 식이 성립한다.

    P1V1/n1 = P2V2/n2

    여기서 P1, V1, n1은 각각 이산화탄소의 압력, 부피, 몰수이고, P2, V2, n2는 각각 혼합된 가스의 압력, 부피, 몰수이다. 문제에서는 이산화탄소 1L와 질소 2L가 혼합되었으므로 n2는 이산화탄소의 몰수와 질소의 몰수를 합한 값이다.

    P1V1/n1 = P2V2/n2
    1atm × 1L / 1mol = 2atm × V2 / (1mol + 2mol)
    V2 = 2.5L

    따라서, 이 용기의 부피는 2.5L이다.
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19. 수은 기압계에서 수은 기둥의 높이가 380mm이었다. 이것은 약 몇 atm인가?

  1. 0.5
  2. 0.6
  3. 0.7
  4. 0.8
(정답률: 70%)
  • 수은 기압계에서 수은 기둥의 높이는 대기압과 비례합니다. 대기압은 표준상태에서 1 atm이므로, 수은 기둥의 높이가 380mm일 때 대기압은 380/760 = 0.5 atm입니다. 따라서 정답은 "0.5"입니다.
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20. 산화-환원반응에서 산화수에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 한 원소로만 이루어진 화합물의 산화수는 0이다.
  2. 단원자 이온의 산화수는 전하량과 같다.
  3. 산소의 산화수는 항상 -2이다.
  4. 중성인 화합물에서 모든 원자와 이온들의 산화수의 합은 0이다.
(정답률: 81%)
  • 정답은 "산소의 산화수는 항상 -2이다."이다. 이유는 산소는 전자를 더 많이 끌어당기는 원소이기 때문에 대부분의 경우 전자를 받아들여 산화수가 -2가 된다. 하지만 몇 가지 예외적인 경우에는 산화수가 다르게 나타날 수 있다. 예를 들어, 과산화수소(H2O2)의 산화수는 -1이다.
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2과목: 분석화학

21. 다음 중 산성의 세기가 가장 큰 것은?

  1. HF
  2. HCl
  3. HBr
  4. HI
(정답률: 56%)
  • 정답은 "HI"입니다. 이유는 수소와 할로젠 원소의 결합은 전자 음성도 차이가 크기 때문에 결합이 이루어지면 결합 전자쌍은 할로젠 원자 쪽으로 치우치게 됩니다. 이로 인해 할로젠 원자는 부분적으로 음전하게 되고, 수소 원자는 부분적으로 양전하게 됩니다. 이러한 극성 결합은 산성도와 밀접한 관련이 있으며, HI는 수소와 할로젠 원소 중 전자 음성도 차이가 가장 크기 때문에 가장 강한 산성을 나타냅니다.
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22. 질산(HNO3)의 분자량은 얼마인가? (단, 원자량 H = 1, N = 14, O = 16이다.)

  1. 63
  2. 65
  3. 67
  4. 69
(정답률: 87%)
  • 질산의 화학식은 HNO3이며, 이 분자는 H, N, O 세 가지 원자로 이루어져 있다. 따라서 질산의 분자량은 각 원자의 원자량을 합한 값이다.

    HNO3의 분자량 = 1(원자량 H) + 14(원자량 N) + 3(원자량 O) = 63

    따라서, 정답은 "63"이다.
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23. 산이나 알칼리에 반응하여 수소를 발생시키는 것은?

  1. Mg
  2. Si
  3. Al
  4. Fe
(정답률: 59%)
  • 알칼리 금속인 나트륨, 칼륨 등과 반응하여 수소를 발생시키는 것을 알칼리 금속과의 반응이라고 합니다. 따라서 보기 중 알칼리 금속이 아닌 "Mg", "Si", "Fe"는 정답이 될 수 없습니다. 반면 "Al"은 알칼리 금속이 아니지만, 알칼리 금속과 비슷한 성질을 가지고 있어서 알칼리 금속과의 반응에서 수소를 발생시킬 수 있습니다. 따라서 "Al"이 정답이 됩니다.
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24. 다음 중 탄소와 탄소사이에 π결합이 없는 물질은?

  1. 벤젠
  2. 페놀
  3. 톨루엔
  4. 이소부탄
(정답률: 69%)
  • 이소부탄은 탄소원자들이 모두 한 쪽으로 향해 직선적으로 결합되어 있어 π결합이 없습니다. 반면, 벤젠, 페놀, 톨루엔은 모두 탄소와 탄소사이에 π결합이 존재합니다.
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25. 다음 중 산성산화물은?

  1. P2O5
  2. Na2O
  3. MgO
  4. CaO
(정답률: 74%)
  • 산성산화물은 수소 이온을 생성하는 산성 반응을 일으키는 화합물입니다. P2O5은 인산을 만들 때 사용되며, 이 과정에서 물과 반응하여 인산(H3PO4)을 생성합니다. 이러한 반응에서 P2O5는 수소 이온을 생성하므로 산성산화물입니다.
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26. 다음 반응에서 반응계에 압력을 증가시켰을 때 평형이 이동하는 방향은?

  1. SO3가 많이 생성되는 방향
  2. SO3가 감소되는 방향
  3. SO2가 많이 생성되는 방향
  4. 이동이 없다.
(정답률: 74%)
  • 압력이 증가하면 평형상수를 유지하기 위해 반응계 내 분자들이 더 많은 수의 기체 분자로 변화하려고 하게 됩니다. 이 경우 SO3는 기체 분자이므로 생성이 증가하게 되고, 반대로 SO2는 고체 분자이므로 생성이 감소하게 됩니다. 따라서 "SO3가 많이 생성되는 방향"이 정답입니다.
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27. 용액 1L 중에 녹아있는 용질의 g 당량 수로 나타낸 것을 그 물질의 무엇이라고 하는가?

  1. 물 농도
  2. 몰랄 농도
  3. 노르말 농도
  4. 포르말 농도
(정답률: 70%)
  • 노르말 농도는 용액 1L 중에 녹아있는 용질의 몰 수로 나타낸 것이 아니라, 그 용질의 g 당량 수로 나타낸 것입니다. 따라서 용액의 농도를 일반적으로 표현하는 단위로 사용됩니다. 다른 보기들은 각각 물의 양, 몰 수, 농도를 나타내는 단위들입니다.
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28. 다음 반응에서 생성되는 침전물의 색상은?

  1. 흰색
  2. 노란색
  3. 초록색
  4. 검정색
(정답률: 61%)
  • 반응식에서 NaOH와 MgSO4가 반응하여 침전물이 생성됩니다. 이때 생성되는 침전물은 Mg(OH)2입니다. Mg(OH)2는 흰색의 침전물로 알려져 있기 때문에 정답은 "흰색"입니다.
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29. 고체를 액체에 녹일 때 일정 온도에서 일정량의 용매에 녹일 수 있는 용질의 최대량은?

  1. 몰 농도
  2. 용해도
  3. 백분율
  4. 천분율
(정답률: 89%)
  • 용해도는 고체를 액체에 녹일 때 일정 온도에서 일정량의 용매에 녹일 수 있는 용질의 최대량을 나타내는 지표입니다. 따라서 정답은 "용해도"입니다. 몰 농도는 용액 내의 용질의 몰 수와 용액의 부피의 비율을 나타내는 지표이며, 백분율과 천분율은 어떤 값이 전체에서 차지하는 비율을 나타내는 지표입니다.
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30. 산의 전리상수 값이 다음과 같을 때 가장 강한 산은?

  1. 5.8×10-2
  2. 2.4×10-4
  3. 8.9×10-2
  4. 9.3×10-5
(정답률: 61%)
  • 산의 전리상수 값이 클수록 산은 강하다는 것을 의미합니다. 따라서 전리상수 값이 가장 큰 "8.9×10-2"인 산이 가장 강한 산입니다. 다른 보기들의 전리상수 값은 모두 "8.9×10-2"보다 작기 때문에 더 약한 산들입니다.
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31. pH가 10인 NaOH 용액 1L 에는 Na+ 이온이 몇 개 포함되어 있는가? (단, 아보가드로수는 6×1023 이다.)

  1. 6×1016
  2. 6×1019
  3. 6×1021
  4. 6×1025
(정답률: 64%)
  • NaOH는 강염기이므로 NaOH 분자가 물 분자와 상호작용하여 Na+ 이온과 OH- 이온으로 이온화됩니다. 이때, NaOH 용액의 pH가 10이므로 OH- 이온 농도는 10-4 M입니다. 이때, 전하 보존 법칙에 따라 Na+ 이온 농도는 OH- 이온 농도와 같으므로 10-4 M입니다. 따라서, 1L의 NaOH 용액에는 10-4 mol/L × 6×1023 = 6×1019 개의 Na+ 이온이 포함되어 있습니다. 따라서, 정답은 "6×1019"입니다.
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32. 수산화크롬, 수산화알루미늄은 산과 만나면 염기로 작용하고, 염기와 만나면 산으로 작용한다. 이런 화합물을 무엇이라 하는가?

  1. 이온성 화합물
  2. 양쪽성 화합물
  3. 혼합물
  4. 착화물
(정답률: 84%)
  • 양쪽성 화합물은 산과 염기 모두와 반응할 수 있는 화합물을 말합니다. 수산화크롬과 수산화알루미늄은 산과 만나면 염기로 작용하고, 염기와 만나면 산으로 작용하기 때문에 양쪽성 화합물이라고 할 수 있습니다. 이러한 화합물은 화학 반응에서 매우 중요한 역할을 합니다.
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33. 칼륨이 불꽃 반응을 하면 어떤 색깔의 불꽃으로 나타나는가?

  1. 백색
  2. 빨간색
  3. 노란색
  4. 보라색
(정답률: 78%)
  • 칼륨이 불꽃 반응을 하면 보라색의 불꽃으로 나타납니다. 이는 칼륨 원자가 불꽃을 통해 에너지를 흡수하고, 이를 방출할 때 보라색 스펙트럼을 방출하기 때문입니다.
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34. 이온곱과 용해도곱 상수(Ksp)의 관계 중 침전을 생성시킬 수 있는 것은?

  1. 이온곱 ＞ Ksp
  2. 이온곱 = Ksp
  3. 이온곱 ＜ Ksp
  4. 이온곱 = Ksp/해리상수
(정답률: 78%)
  • 이온곱은 용액 속에 있는 이온들의 농도를 나타내는 지표이고, 용해도곱 상수(Ksp)는 물질이 용해되어 생성되는 이온들의 농도에 대한 상수입니다. 이온곱이 Ksp보다 크다는 것은 용액 속에 있는 이온 농도가 Ksp보다 높다는 것을 의미합니다. 이 경우, 용액은 포화 상태가 아니므로 더 많은 물질이 용해될 수 있습니다. 그러나 이온 농도가 Ksp보다 높아지면 포화 상태에 도달하게 되고, 이때 물질이 침전하여 침전 반응이 일어납니다. 따라서 이온곱이 Ksp보다 큰 경우에는 침전이 생성될 수 있습니다.
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35. 요오드포름 반응으로 확인할 수 있는 물질은?

  1. 에틸알콜
  2. 메틸알콜
  3. 아밀알콜
  4. 옥틸알콜
(정답률: 73%)
  • 요오드포름 반응은 알콜의 존재를 확인하는 반응 중 하나입니다. 이 반응에서 요오드와 포름알데하이드가 반응하여 황갈색의 카르보닐 화합물을 생성합니다. 이 반응에서 에틸알콜은 가장 빠르게 반응하여 황갈색의 카르보닐 화합물을 생성하므로 정답은 "에틸알콜"입니다.
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36. 다음 실험기구 중 적정실험을 할 때 직접적으로 쓰이지 않는 것은?

  1. 분석천칭
  2. 뷰렛
  3. 데시케이터
  4. 메스플라스크
(정답률: 80%)
  • 데시케이터는 적정실험에서 직접적으로 사용되지 않습니다. 데시케이터는 적정실험 이전에 시약의 순도를 확인하기 위해 사용되는 실험기구입니다. 적정실험에서는 시약의 용액 농도를 측정하기 위해 분석천칭, 뷰렛, 메스플라스크 등이 사용됩니다.
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37. AgCl의 용해도가 0.0016g/L 일 때 AgCl의 용해도 곱은 약 얼마인가? (단, Ag의 원자량은 108, Cl의 원자량은 35.5이다.)

  1. 1.12×10-5
  2. 1.12×10-3
  3. 1.2×10-5
  4. 1.2×10-10
(정답률: 50%)
  • AgCl의 분자량은 Ag의 원자량과 Cl의 원자량을 합한 값인 143.5이다. 따라서 0.0016g/L의 용해도는 0.0016g/143.5g/mol/L = 1.12×10^-5 mol/L 이다.

    AgCl의 용해도 곱은 Ag+와 Cl- 이온의 곱으로 나타낼 수 있다. AgCl(s) ↔ Ag+(aq) + Cl-(aq)

    AgCl의 용해도가 0.0016g/L 이므로 Ag+와 Cl- 이온의 농도는 모두 1.12×10^-5 mol/L 이다.

    따라서 AgCl의 용해도 곱은 (1.12×10^-5 mol/L) x (1.12×10^-5 mol/L) = 1.2×10^-10 이다.

    즉, AgCl의 용해도 곱은 AgCl의 용해도와 Ag+와 Cl- 이온의 농도를 이용하여 계산할 수 있으며, 이 값은 1.2×10^-10 이다.
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38. ‘용해도가 크지 않은 기체의 용해도는 그 기체의 압력에 비례한다.’와 관련이 깊은 것은?

  1. 헨리의 법칙
  2. 보일의 법칙
  3. 보일-샤를의 법칙
  4. 질량보존의 법칙
(정답률: 74%)
  • 헨리의 법칙은 '용해도가 크지 않은 기체의 용해도는 그 기체의 압력에 비례한다'는 법칙으로, 기체가 용액에 용해될 때 기체 분자가 용액 분자와 상호작용하는 정도가 기체의 압력에 비례한다는 것을 나타낸다. 따라서, 위 문장과 관련이 있는 법칙은 헨리의 법칙이다.
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39. 황산(H2SO4)의 1당량은 얼마인가? (단, 황산의 분자량은 98g/mol이다.)

  1. 4.9g
  2. 49g
  3. 9.8g
  4. 98g
(정답률: 79%)
  • 황산의 분자량이 98g/mol이므로, 1몰의 황산은 98g이다. 1몰의 황산은 2당량이므로, 1당량은 98g/2 = 49g이다. 따라서 정답은 "49g"이다.
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40. 다음 중 침전 적정법이 아닌 것은?

  1. 모르법
  2. 파얀스법
  3. 폴하르트법
  4. 킬레이트법
(정답률: 70%)
  • 킬레이트법은 침전 적정법이 아닙니다. 침전 적정법은 용액에 적정시약을 첨가하여 침전을 일으키고, 그 침전의 양을 측정하여 분석하는 방법입니다. 하지만 킬레이트법은 금속 이온과 킬레이트 물질 간의 화학 반응을 이용하여 분석하는 방법입니다. 따라서 킬레이트법은 침전 적정법이 아닙니다.
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3과목: 기기분석

41. 시약의 취급방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 나트륨과 칼륨의 알칼리금속은 물 속에 보관한다.
  2. 브롬산, 플루오르화수소산은 피부에 닿지 않게 한다.
  3. 알코올, 아세톤, 에테르 등은 가연성이므로 취급에 주의한다.
  4. 농축 및 가열 등의 조작 시 끓임쪽을 넣는다.
(정답률: 86%)
  • "나트륨과 칼륨의 알칼리금속은 물 속에 보관한다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 이유는 나트륨과 칼륨은 물과 반응하여 폭발적인 화학반응을 일으키기 때문에, 안전하게 보관하기 위해서는 물 속에 보관해야 합니다. 이렇게 하면 물과 반응하여 발생하는 열과 가스를 흡수하여 안전하게 보관할 수 있습니다.
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42. 가시-자외선 분광광도계의 기본적인 구성요소의 순서로서 가장 올바른 것은?

  1. 광원 - 단색화 장치 - 검출기 - 흡수용기 - 기록계
  2. 광원 - 단색화 장치 - 흡수용기 - 검출기 - 기록계
  3. 광원 - 흡수용기 - 검출기 - 단색화 장치 - 기록계
  4. 광원 - 흡수용기 - 단색화 장치 - 검출기 - 기록계
(정답률: 67%)
  • 가시-자외선 분광광도계는 다음과 같은 순서로 구성됩니다.

    1. 광원: 측정하고자 하는 샘플에 빛을 쬐는 광원입니다.
    2. 단색화 장치: 광원에서 나온 빛을 원하는 파장으로 필터링하는 장치입니다.
    3. 흡수용기: 샘플이 빛을 흡수하는 용기입니다.
    4. 검출기: 흡수된 빛의 양을 측정하는 장치입니다.
    5. 기록계: 검출된 신호를 기록하는 장치입니다.

    따라서, 올바른 순서는 "광원 - 단색화 장치 - 흡수용기 - 검출기 - 기록계" 입니다.
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43. 전해로 석출되는 속도와 확산에 의해 보충되는 물질의 속도가 같아서 흐르는 전류를 무엇이라 하는가?

  1. 이동전류
  2. 한계전류
  3. 잔류전류
  4. 확산전류
(정답률: 54%)
  • 전해로 석출되는 속도와 확산에 의해 보충되는 물질의 속도가 같아서 흐르는 전류를 "한계전류"라고 합니다. 이는 전해질 용액에서 이온들이 전기장에 의해 이동하면서 전해질 용액에서 석출되는 이온의 양과 용액에서 확산되는 이온의 양이 같아지는 지점에서 전류가 더 이상 증가하지 않는 것을 의미합니다. 따라서 한계전류는 전해질 용액에서 전류가 최대로 흐를 수 있는 한계점을 나타내는 것입니다.
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44. pH 미터에 사용하는 포화 칼로멜 전극의 내부관에 채워져 있는 재료로 나열된 것은?

  1. Hg, HgCl2, 포화 KCl
  2. 포화 KOH 용액
  3. Hg2Cl2, KCl
  4. Hg, KCl
(정답률: 63%)
  • pH 미터의 포화 칼로멜 전극은 Hg, HgCl2, 포화 KCl로 구성되어 있습니다. 이는 다음과 같은 이유로 설명됩니다.

    - Hg: 포화 칼로멜 전극의 내부관에는 수은이 사용됩니다. 이는 전극의 전위를 안정화시키는 역할을 합니다.
    - HgCl2: 수은과 함께 포화 칼로멜 용액에 포함되어 있는 염입니다. 이는 전극의 전위를 안정화시키는 역할을 하며, 전극의 반응에 참여합니다.
    - 포화 KCl: 전극의 내부관에는 포화된 상태의 염화 칼륨 용액이 채워져 있습니다. 이는 전극의 전위를 안정화시키는 역할을 하며, 전극의 반응에 참여합니다.
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45. 분광광도계에서 빛의 파장을 선택하기 위한 단색화장치로 사용되는 것만으로 짝지어진 것은?

  1. 프리즘, 회절격자
  2. 프리즘, 반사거울
  3. 반사거울, 회절격자
  4. 볼록거울, 오목거울
(정답률: 75%)
  • 분광광도계에서는 빛의 파장을 선택하기 위해 단색화장치가 필요합니다. 이때, 빛을 분산시켜서 파장별로 나누는 역할을 하는 것이 프리즘과 회절격자입니다. 프리즘은 빛을 굴절시켜서 분산시키는 원리를 이용하고, 회절격자는 빛을 회절시켜서 분산시키는 원리를 이용합니다. 따라서 이 두 가지가 단색화장치로 사용되는 것입니다.
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46. 분광광도계에서 빛이 지나가는 순서로 맞는 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 입구슬릿 → 시료부 → 분산장치 → 출구슬릿 → 검출부
  2. 입구슬릿 → 분산장치 → 시료부 → 출구슬릿 → 검출부
  3. 입구슬릿 → 분산장치 → 출구슬릿 → 시료부 → 검출부
  4. 입구슬릿 → 출구슬릿 → 분산장치 → 시료부 → 검출부
(정답률: 59%)
  • 분광광도계에서는 빛이 먼저 입구슬릿으로 들어가고, 시료부에서 샘플에 의해 흡수되거나 산란되어 분산장치를 통해 분산됩니다. 그 후 출구슬릿을 통해 빛이 나가 검출부에서 감지됩니다. 따라서 올바른 순서는 "입구슬릿 → 분산장치 → 출구슬릿 → 시료부 → 검출부" 입니다.
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47. 분석시료의 각 성분이 액체크로마토그래피내부에서 분리되는 이유는?

  1. 흡착
  2. 기화
  3. 건류
  4. 혼합
(정답률: 85%)
  • 액체 크로마토그래피에서 분석시료의 각 성분이 분리되는 이유는 흡착에 의해 발생합니다. 즉, 고체 또는 액체 상태의 흡착제에 분석시료의 성분이 흡착되어 분리되는 것입니다. 이는 각 성분의 물리화학적 특성에 따라 흡착제와의 상호작용이 달라지기 때문입니다.
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48. 원자흡광광도계에 사용할 표준용액을 조제하려고 한다. 이 때 정확히 100mL를 조제하고자 할 때 가장 적합한 실험기구는?

  1. 메스피펫
  2. 용량플라스크
  3. 비커
  4. 뷰렛
(정답률: 72%)
  • 용량플라스크는 정확한 용량을 가지고 있어서 정확한 부피를 측정할 수 있으며, 또한 부피를 측정한 후에도 용액을 쉽게 뒤집어서 혼합할 수 있기 때문에 원자흡광광도계에 사용할 표준용액을 조제하기에 가장 적합한 실험기구입니다. 메스피펫은 정확한 용량을 가지고 있지만, 한 번에 측정할 수 있는 용량이 제한적이며, 비커나 뷰렛은 용량이 정확하지 않아서 정확한 부피를 측정하기 어렵습니다.
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49. 종이크로마토그래피에서 우수한 분리도에 대한 이동도의 값은?

  1. 0.2~0.4
  2. 0.4~0.8
  3. 0.8~1.2
  4. 1.2~1.6
(정답률: 71%)
  • 종이크로마토그래피에서 이동도는 용질과 종이 사이의 상호작용에 의해 결정됩니다. 이동도가 0.2 미만이면 분리가 잘 이루어지지 않고, 1.6 이상이면 분리가 너무 잘 되어 시간이 오래 걸리기 때문에 적절하지 않습니다. 따라서, 이동도가 0.4~0.8인 경우에는 분리도가 우수하면서도 분리 시간이 적당하므로, 종이크로마토그래피에서 우수한 분리도를 얻기 위한 이동도의 값으로 적합합니다.
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50. 0.01M NaOH의 pH는 얼마인가?

  1. 10
  2. 11
  3. 12
  4. 13
(정답률: 69%)
  • 0.01M NaOH는 강염기이며, NaOH는 수용액에서 완전이온화되어 Na+와 OH- 이온으로 분해됩니다. OH- 이온은 염기성 이온으로, 수용액에서 OH- 이온의 농도가 높아질수록 pH 값은 증가합니다. 따라서, 0.01M NaOH의 pH는 14-pOH로 계산하면 14-2=12가 됩니다. 따라서, 정답은 "12"입니다.
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51. 황산구리(CuSO4) 수용액에 10A의 전류를 30분 동안 가하였을 때, (-)극에서 석출하는 구리의 양은 약 몇 g인가? (단, Cu 원자량은 64이다.)

  1. 0.01g
  2. 3.98g
  3. 5.97g
  4. 8.45g
(정답률: 47%)
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52. 가스크로마토그래피의 기본 원리로 보기 어려운 것은?

  1. 이동상이 기체이다.
  2. 고정상은 휘발성 액체이다.
  3. 혼합물이 각 성분의 이동 속도의 차이 때문에 분리된다.
  4. 분리된 각 성분들은 검출기에서 검출된다.
(정답률: 73%)
  • 가스크로마토그래피에서 샘플을 분리하는 과정에서 고정상은 샘플을 분리하는 역할을 합니다. 이때 고정상은 휘발성 액체로 되어 있어서 샘플과 상호작용하여 분리를 도와주는 역할을 합니다. 따라서 고정상이 휘발성 액체가 아니라면 샘플과 상호작용하지 못하고 분리를 도와줄 수 없기 때문에 가스크로마토그래피의 기본 원리로 보기 어렵습니다.
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53. 다음 중 전위차법에서 사용하는 장치로 옳은 것은?

  1. 광원
  2. 시료용기
  3. 파장선택기
  4. 기준전극
(정답률: 68%)
  • 전위차법은 시료와 기준전극 사이의 전위차를 측정하여 시료의 전기적 특성을 분석하는 방법입니다. 따라서 기준전극은 전위차를 측정하는 기준이 되는 장치로 필수적입니다. 광원은 분광분석에서 사용되는 장치이며, 시료용기는 시료를 담는 용기, 파장선택기는 특정 파장의 빛을 선택하는 장치입니다.
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54. 유지의 추출에 사용되는 용제는 대부분 어떤 물질인가?

  1. 발화성 물질
  2. 용해성 물질
  3. 인화성 물질
  4. 폭발성 물질
(정답률: 64%)
  • 유지의 추출에 사용되는 용제는 대부분 인화성 물질입니다. 이는 유지를 용해시키기 위해 높은 온도를 필요로 하기 때문입니다. 인화성 물질은 높은 온도에서 불이 붙을 가능성이 있으므로 안전에 주의해야 합니다.
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55. 원자흡광광도법에서 빛의 흡수와 원자 농도와의 관계는?

  1. 비례
  2. 반비례
  3. 제곱근에 비례
  4. 제곱근에 반비례
(정답률: 67%)
  • 원자흡광광도법에서는 원자가 빛을 흡수할 때, 원자 내부 전자가 에너지를 흡수하고 상위 에너지 준위로 이동합니다. 이때 흡수된 빛의 양은 원자 내부 전자의 수와 비례합니다. 따라서 원자 농도가 증가하면 빛의 흡수도 증가하게 되므로, 빛의 흡수와 원자 농도는 비례 관계에 있습니다.
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56. 분극성의 미소전극과 비분극성의 대극과의 사이에 연속적으로 변화하는 전압을 가하여 전해에 의해 생긴 전류를 측정하여, 전압과 전류의 관계곡선(전류-전압 곡선)을 그려 이것을 해석하여 목적 성분을 분리하는 방법은?

  1. 전위차 분석
  2. 폴라로그래피
  3. 전해 중량분석
  4. 전기량 분석
(정답률: 64%)
  • 폴라로그래피는 전압과 전류의 관계를 측정하여 목적 성분을 분리하는 방법입니다. 이 방법은 분극성의 미소전극과 비분극성의 대극과의 사이에 연속적으로 변화하는 전압을 가하여 전해에 의해 생긴 전류를 측정하여 전류-전압 곡선을 그려 이를 해석하는 방법입니다. 이 방법은 전위차 분석, 전해 중량분석, 전기량 분석과는 다른 방법으로, 전압과 전류의 관계를 이용하여 목적 성분을 분리하는 것이 특징입니다. 따라서 정답은 "폴라로그래피"입니다.
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57. 가스크로마토그래피에서 사용되는 운반기체로서 가장 부적당한 것은?

  1. He
  2. N2
  3. H2
  4. C2H2
(정답률: 70%)
  • 가스크로마토그래피에서는 운반기체로서 불활성하고 안정적인 기체가 적합합니다. 그러므로 C2H2는 부적당한 선택입니다. C2H2는 불안정하고 화학적으로 반응하기 쉬우며, 화재와 폭발 위험이 있습니다. 따라서 가스크로마토그래피에서는 He나 N2, H2와 같은 안정적인 기체가 더 적합합니다.
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58. 1850cm-1에서 나타나는 벤젠 흡수피크의 몰흡광계수의 값은 4950M-1ㆍcm-1이다. 0.05mm 용기에서 이 피크의 흡광도가 0.01이 되는 벤젠의 몰농도는?

  1. 4.04×10-2M
  2. 4.04×10-3M
  3. 4.04×10-4M
  4. 4.04×10-5M
(정답률: 52%)
  • 흡광도(Absorbance)는 다음과 같은 식으로 정의됩니다.

    A = εbc

    여기서 A는 흡광도, ε는 몰흡광계수, b는 셀의 두께, c는 농도입니다.

    문제에서 주어진 값들을 대입하면 다음과 같습니다.

    0.01 = (4950 M^-1 cm^-1) x (0.05 cm) x c

    c = 4.04 x 10^-4 M

    따라서, 정답은 "4.04×10^-4M"입니다.
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59. 분광광도계에 사용 할 시료용기에 용액을 채울 때 어느 정도가 가장 적당한가?

  1. 1/2
  2. 1/3
  3. 2/3
  4. 1/4
(정답률: 81%)
  • 분광광도계에 사용하는 시료용기에는 일정한 광로를 가진 광학적인 경로가 있습니다. 이 경로에서 시료 용액이 흐르면서 빛의 흡수를 측정하게 됩니다. 만약 시료 용액이 너무 적게 채워지면 광로를 통과하는 빛의 길이가 충분하지 않아 정확한 측정이 어렵고, 반대로 너무 많이 채워지면 시료 용액이 광로를 막아 빛이 통과하지 못해 측정이 불가능해집니다. 따라서 시료 용기에 용액을 채울 때는 광로를 통과하는 빛의 길이를 고려하여 적당한 양을 채워야 합니다. 이 때, 보통은 시료 용기의 2/3 정도를 채우는 것이 가장 적당하다고 알려져 있습니다. 이는 광로를 통과하는 빛의 길이와 시료 용액의 양을 균형적으로 고려한 결과입니다. 따라서 정답은 "2/3"입니다.
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60. 분광광도계에서 정성분석에 대한 정보를 주는 흡수 스펙트럼 파장은 어느 것인가?

  1. 최저 흡수파장
  2. 최대 흡수파장
  3. 중간 흡수파장
  4. 평균 흡수파장
(정답률: 74%)
  • 분광광도계에서 정성분석에 대한 정보를 주는 흡수 스펙트럼 파장은 "최대 흡수파장" 입니다. 이는 해당 물질이 특정 파장에서 가장 많은 빛을 흡수하기 때문입니다. 이 파장은 물질의 분자 구조와 화학적 성질에 따라 달라지며, 이를 통해 물질의 종류를 파악할 수 있습니다.
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