경찰공무원(순경) 과학 필기 기출문제복원 (2018-09-01)

경찰공무원(순경) 과학
(2018-09-01 기출문제)

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1. 다음 그림은 등속직선 운동으로 과속하는 자동차를 순찰차가 따라잡는 것을 나타낸 것이다. 과속차의 속력은 35 m/s로 일정하고 순찰차는 정지상태에서 출발하여 등가속도 운동으로 7 km를 이동 한 후 과속차를 그림과 같이 따라잡았다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉠㉢
  3. ㉡㉢
  4. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • ㉠. 순찰차의 평균 속력은 70 km/h이다.
    ㉡. 순찰차가 과속차를 따라잡은 시간은 100초이다.
    ㉢. 순찰차가 과속차를 따라잡은 지점에서 두 차의 거리는 700 m이다.

    ㉠은 등가속도 운동에서 초기속력이 0일 때 평균속력은 최종속력의 절반과 같다는 공식을 이용하여 계산할 수 있다. 따라서 (0 + 35) / 2 = 17.5 m/s 이므로, 17.5 m/s × 3.6 = 63 km/h 이다.

    ㉡은 등가속도 운동에서 시간과 이동거리, 초기속력, 가속도를 알고 있을 때 최종속력을 구하는 공식을 이용하여 계산할 수 있다. 따라서 7 km = 7,000 m, 초기속력은 0 m/s, 가속도는 a = (v - u) / t = (35 - 0) / t 이므로, t = 200 초이다. 따라서 순찰차가 과속차를 따라잡은 시간은 200 - 100 = 100 초이다.

    ㉢은 등가속도 운동에서 초기속력이 0일 때 이동거리와 가속도를 알고 있을 때 최종속력을 구하는 공식을 이용하여 계산할 수 있다. 따라서 이동거리는 7 km + 700 m = 7,700 m, 가속도는 위에서 구한 것과 같이 a = (35 - 0) / 200 이므로, 최종속력은 v = √(2ad) = √(2 × 0.175 × 7,700) = 70.7 m/s 이다. 따라서 두 차의 거리는 70.7 m/s × 100 초 = 7,070 m = 7 km + 70 m = 700 m 이다.

    따라서 정답은 "㉠㉡㉢" 이다.
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2. 다음 그림은 전하량이 각각 qA, qB이고, 서로 r만큼 떨어진 두 점전하 A, B를 나타낸 것이다. A는 양(+)전하이고, B의 오른쪽으로 r만큼 떨어진 점 P의 전기장은 0이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉢㉣
  4. ㉠㉣
(정답률: 알수없음)
  • 전하가 있는 점에서 떨어진 거리가 멀어질수록 전기장의 크기는 작아진다. 따라서 A에서 P까지의 거리가 B에서 P까지의 거리보다 가까우므로 A에서 P까지의 전기장이 더 크다. 따라서 P에서의 전기장이 0이 되기 위해서는 A의 전하가 P를 향해 떨어진 방향으로 B의 전하보다 더 많이 이동해야 한다. 따라서 qA > qB 여야 한다. 따라서 정답은 "㉢㉣"이다.
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3. 다음 그림은 공기 중에서 -z방향으로 진행하는 전자기파의 모습을 대략적으로 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉠㉢
  3. ㉢
  4. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • 전자기파는 전기장과 자기장이 직교하는 방향으로 전파되며, 이 그림에서는 전기장이 y축 방향으로, 자기장이 x축 방향으로 진행하고 있다. 따라서, 전자기파의 진행 방향은 z축 방향이다. 이에 따라, 옳은 보기는 "㉠㉢"이다. "㉠㉡"은 전자기파의 진행 방향이 아닌 전기장의 진행 방향을 나타내고 있으며, "㉢"는 전자기파의 진행 방향과 자기장의 진행 방향을 모두 포함하지 않는다. "㉠㉡㉢"는 모든 방향을 포함하고 있지만, 전자기파의 진행 방향을 강조하지 않는다.
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4. 다음 그림은 균일한 자기장 영역으로 한 개의 사각형 도체고리가 중력에 의해 아랫방향(-y방향)으로 떨어지고 있는 모습을 (가), (나), (다) 순으로 나타낸 것이다. (가)는 고리가 자기장 영역으로 들어갈 때, (나)는 자기장 영역 내에 있을 때, (다)는 자기장 영역에서 빠져나올 때를 나타낸다. 자기장의 방향은 xy평면에 수직으로 들어가는 방향이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉠㉢
  3. ㉡㉣
  4. ㉠㉡㉣
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "㉠㉡"이다.

    고리가 자기장 영역으로 들어갈 때 (가), 자기장 영역 내에 있을 때 (나), 자기장 영역에서 빠져나올 때 (다)의 상황에서 모두 자기장의 방향과 고리의 운동 방향이 서로 수직하므로, 로렌츠 힘의 크기는 최대가 되고 방향은 운동 방향과 반대 방향이 된다. 따라서 고리는 자기장 영역으로 들어갈 때, 자기장 영역 내에 있을 때, 자기장 영역에서 빠져나올 때 모두 y방향으로 가속되며, 이에 따라 고리의 운동 방향이 바뀌게 된다.

    따라서 (가)에서는 고리가 y방향으로 가속되며, 운동 방향이 x방향에서 y방향으로 바뀌게 된다. (나)에서는 고리가 y방향으로 등속운동을 하며, 운동 방향이 y방향으로 유지된다. (다)에서는 고리가 y방향으로 가속되며, 운동 방향이 y방향에서 x방향으로 바뀌게 된다.

    따라서 (가)에서는 로렌츠 힘의 방향이 x방향에서 y방향으로 바뀌게 되므로, 고리는 시계 방향으로 회전하게 된다. (나)에서는 로렌츠 힘의 방향이 y방향이므로, 고리는 회전하지 않는다. (다)에서는 로렌츠 힘의 방향이 y방향에서 x방향으로 바뀌게 되므로, 고리는 반시계 방향으로 회전하게 된다.

    따라서 (가)에서는 "㉠"이, (나)에서는 "㉡"이, (다)에서는 "㉠"이 되므로, 정답은 "㉠㉡"이다.
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5. 다음 그림은 질량이 서로 다른 물체 A, B가 액체에 잠겨 정지해 있는 상태를 나타낸 것이다. A는 부피의 2/3가, B는 완전히 잠겨 있다. 물체 A, B의 부피는 V로 같고, 액체의 밀도는 ρ이며 일정하다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉠㉢
  3. ㉡㉢
  4. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • ㉠. 물체 A의 무게는 물체 B의 무게보다 가벼우므로 액체 위로 떠오르는 힘이 더 크다. 따라서 물체 A는 액체 위로 떠오르고, 물체 B는 액체 안에 완전히 잠겨 있다.
    ㉡. 물체 A의 부피는 완전히 잠겨 있지 않으므로 액체 위로 떠오르는 부피는 V의 1/3이다. 따라서 물체 A의 무게는 (V/3) × ρ × g 이다.
    ㉢. 물체 B는 완전히 잠겨 있으므로 액체 위로 떠오르는 부피는 없다. 따라서 물체 B의 무게는 V × ρ × g 이다.
    따라서 물체 A의 무게는 물체 B의 무게보다 가벼우므로 ㉠이 옳고, 물체 A와 B의 부피와 액체의 밀도가 같으므로 ㉡㉢가 모두 옳다. 따라서 정답은 "㉠㉡㉢"이다.
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6. 다음은 여러 가지 생명체에서 나타나는 공통적인 생명 현상에 대한 설명이다. 옳은 것만을 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉡㉢
  2. ㉠㉣
  3. ㉠㉢㉣㉤
  4. ㉡㉢㉣㉤
(정답률: 알수없음)
  • 공통적인 생명 현상은 "자기증식"이다. 이는 생명체가 자신의 유전자를 복제하여 후손을 만들어내는 현상을 말한다. 이는 세포분열을 통해 일어나는 경우도 있고, 생식세포를 통해 일어나는 경우도 있다. 따라서 정답은 "㉠㉢㉣㉤"이다.

    - "㉡㉢": 이는 "유전자 전달"을 나타내는데, 이는 생명체가 부모로부터 유전자를 물려받아 후손에게 전달하는 현상을 말한다. 자기증식과는 다른 개념이다.
    - "㉠㉣": 이는 "자기수정"을 나타내는데, 이는 생명체가 자신의 유전자를 수정하여 적응력을 높이거나 변이를 일으키는 현상을 말한다. 자기증식과는 다른 개념이다.
    - "㉡㉢㉣㉤": 이는 "자기증식"을 나타내는데, 위에서 설명한 대로 생명체가 자신의 유전자를 복제하여 후손을 만들어내는 현상을 말한다.
    - "㉡㉢㉣㉤": 이는 "자기증식"과 "유전자 전달"을 모두 포함하는 개념으로, 생명체가 자신의 유전자를 복제하여 후손을 만들어내는 동시에, 부모로부터 유전자를 물려받아 후손에게 전달하는 현상을 말한다. 하지만 "자기수정"은 포함하지 않는다.
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7. 다음 표는 생물의 세포에 들어 있는 염색체 수를 나타낸 것이다. 소는 한 쌍의 성염색체에 의해 성별이 결정된다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은? (단, 돌연변이는 고려하지 않는다.)

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉠㉢
  4. ㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • ㉠은 옳은 설명이다. 소는 한 쌍의 성염색체에 의해 성별이 결정되며, 이 중 수컷은 XY, 암컷은 XX로 구성된다. 따라서 소의 염색체 수는 60이며, 이 중 29쌍은 성염색체이다. 이 중 28쌍은 일반 염색체이고, 마지막 29번째 쌍이 성염색체이다. 이 때, 수컷은 X와 Y를 가지고 있으므로 29번째 쌍의 염색체 수는 1쌍이다. 반면 암컷은 XX를 가지고 있으므로 29번째 쌍의 염색체 수는 2쌍이다. 따라서 표에서 소의 염색체 수를 보면 수컷은 59, 암컷은 60으로 나타난다.
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8. 다음 그림은 성염색체에 존재하는 유전자로 인해 나타나는 어떤 유전병에 대한 가계도이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은? (단, 돌연변이와 교차는 고려하지 않는다.)

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉠㉢
  4. ㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • ㉠. 이 유전병은 성염색체에 위치한 유전자로 인해 발생하며, X-링크 연관성 유전병이다. 따라서, 이 유전병은 주로 남성에게 나타나며, 여성은 표현형을 나타내지 않거나 가벼운 증상을 보일 수 있다.

    ㉡. 이 유전병은 자동연관성 유전병이 아니므로, 부모가 모두 정상이더라도 자식이 환자가 될 수 있다.

    ㉢. 아버지가 환자이므로, 그의 X-염색체는 반드시 비정상적인 것이다. 이에 따라, 그의 모든 딸은 비정상적인 X-염색체를 받게 되며, 그 중 절반은 환자가 된다. 그러나, 그의 아들은 비정상적인 X-염색체를 받지 않으므로, 이 유전병에 걸리지 않는다.

    따라서, 정답은 "㉠㉢" 이다.
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9. 다음은 인체에서 혈당량 조절 과정을 설명한 것이다. 옳은 것만을 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉣
  2. ㉡㉢
  3. ㉠㉡㉢
  4. ㉠㉡㉣
(정답률: 알수없음)
  • 혈당이 증가하면 인슐린이 분비되어 간에서 글루코오스를 저장하고 근육과 지방세포에서 글루코오스를 흡수하여 혈당을 낮춘다. 혈당이 감소하면 글루카곤이 분비되어 간에서 저장된 글루코오스를 분해하여 혈당을 높인다. 따라서, 혈당 조절 과정에서 인슐린과 글루카곤이 함께 작용하여 혈당을 조절하므로 "㉠㉡㉣"이 정답이다.
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10. 다음 그림은 생태계를 구성하는 요소들과 그들 간의 관계를 나타낸 것이다. (가), (나), (다)는 구성 요소 간의 영향을 나타낸다. 이에 대한 설명으로 가장 적절하지 않은 것은?

  1. 외래 곤충과 토종 곤충 간의 경쟁은 (다)에 해당한다.
  2. (나)가 증가할 경우 (가)는 감소한다.
  3. 녹색 식물에 의해 그늘이 형성되어 지표면의 온도가 낮아지는 것은 (가)에 해당한다.
  4. 개체군 A는 한 종의 개체들로 구성된다.
(정답률: 알수없음)
  • (나)가 증가할 경우 (가)는 감소한다는 이유는, 외래 곤충이 증가하면서 토종 곤충의 자원을 뺏어가고, 먹이 사슬에서 상위에 위치한 포식자인 새나 포유류 등의 포식자들도 영향을 받아 개체 수가 감소하기 때문이다. 따라서 (가)인 토종 곤충의 개체 수는 감소하게 된다.
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11. 다음 그림은 어느 해 동짓날 금성, 지구, 목성의 태양에 대한 상대적 위치를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 가장 적절하지 않은 것은? (단, 관측자의 위치는 북반구 중위도 지역이다.)

  1. A 부근을 지날 때 금성은 순행한다.
  2. B일 때 금성의 적경은 태양보다 크다.
  3. C일 때 금성의 위상은 하현달 모양이다.
  4. 우리나라에서 관측된 태양의 남중고도는 목성보다 높다.
(정답률: 알수없음)
  • 우리나라에서 관측된 태양의 남중고도가 목성보다 높은 이유는 지구가 태양 주위를 공전하는 궤도에서 목성보다 더 가까이 위치하기 때문이다. 이로 인해 지구에서 태양을 관측할 때 태양이 더 높게 떠오르게 되어 남중고도가 높아지게 된다.
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12. 다음 표는 서로 다른 성질의 (가)와 (나) 용암의 특성을 나타낸 자료이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉣
  3. ㉠㉡㉢
  4. ㉠㉢㉣
(정답률: 알수없음)
  • (가) 용암은 규산성 용암으로 규산암을 형성하고, (나) 용암은 알칼리성 용암으로 안산암을 형성한다. 이는 용암의 화학적 성질에 따른 차이이다. 또한, (가) 용암은 점성이 높고, (나) 용암은 점성이 낮다. 이는 용암의 물리적 성질에 따른 차이이다. 따라서, (가)와 (나) 용암은 화학적, 물리적 성질 모두에서 차이가 있으며, 이를 종합하여 보면 (㉡)이 정답이다.
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13. 다음 그림은 지구를 제외한 태양계 행성들을 특징에 따라 분류하는 과정을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉣
  3. ㉠㉡㉢
  4. ㉠㉡㉢㉣
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "㉠㉡"이다.

    태양계 행성들은 크기, 구성물, 궤도 등의 특징에 따라 분류할 수 있다.

    먼저 크기에 따라 분류하면, 가장 큰 것부터 크기순으로 주성, 대형 행성, 중형 행성, 소형 행성, 왜성, 소행성, 유성 순으로 나열할 수 있다.

    그 다음으로 구성물에 따라 분류하면, 가스 행성과 암석 행성으로 나눌 수 있다. 가스 행성은 수소와 헬륨 등의 가스로 이루어져 있으며, 암석 행성은 지구와 같이 암석으로 이루어져 있다.

    마지막으로 궤도에 따라 분류하면, 내부 행성과 외부 행성으로 나눌 수 있다. 내부 행성은 태양에 가까운 궤도를 돌며, 암석 행성으로 이루어져 있고, 외부 행성은 태양에서 멀리 떨어진 궤도를 돌며, 가스 행성으로 이루어져 있다.

    따라서, 태양계 행성들을 크기, 구성물, 궤도에 따라 분류하면 "㉠㉡"이 정답이다.
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14. 다음 표는 서로 다른 두 전선의 특징을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉡㉢
  4. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • 전선 A는 직경이 크고, 저항이 작은 동시에 전류의 양에 따라 전압이 변하지 않는다는 특징을 가지고 있으며, 전선 B는 직경이 작고, 저항이 크며 전류의 양에 따라 전압이 변하는 특징을 가지고 있다. 따라서, 전기 회로에서 전압이 일정하게 유지되어야 하는 경우에는 전선 A를 사용하면 좋고, 전류가 많이 흐르는 경우에는 전선 B를 사용하는 것이 좋다. 이에 따라 "㉠"가 정답이다.
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15. 다음 그림은 암석의 순환 과정을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉠㉢
  4. ㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • 암석의 순환 과정은 암석이 용액 상태에서 결정체로 변화하고, 그 결정체가 지각 내부로 이동하여 압력과 온도가 변화하면서 다시 용액 상태로 돌아가는 과정이다. 이 과정에서 "㉠"는 암석이 용액 상태에서 결정체로 변화하는 과정을 나타내는 것이다.
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16. 다음은 다이크로뮴산 칼륨이 물, 황과 반응하여 산화 크로뮴이 생성되는 반응을 나타낸 것이다. 반응 계수 a, b, c, d를 옳게 표시한 것은?

  1. a=1, b=2, c=4, d=2
  2. a=2, b=2, c=3, d=3
  3. a=2, b=1, c=4, d=3
  4. a=2, b=2, c=4, d=3
(정답률: 알수없음)
  • 다이크로뮴산 칼륨(K2Cr2O7)은 산화제이며, 물(H2O)과 반응하면 수소(H2)와 산화 크로뮴(Cr2O3)을 생성한다. 황(S)과 반응하면 이온화된 황(SO42-)과 산화 크로뮴(Cr2O3)을 생성한다. 따라서, 반응식을 적절히 조합하면 다음과 같은 식이 나온다.

    2K2Cr2O7 + 2H2O + 3S → 4KHSO4 + Cr2O3

    따라서, a=2, b=2, c=4, d=3 이다.
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17. 다음 그림은 3가지 탄화수소의 구조식을 나타낸 것이다. 이에 대한 옳은 설명만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉠㉣
  4. ㉠㉢㉣
(정답률: 알수없음)
  • 설명:
    - 1번 탄화수소는 메테인으로, 탄소 원자 1개와 수소 원자 4개로 이루어져 있으며, 모든 원자가 하나의 평면에 위치한다.
    - 3번 탄화수소는 프로필렌으로, 탄소 원자 3개와 수소 원자 6개로 이루어져 있으며, 중앙에 있는 탄소 원자를 중심으로 양쪽으로 뻗어나가는 형태를 가진다.
    - 2번 탄화수소는 에틸렌으로, 탄소 원자 2개와 수소 원자 4개로 이루어져 있으며, 두 개의 탄소 원자가 이중결합으로 결합하여 하나의 평면에 위치한다.
    - 따라서, 옳은 설명은 "㉠㉣"이다.
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18. 다음은 철과 관련된 화학 반응식이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉠
  3. ㉢
  4. ㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • 화학 반응식에서 철은 Fe로 표기되고, 황산은 H2SO4로 표기된다. 이 반응식은 철과 황산이 반응하여 철(II) 황산과 수소가 생성되는 것을 나타낸다. 이 중에서 옳은 설명은 "㉠"이다. 이유는 철(II) 황산은 FeSO4로 표기되며, 이것은 철의 이온과 황산 이온이 결합하여 생성된 화합물이다. 반면에 "㉡"은 철과 황산이 반응하여 철(III) 황산과 수소가 생성되는 것으로 잘못된 반응식이다. "㉢"는 철과 질산이 반응하는 반응식이고, "㉡㉢"는 철과 황산, 질산이 모두 반응하는 반응식이다.
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19. 다음은 산·염기와 관련된 화학반응이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. (가)에서 H2O는 H3O+의 짝산이다.
  2. (나)에서 CH3NH2는 아레니우스 염기이다.
  3. (다)에서 H2O는 브뢴스텐드-로우리 산이다.
  4. (라)에서 H2O는 루이스 산이다.
(정답률: 알수없음)
  • 산과 염기의 정의에 따라, 산은 수소 이온을 생성하는 화학물질이며, 염기는 수소 이온을 받아들이는 화학물질이다. 이 반응에서 HCl은 수소 이온을 생성하므로 산이며, NaOH는 수소 이온을 받아들이므로 염기이다. 이 반응에서 H2O는 HCl의 수소 이온을 받아들이므로 염기이다. 따라서 정답은 "(가)에서 H2O는 H3O+의 짝산이다."이다. (다)에서 H2O는 브론스테드-로우리 이론에서 산의 정의인 수소 이온을 생성하는 화학물질이 아니므로 틀린 설명이다.
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20. 다음 화학 반응식은 탄산 칼슘(CaCO3)과 묽은 염산(HCl)의 반응을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉠㉢
  4. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • 탄산 칼슘과 묽은 염산의 반응은 중화 반응이다. 이 반응에서 탄산 칼슘은 탄산 이온과 칼슘 이온으로 분해되고, 염산은 수소 이온과 염 이온으로 분해된다. 그리고 수소 이온과 탄산 이온이 결합하여 이산화탄소와 물이 생성된다. 따라서, 반응식에서 나타난 3개의 생성물은 모두 용해도가 높은 물질이므로 용액에서 존재한다. 이에 대한 화학 반응식은 다음과 같다.

    CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O

    따라서, 정답은 "㉠㉡"이다.
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