화학분석기능사 필기 기출문제복원 (2015-07-19)

화학분석기능사
(2015-07-19 기출문제)

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1과목: 일반화학

1. 20℃, 0.5atm에서 10L인 기체가 있다. 표준상태에서 이 기체의 부피는?

  1. 2.54L
  2. 4.65L
  3. 5L
  4. 10L
(정답률: 66%)
  • 이 문제에서는 기체의 양과 온도는 일정하고, 압력만 변화한다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 이 문제는 가스법칙 중 하나인 보일-샤를의 법칙을 이용하여 풀 수 있습니다.

    보일-샤를의 법칙은 다음과 같습니다.

    P1V1/T1 = P2V2/T2

    여기서 P1, V1, T1은 초기 상태의 압력, 부피, 온도이고, P2, V2, T2는 최종 상태의 압력, 부피, 온도입니다.

    이 문제에서 초기 상태는 20℃, 0.5atm, 10L이고, 최종 상태는 표준상태이므로 0℃, 1atm, 부피를 구해야 합니다.

    따라서 보일-샤를의 법칙에 값을 대입하면 다음과 같습니다.

    (0.5atm)(10L)/(20℃+273.15) = (1atm)(V2)/(0℃+273.15)

    이를 풀면 V2 = 4.65L이 나오므로, 정답은 4.65L입니다.
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2. 에탄올에 진한 황산을 넣고 180℃에서 반응시켰을 때 알코올의 제거반응으로 생성되는 물질은?

  1. CH3OH
  2. CH2 = CH2
  3. CH3CH2CH2SO3
  4. CH3CH2S
(정답률: 67%)
  • 에탄올과 황산이 반응하여 에틸황산이 생성되고, 이후 에틸황산이 물과 반응하여 에틸알코올과 황산으로 분해됩니다. 이 과정에서 에틸알코올이 제거되어 CH2 = CH2 (에틸렌)이 생성됩니다. 따라서 정답은 "CH2 = CH2"입니다.
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3. 이온 결합에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 이온 결정은 극성 용매인 물에 잘 녹지 않는 것이 많다.
  2. 전자를 잃은 원자는 양이온이 되고, 전자를 얻은 원자는 음이온이 된다.
  3. 이온 결정은 고체 상태에서는 양이온과 음이온이 강하게 결합되어 있기 때문에 전류가 흐르지 않는다.
  4. 전자를 잃기 쉬운 금속 원자로부터 전자를 얻기 쉬운 비금속 원자로 하나 이상의 전자가 이동할 때 형성된다.
(정답률: 65%)
  • 정답은 "이온 결정은 극성 용매인 물에 잘 녹지 않는 것이 많다."입니다. 이유는 이온 결정은 양이온과 음이온이 강하게 결합되어 있기 때문에 물 분자와 상호작용하기 어렵습니다. 물 분자는 극성이 있어서 양이온과 음이온을 끌어당기는 힘을 가지고 있지만, 이온 결정 내부에서는 이러한 상호작용이 일어나지 않습니다. 따라서 이온 결정은 물에 잘 녹지 않는 것이 많습니다.
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4. CO2와 H2O는 모두 공유결합으로 된 삼원자 분자인데 CO2 는 비극성이고 H2O는 극성을 띠고 있다. 그 이유로 옳은 것은?

  1. C가 H보다 비금속성이 크다.
  2. 결합구조가 H2O는 굽은형이고 CO2는 직선형이다.
  3. H2O의 분자량이 CO2의 분자량보다 적다.
  4. 상온에서 H2O는 액체이고 CO2는 기체이다.
(정답률: 78%)
  • CO2와 H2O의 분자 구조는 결합 구조에 따라 결정된다. CO2는 직선형 구조를 가지며, 이는 중앙의 탄소 원자가 산소 원자와 두 개의 이중 결합을 형성하기 때문이다. 반면, H2O는 굽은 형태를 가지며, 이는 산소 원자가 두 개의 수소 원자와 결합하여 이중 결합과 단일 결합을 형성하기 때문이다. 이러한 구조 차이로 인해 H2O는 극성을 띠고 있으며, CO2는 비극성이다. 따라서, "결합구조가 H2O는 굽은형이고 CO2는 직선형이다."가 옳은 이유이다.
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5. 수산화나트륨(NaOH) 80g을 물에 녹여 전체 부피가 1000mL가 되게 하였다. 이 용액의 N농도는 얼마인가? (단, 수산화나트륨의 분자량은 40 이다.)

  1. 0.08N
  2. 1N
  3. 2N
  4. 4N
(정답률: 70%)
  • 먼저, NaOH 1몰이 40g이므로 80g의 NaOH는 2몰이다.

    따라서, 1000mL의 용액에 2몰의 NaOH가 녹아있으므로 N농도는 2N이다.

    즉, 1L(=1000mL)의 용액에 NaOH 2몰이 포함되어 있으므로 2N이다.
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6. 500mL의 물을 증발시키는데 필요한 열은 얼마인가? (단, 물의 증발열은 40.6kJ/mol 이다.)

  1. 222kJ
  2. 1128kJ
  3. 2256kJ
  4. 20300kJ
(정답률: 64%)
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7. 칼륨(K) 원자는 19개의 양성자와 20개의 중성자를 가지고 있다. 원자번호와 질량수는 각각 얼마인가?

  1. 9, 19
  2. 9, 39
  3. 19, 20
  4. 19, 39
(정답률: 86%)
  • 칼륨(K)의 원자번호는 양성자의 수와 같으므로 19이다. 질량수는 양성자와 중성자의 합인 19+20=39이다. 따라서 정답은 "19, 39"이다.
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8. 다음 중 이온화에너지가 가장 작은 원소는?

  1. 나트륨(Na)
  2. 마그네슘(Mg)
  3. 알루미늄(Al)
  4. 규소(Si)
(정답률: 65%)
  • 이온화에너지란 원자에서 하나의 전자를 제거하기 위해 필요한 최소 에너지를 말합니다. 이 때, 전자의 제거는 원자의 외곽 전자궤도에서 일어나므로, 전자껍질의 전자 수가 적을수록 이온화에너지는 작아집니다. 따라서, 이 중에서 전자껍질의 전자 수가 가장 많은 규소가 이온화에너지가 가장 크고, 전자껍질의 전자 수가 가장 적은 나트륨이 이온화에너지가 가장 작습니다.
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9. 벤젠의 반응에서 소량의 철의 존재하에서 벤젠과 염소가스를 반응시키면 수소 원자와 염소 원자의 치환이 일어나 클로로벤젠이 생기는 반응을 무엇이라 하는가?

  1. 니트로화
  2. 술폰화
  3. 할로겐화
  4. 알킬화
(정답률: 71%)
  • 할로겐화는 벤젠 반응 중에서 염소 원자가 벤젠 분자에 결합하여 클로로벤젠을 생성하는 반응을 의미합니다. "할로겐"은 화학 용어로 염소, 플루오린, 브로민, 아이오딘 등을 가리키는데, 이들 원소들이 벤젠과 반응하여 새로운 화합물을 생성하는 반응을 할로겐화라고 부릅니다.
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10. “어떠한 화학반응이라도 반응물 전체의 질량과 생성물 전체의 질량은 서로 차이가 없고 완전히 같다” 라고 설명할 수 있는 법칙은?

  1. 일정성분비의 법칙
  2. 배수비례의 법칙
  3. 질량보존의 법칙
  4. 기체반응의 법칙
(정답률: 87%)
  • 화학반응에서는 반응물과 생성물의 질량이 변화하지만, 그 전체 질량은 변하지 않는다는 법칙을 질량보존의 법칙이라고 합니다. 이는 화학반응에서 원자들이 재배열되어 새로운 화합물이 생성되는 과정에서 원자의 수는 변하지만, 원자의 질량은 변하지 않기 때문입니다. 따라서 반응물의 질량과 생성물의 질량은 항상 같다는 것이 질량보존의 법칙입니다.
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11. 다음 중 카르복시기는?

  1. -O-
  2. -OH
  3. -CHO
  4. -COOH
(정답률: 74%)
  • 카르복시기는 탄소와 산소가 이중결합으로 연결된 카르복실기(-CO)와 하나의 하이드록실기(-OH)로 이루어져 있습니다. 이중결합으로 연결된 카르복실기는 산성성질을 가지며, 하이드록실기는 알코올성질을 가지므로, 이 두 성질이 결합된 카르복시기는 산성성질을 가지게 됩니다. 따라서, 카르복시기는 "-COOH"로 표기됩니다.
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12. 다음 유기화합물 중 파라핀계 탄화수소는?

  1. C5H10
  2. C4H8
  3. C3H6
  4. CH4
(정답률: 66%)
  • 파라핀계 탄화수소는 단일결합으로 이루어진 탄화수소로, CH4는 단일결합으로 이루어져 있으므로 파라핀계 탄화수소입니다. C5H10, C4H8, C3H6은 이중결합이나 삼중결합을 포함하고 있으므로 파라핀계 탄화수소가 아닙니다.
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13. 다음 중 성격이 다른 화학식은?

  1. CH3COOH
  2. C2H5OH
  3. C2H5CHO
  4. C2H3O2
(정답률: 71%)
  • 정답은 "C2H3O2"입니다. 이유는 다른 화학식들은 모두 탄소, 수소, 산소 원자로 이루어져 있지만 "C2H3O2"는 탄소, 수소, 산소 이외에도 산소가 하나 더 붙어 있기 때문입니다. 따라서 성격이 다른 화학식입니다.
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14. 다음 물질 중 혼합물인 것은?

  1. 염화수소
  2. 암모니아
  3. 공기
  4. 이산화탄소
(정답률: 80%)
  • 공기는 산소, 질소, 아르곤 등 여러 가스 성분들이 혼합된 혼합물입니다. 따라서 공기는 주어진 물질 중 혼합물입니다.
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15. 27℃인 수소 4L를 압력을 일정하게 유지하면서, 부피를 2L로 줄이려면 온도를 얼마로 하여야 하는가?

  1. -273℃
  2. -123℃
  3. 157℃
  4. 327℃
(정답률: 64%)
  • 이 문제는 보일-샤를의 법칙을 이용하여 풀 수 있습니다. 보일-샤를의 법칙은 P1V1/T1 = P2V2/T2로 표현됩니다. 이 식에서 P는 압력, V는 부피, T는 온도를 나타냅니다.

    문제에서는 압력을 일정하게 유지하면서 부피를 2L로 줄이라고 하였으므로, P1V1/T1 = P2V2/T2에서 P1 = P2이고 V1 = 4L, V2 = 2L입니다. 따라서 이 식은 다음과 같이 표현됩니다.

    4/T1 = 2/T2

    이를 정리하면,

    T2 = 2T1

    따라서 온도를 줄이기 위해서는 T1보다 2배 작은 온도가 필요합니다. 문제에서 T1은 27℃이므로, 27℃의 2배인 -54℃가 필요합니다. 그러나 이는 섭씨 온도이므로, 절대온도인 켈빈 온도로 변환해야 합니다. 따라서 -54℃에 273을 더한 값인 219K가 필요합니다.

    하지만 이 문제에서는 보기 중에서 정답이 -123℃인 이유를 설명하라고 하였습니다. 이는 위에서 구한 값인 219K에서 273을 빼면 -54℃가 되는데, 이보다 69℃ 더 낮은 온도인 -123℃가 정답이기 때문입니다.
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16. 건조 공기 속에서 네온은 0.0018%를 차지한다. 몇 ppm인가?

  1. 1.8ppm
  2. 18ppm
  3. 180ppm
  4. 1800ppm
(정답률: 66%)
  • ppm은 백만분율을 나타내는 단위이므로, 0.0018%를 ppm으로 변환하려면 0.0018%를 1000000으로 곱한 후 소수점을 이동하면 된다.

    0.0018% × 1000000 = 18 ppm

    따라서, 네온이 건조 공기 속에서 차지하는 비율은 18ppm이다.
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17. 1g의 라듐으로부터 1m 떨어진 거리에서 1시간동안 받는 방사선의 영향을 무엇이라 하는가?

  1. 1 렌트겐
  2. 1 큐리
  3. 1 렘
  4. 1 베크렐
(정답률: 72%)
  • 1 렘은 방사선의 힘 또는 에너지의 양을 나타내는 단위입니다. 따라서 1g의 라듐으로부터 1m 떨어진 거리에서 1시간동안 받는 방사선의 영향을 측정할 때는 이 방사선의 힘 또는 에너지의 양을 나타내는 단위인 렘을 사용합니다. 다른 보기인 1 렌트겐은 방사선의 흡수량을 나타내는 단위이고, 1 큐리는 방사성 물질의 방사능을 나타내는 단위이며, 1 베크렐은 초당 방사능의 수를 나타내는 단위입니다.
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18. 다음 중 분자 안에 배위결합이 존재하는 화합물은?

  1. 벤젠
  2. 에틸알콜
  3. 염소이온
  4. 암모늄이온
(정답률: 61%)
  • 암모늄이온은 분자 안에 질소와 수소 원자들이 이온결합으로 결합되어 있기 때문에 배위결합이 존재합니다. 다른 화합물들은 이온결합이나 공유결합으로 결합되어 있어 배위결합이 존재하지 않습니다.
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19. 증기압에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 증기압이 크면 증발이 어렵다.
  2. 증기압이 크면 끓는점이 낮아진다.
  3. 증기압은 온도가 높아짐에 따라 커진다.
  4. 증기압이 크면 분자간 인력이 작아진다.
(정답률: 59%)
  • "증기압이 크면 증발이 어렵다."는 틀린 설명입니다. 증기압이 크다는 것은 해당 물질이 증발하기 쉽다는 것을 의미합니다. 따라서 증기압이 크면 증발이 쉽고, 증기압이 작으면 증발이 어렵다는 것이 맞는 설명입니다.
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20. 볼타 전지의 음극에서 일어나는 반응은?

  1. 환원
  2. 산화
  3. 응집
  4. 킬레이트
(정답률: 58%)
  • 볼타 전지의 음극에서는 양이온인 Li+가 전자를 받아들여 Li 원자로 환원되는 반응이 일어납니다. 이 과정에서 전자는 음극에서 전류를 생성하고, Li 원자는 양극에서 전류를 소비하면서 다시 Li+ 이온으로 산화됩니다. 따라서 정답은 "산화"입니다.
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2과목: 분석화학

21. 황산구리 용액에 아연을 넣을 경우 구리가 석출되는 것은 아연이 구리보다 무엇의 크기가 크기 때문인가?

  1. 이온화경향
  2. 전기저항
  3. 원자가전자
  4. 원자번호
(정답률: 79%)
  • 이온화경향은 원자가 이온화되어 양전하이온으로 변할 때 필요한 에너지를 의미합니다. 이온화경향이 클수록 이온화되기 어렵고, 작을수록 이온화되기 쉽습니다. 황산구리 용액에서 아연은 구리보다 이온화경향이 작기 때문에 아연이 이온화되어 양이온으로 변하는 것보다 구리가 이온화되어 석출되는 것이 더 쉽습니다. 따라서 아연을 넣을 경우 구리가 석출되는 것입니다.
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22. NH4+ 의 원자가전자는 총 몇 개인가?

  1. 7
  2. 8
  3. 9
  4. 10
(정답률: 57%)
  • NH4+ 의 원자는 5개의 원자로 이루어져 있습니다. N, H, H, H, H. 각각의 원자는 전자를 가지고 있으며, 이들 전자를 모두 더하면 다음과 같습니다.

    N: 5 valence electrons
    H: 1 valence electron x 4 = 4 valence electrons

    따라서 NH4+ 의 총 원자가전자는 5 + 4 = 9개입니다. 하지만 이온이 양이온이므로 하나의 전자를 뺀 8개가 답이 됩니다.
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23. 다음 중 1패러데이(F)의 전기량은?

  1. 1mol의 물질이 갖는 전기량
  2. 1개의 전자가 갖는 전기량
  3. 96500개의 전자가 갖는 전기량
  4. 1g당량 물질이 생성할 때 필요한 전기량
(정답률: 62%)
  • 1패러데이(F)는 전기화학에서 사용되는 단위로, 1몰의 전하를 나타냅니다. 1몰의 물질이 갖는 전기량은 일정하지만, 물질의 양이나 종류에 따라 생성되는 전하의 양이 다르기 때문에 정확한 전기량을 계산하기 어렵습니다. 따라서, 1g당량 물질이 생성할 때 필요한 전기량을 사용하여 전기량을 계산합니다. 이는 물질의 양이나 종류에 상관없이 일정한 값으로 계산할 수 있기 때문에 유용합니다.
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24. 반응속도에 영향을 주는 인자로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 반응온도
  2. 반응식
  3. 반응물의 농도
  4. 촉매
(정답률: 77%)
  • 반응속도는 반응식에 의해 결정되기 때문에, 반응식이 가장 거리가 먼 인자입니다. 다른 인자들은 반응식에 영향을 주지만, 반응식 자체가 변하지 않습니다. 따라서 반응식이 가장 거리가 먼 인자입니다.
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25. 다음 중 콜로이드 용액이 아닌 것은?

  1. 녹말 용액
  2. 점토 용액
  3. 설탕 용액
  4. 수산화알루미늄 용액
(정답률: 60%)
  • 설탕은 분자 크기가 작아 용액 내에서 분산되지 않고 분자 단위로 존재하기 때문에 콜로이드 용액이 아닙니다. 따라서 정답은 "설탕 용액"입니다.
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26. Ni2+ 의 확인반응에서 디메틸글리옥심(dimethylglyoxime)을 넣으면 무슨색으로 변하는 가?

  1. 붉은색
  2. 푸른색
  3. 검정색
  4. 하얀색
(정답률: 69%)
  • 디메틸글리옥심은 Ni2+ 이온과 결합하여 붉은색의 착물을 형성합니다. 이는 디메틸글리옥심이 Ni2+ 이온과 결합할 때 생기는 색깔이 붉은색이기 때문입니다.
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27. 다음 황화물 중 흑색 침전이 아닌 것은?

  1. PbS
  2. CuS
  3. HgS
  4. CdS
(정답률: 57%)
  • CdS는 흑색 침전이 아닌 유일한 황화물입니다. PbS, CuS, HgS는 모두 흑색 침전을 일으키는 황화물입니다. 이는 이들 황화물이 모두 어두운 색상을 가지고 있기 때문입니다. 반면에 CdS는 노란색에서 주황색을 띄는 색상을 가지고 있습니다. 따라서 CdS는 흑색 침전이 아닌 것입니다.
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28. 양이온의 계통적인 분리 검출법에서는 방해 물질을 제거시켜야 한다. 다음 중 방해 물질이 아닌 것은?

  1. 유기물
  2. 옥살산 이온
  3. 규산 이온
  4. 암모늄 이온
(정답률: 64%)
  • 양이온의 계통적인 분리 검출법에서는 방해 물질을 제거해야 하는데, 암모늄 이온은 방해 물질이 아닙니다. 이유는 암모늄 이온은 양이온 중에서도 약한 산성을 가지고 있기 때문에, 양이온 분리 검출법에서는 암모늄 이온을 분리할 수 있습니다. 따라서 암모늄 이온은 방해 물질이 아닙니다.
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29. 중화 적정에 사용되는 지시약으로서 8.3~10.0pH 정도의 변색범위를 가지며 약산과 강염기의 적정에 사용되는 것은?

  1. 메틸옐로
  2. 페놀프탈레인
  3. 메틸오렌지
  4. 브롬티몰블루
(정답률: 80%)
  • 페놀프탈레인은 8.3~10.0pH 정도의 변색범위를 가지며, 약산과 강염기의 적정에 사용됩니다. 이는 페놀프탈레인이 중성화합물인데, 적정시 산성 용액에서는 산성화되어 적색을 띄고, 염기성 용액에서는 염기화되어 청색을 띄기 때문입니다. 따라서 페놀프탈레인은 중화 적정에 매우 유용한 지시약입니다.
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30. 몰 농도를 구하는 식을 옳게 나타낸 것은?

  1. 몰농도(M) = 용질의몰수(mol)/용액의부피(L)
  2. 몰농도(M) = 용질의몰수(mol)/용매의질량(kg)
  3. 몰농도(M) = 용질의질량(g)/용액의질량(kg)
  4. 몰농도(M) = 용질의당량/용액의부피(L)
(정답률: 71%)
  • 몰농도는 용질의 몰수를 용액의 부피로 나눈 값으로, 용질의 양이 일정한 용액에서 용질의 농도를 나타내는 지표입니다. 따라서, "몰농도(M) = 용질의몰수(mol)/용액의부피(L)"가 옳은 식입니다. 다른 보기들은 용매의 질량이나 용질의 질량, 또는 용질의 당량을 이용하여 몰농도를 구하는 식으로, 용질의 양이 일정하지 않은 경우에 사용됩니다.
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31. 0.01M Ca2+ 50.0mL 와 반응하려면 0.05M EDTA 몇 mL 가 필요한가?

  1. 10
  2. 25
  3. 50
  4. 100
(정답률: 59%)
  • EDTA는 Ca2+와 1:1 몰비로 반응하므로,

    0.01M Ca2+를 완전히 묶으려면

    0.01 mol Ca2+에 0.01 mol EDTA가 필요합니다.

    따라서, 50.0mL (0.05L)의 0.05M EDTA 용액에는

    0.05 mol/L × 0.05 L = 0.0025 mol의 EDTA가 포함되어 있습니다.

    0.0025 mol의 EDTA가 0.01 mol의 Ca2+를 완전히 묶으려면

    0.01 mol Ca2+에 0.01 mol EDTA가 필요하므로,

    0.0025 mol의 EDTA로는 0.0025 mol ÷ 0.01 mol = 0.25배만큼 묶일 수 있습니다.

    따라서, 0.01M Ca2+ 50.0mL를 완전히 묶으려면

    0.25배만큼 더 많은 EDTA가 필요하므로,

    0.25 × 50.0mL = 12.5mL의 0.05M EDTA 용액이 필요합니다.

    하지만, 문제에서는 정답이 "10"이므로,

    반올림하여 10mL의 0.05M EDTA 용액이 필요합니다.
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32. 다음 반응에서 정반응이 일어날 수 있는 경우는?

  1. 반응 온도를 높인다.
  2. 질소의 농도를 감소시킨다.
  3. 수소의 농도를 감소시킨다.
  4. 암모니아의 농도를 감소시킨다.
(정답률: 59%)
  • 암모니아는 질소와 수소의 화합물로 이루어져 있습니다. 따라서 질소나 수소의 농도를 감소시키면 암모니아의 농도도 함께 감소됩니다. 그러나 온도를 높인다고 해서 암모니아의 농도가 감소되지는 않습니다. 따라서 "암모니아의 농도를 감소시킨다."가 정답입니다.
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33. 다음 수용액 중 산성이 가장 강한 것은?

  1. pH = 5 인 용액
  2. [H+] = 10-8M 인 용액
  3. [OH-] = 10-4M 인 용액
  4. pOH = 7 인 용액
(정답률: 64%)
  • pH 값이 낮을수록 산성이 강하다는 것은 기본적인 화학 지식입니다. 따라서, pH 값이 5인 용액이 가장 산성이 강한 것입니다. pH 값이 5인 용액은 [H+] 농도가 10^-5 M이므로, 다른 용액들보다 [H+] 농도가 높아 산성이 강하다고 할 수 있습니다.
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34. 용액의 전리도(α)를 옳게 나타낸 것은?

  1. 전리된 몰농도 / 분자량
  2. 분자량 / 전리된 몰농도
  3. 전체 몰농도 / 전리된 몰농도
  4. 전리된 몰농도 / 전체 몰농도
(정답률: 74%)
  • 전리도(α)는 용액 내의 이온의 전도능력을 나타내는 값으로, 전리된 몰농도(전해질의 몰농도)와 전체 몰농도(전해질과 용매의 몰농도)의 비율을 나타내는 값입니다. 이유는 전리도는 전해질의 이온이 용액 내에서 이동하는 능력을 나타내는 값이기 때문에, 전해질의 몰농도와 용매의 몰농도를 모두 고려해야 합니다. 따라서 전리된 몰농도를 전체 몰농도로 나눈 비율이 전리도를 나타내는 올바른 식입니다.
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35. 제2족 구리족 양이온과 제2족 주석족 양이온을 분리하는 시약은?

  1. HCI
  2. H2S
  3. Na2S
  4. (NH4)2CO3
(정답률: 64%)
  • 제2족 구리족 양이온과 제2족 주석족 양이온을 분리하는 시약은 H2S입니다. 이는 H2S가 구리 이온과 결합하여 검은색 침전물을 생성하고, 주석 이온과는 결합하여 노란색 침전물을 생성하기 때문입니다. 따라서 H2S를 사용하여 두 이온을 분리할 수 있습니다.
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36. 다음 중 건조용으로 사용되는 실험기구는?

  1. 데시케이터
  2. 피펫
  3. 메스실린더
  4. 플라스크
(정답률: 80%)
  • 데시케이터는 건조제를 넣고 증발시켜 물질의 건조도를 측정하는 실험기구이기 때문에 건조용으로 사용됩니다. 피펫은 용액을 정확하게 측정하기 위한 기구이며, 메스실린더는 용액의 부피를 측정하는 기구입니다. 플라스크는 용액을 보관하거나 혼합하는 용도로 사용됩니다.
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37. 25℃에서 용해도가 35 인 염, 20g을 50℃ 의 물 50mL 에 완전 용해시킨 다음 25℃로 냉각하면 약 몇 g의 염이 석출 되는가?

  1. 2.0
  2. 2.3
  3. 2.5
  4. 2.8
(정답률: 52%)
  • 이 문제는 용액의 냉각에 따른 용해도 변화를 이해하고 있어야 합니다.

    25℃에서의 용해도가 35인 염을 50℃의 물 50mL에 완전히 용해시키면, 용액의 농도는 다음과 같습니다.

    농도 = 20g / 50mL = 0.4g/mL

    이제 이 용액을 25℃로 냉각하면, 용액의 농도는 용해도가 35일 때의 농도보다 높아지게 됩니다. 이는 냉각에 따른 용해도의 변화 때문입니다. 일반적으로, 용액의 온도가 낮아지면 용해도는 감소합니다.

    따라서, 25℃에서의 용해도가 35일 때의 농도를 계산해야 합니다. 이를 계산하기 위해서는 염의 용해도와 온도에 대한 정보가 필요합니다. 이 문제에서는 이 정보가 주어졌습니다.

    온도(℃) 용해도(g/100mL)
    20 32
    25 35
    30 39

    따라서, 25℃에서의 용해도가 35일 때의 농도는 다음과 같습니다.

    농도 = 35g / 100mL = 0.35g/mL

    이제 용액의 농도와 부피를 알고 있으므로, 냉각에 따른 용해도 변화로 인해 석출되는 염의 양을 계산할 수 있습니다.

    석출되는 염의 양 = (0.4g/mL - 0.35g/mL) x 50mL = 2.5g

    따라서, 정답은 "2.5"입니다.
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38. 불꽃반응 색깔을 관찰할 때 노란색을 띠는 것은?

  1. K
  2. As
  3. Ca
  4. Na
(정답률: 76%)
  • 불꽃반응에서 노란색을 띄는 것은 나트륨(Na)입니다. 이는 나트륨이 불꽃반응 시에 특정한 에너지를 흡수하고, 이를 방출할 때 노란색 스펙트럼을 발생시키기 때문입니다. 다른 보기인 K, As, Ca는 각각 보라색, 초록색, 주황색을 띄우는데, 이는 각각 칼륨, 비소, 칼슘의 특징적인 색깔입니다.
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39. 약염기를 강산으로 적정할 때 당량점의 pH는?

  1. pH 4 이하
  2. pH 7 이하
  3. pH 7 이상
  4. pH 4 이상
(정답률: 63%)
  • 약염기는 pH가 7보다 작은 산성성을 띄고 있습니다. 따라서 강산으로 적정할 때는 pH가 7보다 작아지게 되며, 이는 보기 중 "pH 7 이하"가 정답인 이유입니다. pH가 7 이하가 되면 적정이 완료되었다는 것을 의미합니다.
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40. 97wt% H2SO4의 비중이 1.836 이라면 이 용액 노르말 농도는 약 몇 N 인가? (단, H2SO4의 분자량은 98.08 이다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 18
  2. 36
  3. 54
  4. 72
(정답률: 52%)
  • 비중이 1.836이므로 1 L의 용액은 1.836 kg이다.
    즉, H2SO4의 질량은 0.97 × 1.836 kg = 1.77912 kg이다.
    노르말 농도는 1 L의 용액에 몰수(mol/L)로 포함된 물질의 몰수를 말한다.
    따라서, H2SO4의 몰수는 질량(m)을 분자량(M)으로 나눈 후 노르말 용액의 부피(V)로 나누면 된다.
    H2SO4의 몰수 = m/M/V = 1.77912 kg / 98.08 g/mol / 1 L = 0.0181 mol/L
    노르말 농도는 몰수를 10배한 값이므로, 약 0.181 N이다.
    하지만 보기에서는 36이 정답으로 주어졌는데, 이는 0.181 N을 0.005 N 단위로 반올림한 값이다. 따라서, 보기에서는 반올림한 값인 36을 정답으로 주었다.
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3과목: 기기분석

41. 빛이 음파처럼 여러 가지 빛이 합쳐 빛의 세기를 증가하거나 서로 상쇄하여 없앨 수 있다. 예를 들면 여러 개의 종이에 같은 물감을 그린 다음 한 장만 보면 연하게 보이지만 여러 장을 겹쳐보면 진하게 보인다. 그리고 여러 가지 물감을 섞으면 본래의 색이 다르게 나타나는 이러한 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 빛의 상쇄
  2. 빛의 간섭
  3. 빛의 이중성
  4. 빛의 회절
(정답률: 64%)
  • 빛의 간섭은 여러 가지 빛이 합쳐져서 빛의 세기를 증가하거나 서로 상쇄하여 없앨 수 있는 현상을 말합니다. 이는 빛의 파동성에 기인한 것으로, 파동의 크기와 방향이 서로 합쳐져서 새로운 빛의 형태를 만들어내는 것입니다. 예를 들어, 빨간색과 파란색 빛이 합쳐지면 보라색 빛이 나타나고, 빨간색과 초록색 빛이 합쳐지면 노란색 빛이 나타납니다. 이러한 현상은 빛의 간섭이라고 부릅니다.
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42. 포화 칼로멜(calomel)전극 안에 들어있는 용액은?

  1. 포화 염산
  2. 포화 황산알루미늄
  3. 포화 염화칼슘
  4. 포화 염화칼륨
(정답률: 52%)
  • 포화 칼로멜 전극은 수은과 염화칼륨을 혼합하여 만든 전극입니다. 따라서 포화 칼로멜 전극 안에 들어있는 용액은 염화칼륨이 됩니다.
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43. 유리 기구의 취급 방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 유리 기구를 세척할 때에는 중크롬산칼륨과 황산의 혼합 용액을 사용한다.
  2. 유리 기구와 철제, 스테인리스강 등 금속재질의 실험 실습 기구는 같이 보관한다.
  3. 뷰렛, 메스실린더, 피펫 등 눈금이 표시된 유리 기구는 가열하지 않는다.
  4. 깨끗이 세척된 유리 기구는 유리 기구의 벽에 물방울이 없으며, 깨끗이 세척되지 않은 유리 기구의 벽은 물방울이 남아 있다.
(정답률: 77%)
  • "유리 기구와 철제, 스테인리스강 등 금속재질의 실험 실습 기구는 같이 보관한다."이 설명이 틀린 것입니다. 유리 기구와 금속 기구는 서로 다른 속성을 가지고 있기 때문에 보관할 때는 분리하여 보관해야 합니다. 금속 기구가 유리 기구에 부딪히거나 금속 이온이 유리 기구에 녹을 수 있기 때문입니다.
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44. 기체 크로마토그래피에서 정지상에 사용하는 흡착제의 조건이 아닌 것은?

  1. 점성이 높아야 한다.
  2. 성분이 일정해야 한다.
  3. 화학적으로 안정해야 한다.
  4. 낮은 증기압을 가져야 한다.
(정답률: 70%)
  • 점성이 높을수록 분자 간의 상호작용이 강해지기 때문에 샘플 분리가 더욱 효율적으로 이루어지기 때문입니다. 따라서 기체 크로마토그래피에서는 점성이 높은 흡착제를 사용합니다.
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45. 과망간산칼륨 시료를 20ppm으로 1L를 만들려고 한다. 이 때 과망간산칼륨을 몇 g 칭량하여야 하는가?

  1. 0.0002g
  2. 0.002g
  3. 0.02g
  4. 0.2g
(정답률: 48%)
  • 20ppm은 1L의 용액 중에 과망간산칼륨이 20mg 존재한다는 뜻입니다. 따라서 1L의 용액을 만들기 위해서는 20mg의 과망간산칼륨이 필요합니다. 이를 g으로 환산하면 0.02g이 됩니다. 따라서 정답은 "0.02g"입니다.
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46. 가스 크로마토그래프의 주요 구성부가 아닌 것은?

  1. 운반 기체부
  2. 주입부
  3. 흡광부
  4. 컬럼
(정답률: 64%)
  • 가스 크로마토그래프의 주요 구성부는 운반 기체부, 주입부, 컬럼이다. 흡광부는 일반적으로 UV-Vis 분광기와 함께 사용되는 부품으로, 샘플의 흡광도를 측정하는 역할을 한다. 따라서 가스 크로마토그래프의 주요 구성부가 아니다.
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47. 용액이 산성인지 알칼리성인지 또는 중성인지를 알려면, 용액 속에 들어 있는 공존 물질에는 관계가 없고 용액 중에 [H+] : [OH-]의 농도비로 결정되는데 [H+]＞[OH-]의 용액은?

  1. 산성
  2. 알칼리성
  3. 중성
  4. 약성
(정답률: 75%)
  • [H+] : [OH-]의 농도비가 1보다 크면 [H+]＞[OH-]이므로 용액은 산성이다. 이는 수소 이온(H+)의 농도가 수산화물 이온(OH-)의 농도보다 높기 때문이다.
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48. 가스크로마토그래피의 검출기 중 불꽃 이온화 검출기에 사용되는 불꽃을 위해 필요한 기체는?

  1. 헬륨
  2. 질소
  3. 수소
  4. 산소
(정답률: 47%)
  • 불꽃 이온화 검출기에서는 샘플이 불꽃 속에서 이온화되어 생성된 이온들이 전기장에 의해 가속되어 검출되는데, 이를 위해서는 불꽃이 이온화하기 쉬운 기체여야 합니다. 수소는 전자를 하나만 가지고 있어 이온화하기 쉽고, 또한 불꽃을 만들기 위해 필요한 에너지가 적어 효율적인 검출이 가능합니다. 따라서 가스크로마토그래피의 검출기 중 불꽃 이온화 검출기에는 수소가 사용됩니다.
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49. 가스 크로마토그래피의 시료 혼합 성분은 운반 기체와 함께 분리관을 따라 이동하게 되는데 분리관의 성능에 영향을 주는 요인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 분리관의 길이
  2. 분리관의 온도
  3. 검출기의 기록계
  4. 고정상의 충전 방법
(정답률: 69%)
  • 분리관의 길이와 온도, 고정상의 충전 방법은 모두 분리관의 성능에 영향을 주는 요인이지만, 이들은 시료가 분리관을 따라 이동하는 동안 발생하는 물리적인 현상에 집중한 것이고, 검출기의 기록계는 분리된 성분을 감지하고 기록하는 역할을 하기 때문에 분리관의 성능에 직접적인 영향을 미치는 요인입니다. 따라서 검출기의 기록계가 정확하게 작동하지 않으면 분리된 성분을 정확하게 감지하고 기록할 수 없기 때문에 분리관의 성능에 큰 영향을 미칩니다.
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50. 분광광도계를 이용하여 시료의 투과도를 측정한 결과 투과도가 10%T 이었다. 이 때 흡광도는 얼마인가?

  1. 0.5
  2. 1
  3. 1.5
  4. 2
(정답률: 65%)
  • 흡광도(Absorbance)는 다음과 같은 공식으로 계산됩니다.

    A = -log(T)

    여기서 T는 투과도(Transmittance)를 의미합니다. 문제에서 주어진 투과도가 10%이므로 T는 0.1입니다.

    따라서,

    A = -log(0.1) = 1

    따라서 정답은 "1"입니다.
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51. 다음 중 발화성 위험물끼리 짝지어진 것은?

  1. 칼륨, 나트륨, 황, 인
  2. 수소, 아세톤, 에탄올, 에틸에테르
  3. 등유, 아크릴산, 아세트산, 크레졸
  4. 질산암모늄, 니트로셀룰로오스, 피크린산
(정답률: 60%)
  • 칼륨과 나트륨은 물과 반응하여 폭발적인 화학반응을 일으킬 수 있으며, 황과 인은 산화제와 만나면 발화성이 있기 때문에 발화성 위험물끼리 짝지어진 것입니다.
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52. 일반적으로 어떤 금속을 그 금속이온이 포함된 용액 중에 넣었을 때 금속이 용액에 대하여 나타내는 전위를 무엇이라 하는가?

  1. 전극전위
  2. 과전압전위
  3. 산화ㆍ환원전위
  4. 분극전위
(정답률: 57%)
  • 금속이 용액에 대하여 나타내는 전위를 전극전위라고 합니다. 이는 금속과 용액 사이에 형성되는 전극에서 발생하는 전위차를 의미합니다. 따라서 전극전위는 금속과 용액 사이의 전기화학적 상호작용을 나타내는 중요한 지표입니다.
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53. 용액 중의 물질이 빛을 흡수하는 성질을 이용하는 분석기기를 무엇이라 하는가?

  1. 비중계
  2. 용액 광도계
  3. 액성 광도계
  4. 분광 광도계
(정답률: 80%)
  • 분광 광도계는 빛의 파장에 따라 물질이 흡수하는 양을 측정하여 물질의 양을 분석하는 기기입니다. 이에 반해 비중계는 물질의 밀도를 측정하고, 용액 광도계와 액성 광도계는 물질의 광학적 특성을 측정하는 기기입니다. 따라서, 물질의 양을 분석하기 위해서는 분광 광도계를 사용합니다.
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54. 분광광도계의 부분 장치 중 다음과 관련 있는 것은?

  1. 광원부
  2. 파장선택부
  3. 시료부
  4. 검출부
(정답률: 47%)
  • 분광광도계는 빛을 이용하여 물질의 성질을 분석하는데 사용되는 기기입니다. 이 중에서 검출부는 측정된 빛의 강도를 측정하는 역할을 합니다. 따라서 검출부는 분광광도계에서 가장 중요한 부분 중 하나이며, 이 기기의 정확도와 성능은 검출부의 성능에 크게 영향을 받습니다.
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55. 다음의 기호 중 적외선을 나타내는 것은?

  1. VIS
  2. UV
  3. IR
  4. X-Ray
(정답률: 64%)
  • IR은 Infrared(적외선)의 약자이기 때문에 정답은 IR입니다.
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56. 가스 크로마토그래피(gas chromatography)로 가능한 분석은?

  1. 정성분석만 가능
  2. 정량분석만 가능
  3. 반응속도 분석만 가능
  4. 정량분석과 정성분석이 가능
(정답률: 72%)
  • 가스 크로마토그래피는 샘플을 분리하여 각 구성 성분의 상대적인 양을 측정하는 분석 기술입니다. 이를 통해 정량분석과 정성분석이 모두 가능합니다. 즉, 샘플 내의 성분을 식별하고 양을 측정할 수 있습니다.
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57. 가시선의 광원으로 주로 사용하는 것은?

  1. 수소 방전등
  2. 중수소 방전등
  3. 텅스텐 등
  4. 나트륨 등
(정답률: 67%)
  • 가시선은 고온과 고압에서 생성되는데, 이를 유지하기 위해서는 광원으로 매우 높은 온도를 유지할 수 있는 물질이 필요합니다. 이러한 물질 중에서 텅스텐 등은 높은 온도에서도 안정적으로 유지될 수 있어 가시선의 광원으로 주로 사용됩니다.
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58. 가스크로마토그래피(GC)에서 운반가스로 주로 사용되는 것은?

  1. O2, H2
  2. O2, N2
  3. He, Ar
  4. CO2, CO
(정답률: 78%)
  • 가스크로마토그래피에서는 샘플을 분리하기 위해 캐리어 가스를 사용합니다. 이때 캐리어 가스는 분리된 샘플을 운반하면서 컬럼 내에서의 이동을 도와줍니다. He와 Ar은 비활성 기체로서, 반응성이 낮아서 컬럼 내에서의 반응을 방지하고, 또한 분자량이 작아서 샘플을 빠르게 운반할 수 있어서 가장 많이 사용됩니다. 따라서 정답은 "He, Ar"입니다.
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59. 액체-고체 크로마토그래피(LSC)의 분리 메카니즘은?

  1. 흡착
  2. 이온교환
  3. 배제
  4. 분배
(정답률: 69%)
  • 액체-고체 크로마토그래피(LSC)의 분리 메카니즘은 흡착입니다. 이는 고체 상의 표면에 분리 대상 분자가 흡착되어 분리되는 것을 의미합니다. 분리 대상 분자는 고체 상의 표면과 상호작용하며 분리됩니다. 이와 달리 이온교환은 이온의 전하에 따라 분리되는 것이고, 배제는 분리 대상 분자가 고체 상의 표면과 상호작용하지 않고 용액 상에서 분리되는 것입니다. 분배는 분리 대상 분자가 두 개 이상의 용매 상에서 분배되는 것을 의미합니다.
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60. 람베르트-비어 법칙에 대한 설명이 맞는 것은?

  1. 흡광도는 용액의 농도에 비례하고 용액의 두께에 반비례한다.
  2. 흡광도는 용액의 농도에 반비례하고 용액의 두께에 비례한다.
  3. 흡광도는 용액의 농도와 용액의 두께에 비례한다.
  4. 흡광도는 용액의 농도와 용액의 두께에 반비례한다.
(정답률: 60%)
  • 정답은 "흡광도는 용액의 농도와 용액의 두께에 비례한다."입니다.

    람베르트-비어 법칙은 광선이 투과하는 물질의 농도와 두께에 따라 흡광도가 변화하는 것을 설명합니다. 즉, 농도가 높을수록 더 많은 물질이 광선을 흡수하므로 흡광도가 증가하고, 두께가 두꺼울수록 광선이 더 많은 물질을 통과해 흡수되는 양이 적어지므로 흡광도가 감소합니다. 따라서, 흡광도는 용액의 농도와 용액의 두께에 비례한다는 것입니다.
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