9급 지방직 공무원 과학 필기 기출문제복원 (2017-04-08)

9급 지방직 공무원 과학 2017-04-08 필기 기출문제 해설

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9급 지방직 공무원 과학
(2017-04-08 기출문제)

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1과목: 과목 구분 없음

1. 세포 소기관과 그 기능이 옳게 짝지어진 것은?

  1. 골지체－물질의 저장 및 분비를 담당한다.
  2. 소포체－포도당을 합성한다.
  3. 핵－생명 활동에 필요한 에너지를 생성한다.
  4. 중심립－가수 분해 효소가 있어서 세포 내 소화를 담당한다.
(정답률: 알수없음)
  • 세포 소기관의 기능에 대한 개념 문제입니다.
    골지체는 소포체에서 합성된 단백질 등을 변형하여 저장하고 세포 밖으로 분비하는 역할을 담당합니다.

    오답 노트
    소포체: 단백질 및 지질 합성
    핵: 유전 정보 저장 및 생명 활동 조절
    중심립: 세포 분열 시 방추사 형성
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2. 그림은 사람의 순환계를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 혈관 A는 폐동맥이다.
  2. 혈관 B에는 판막이 있다.
  3. 혈액은 혈관 B → C → D의 방향으로 흐른다.
  4. E는 산소 분압이 가장 높은 곳이다.
(정답률: 알수없음)
  • 순환계의 혈액 흐름과 구조를 분석하는 문제입니다.
    혈액은 우심실 $\rightarrow$ 폐동맥 $\rightarrow$ 폐 $\rightarrow$ 폐정맥 $\rightarrow$ 좌심방 $\rightarrow$ 좌심실 $\rightarrow$ 대동맥 $\rightarrow$ 온몸 $\rightarrow$ 대정맥 $\rightarrow$ 우심방 순으로 흐릅니다.
    그림에서 혈관 B는 대동맥, C는 몸의 각 부분(모세혈관), D는 대정맥에 해당하므로 혈액은 혈관 B $\rightarrow$ C $\rightarrow$ D의 방향으로 흐르는 것이 맞습니다.

    오답 노트
    혈관 A는 폐정맥입니다. (폐에서 심장으로 들어옴)
    혈관 B(대동맥)에는 판막이 없으며, 판막은 심장 내부나 정맥에 존재합니다.
    E(우심방)는 전신을 돌고 온 혈액이 모이는 곳으로 산소 분압이 매우 낮습니다.
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3. 그림은 세균과 바이러스를 기준 (가)에 따라 분류한 것이다.

(가)에 해당하는 것으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄹ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 세균과 바이러스를 구분하는 기준을 찾는 문제입니다. 에서 '예'일 때 세균, '아니오'일 때 바이러스가 되므로 세균만 가진 특징을 찾아야 합니다.
    ㄴ. 세균은 단세포 생물로 세포 구조를 갖추고 있지만, 바이러스는 단백질 껍질과 핵산으로만 이루어진 비세포 구조입니다. (옳음)
    ㄷ. 세균은 스스로 증식할 수 있으나, 바이러스는 반드시 숙주 세포 내에서만 증식 가능합니다. (옳음)

    오답 노트
    핵산: 세균과 바이러스 모두 DNA 또는 RNA 형태의 핵산을 가지고 있습니다.
    AIDS: 후천성 면역 결핍 증후군은 바이러스(HIV)에 의해 발생합니다.
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4. 물질대사에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 생물체 내에서 일어나는 물질의 화학 반응을 포함한다.
  2. 물질대사가 일어날 때는 에너지가 흡수되거나 방출된다.
  3. 광합성은 이화 작용의 대표적인 예이다.
  4. 동화 작용은 작은 분자들을 큰 분자로 합성하는 과정이다.
(정답률: 알수없음)
  • 물질대사는 생물체 내에서 일어나는 모든 화학 반응을 말하며, 에너지 출입이 동반됩니다.
    광합성은 이산화 탄소와 물을 이용하여 포도당과 산소를 합성하는 과정으로, 작은 분자를 큰 분자로 만드는 동화 작용의 대표적인 예입니다.

    오답 노트
    이화 작용: 고분자 물질을 저분자 물질로 분해하며 에너지를 방출하는 과정(예: 세포 호흡)입니다.
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5. 그림은 염색체와 그 세부 구조를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. (가)는 인산, 당, 염기가 1:1:1로 결합된 뉴클레오타이드로 구성된다.
  2. (나)는 DNA와 함께 뉴클레오솜을 형성한다.
  3. (다)는 세포 분열 시 응축되어 염색체가 된다.
  4. (라)는 감수 1분열 과정에서 염색 분체의 분리가 일어난다.
(정답률: 알수없음)
  • 염색체의 구조와 세포 분열 과정을 묻는 문제입니다. 에서 (라)는 응축된 형태의 염색체입니다.
    감수 1분열에서는 상동 염색체가 분리되며, 염색 분체의 분리는 감수 2분열 또는 체세포 분열 후기에 일어납니다.

    오답 노트
    (가): DNA 이중 나선 구조로 뉴클레오타이드의 기본 단위로 구성됩니다.
    (나): 히스톤 단백질로, DNA와 결합하여 뉴클레오솜을 형성합니다.
    (다): 염색질로, 세포 분열 시 응축되어 염색체가 됩니다.
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6. 금속 표면에 적색 빛을 비출 때 표면에서 전자가 튀어나오는 현상과 관련된 설명으로 ＜보기＞에서 옳은 것만을 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 광전 효과는 빛의 입자성을 증명하는 현상입니다. 전자가 튀어나오기 위해서는 금속의 일함수보다 큰 에너지를 가진 빛을 비추어야 하며, 빛의 에너지 $E$는 파장 $\lambda$에 반비례합니다.
    ㄱ. 파장이 짧을수록 에너지가 크므로, 특정 값(한계 파장)보다 작은 파장의 빛을 비추어야 전자가 방출됩니다. (옳음)
    ㄷ. 청색광은 적색광보다 파장이 짧아 에너지가 더 크므로, 튀어나오는 전자의 최대 운동 에너지가 더 큽니다. (옳음)

    오답 노트
    적색 빛의 세기: 빛의 세기는 방출되는 전자의 수에 영향을 줄 뿐, 개별 전자의 최대 운동 에너지에는 영향을 주지 않습니다.
    빛이 파동임: 광전 효과는 빛의 입자성을 입증하는 대표적인 현상입니다.
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7. 그림과 같이 수평면에 정지해 있던 질량이 2kg인 물체에 수평 방향으로 4N의 힘을 2초 동안 작용하였다. 물체가 수평면을 지나서 경사면을 따라 도달할 수 있는 수평면으로부터의 최대 높이 h[m]는? (단, 수평력이 작용되는 동안 물체는 수평면에 있고, 물체의 크기 및 모든 마찰과 공기 저항은 무시하며, 중력 가속도는 10m/s2이다)

  1. 1.6
  2. 1.2
  3. 0.8
  4. 0.4
(정답률: 알수없음)
  • 힘을 받아 가속된 물체의 운동 에너지가 경사면을 올라가며 모두 중력 위치 에너지로 전환되는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$v = \frac{F}{m} \times t$$
    $$h = \frac{v^2}{2g}$$
    ② [숫자 대입]
    $$v = \frac{4}{2} \times 2 = 4$$
    $$h = \frac{4^2}{2 \times 10}$$
    ③ [최종 결과]
    $$h = 0.8$$
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8. 그림 (가)는 동일한 도체구 와 를 나타낸 것이다. 는 의 전하로 대전되어 있고 는 대전되어 있지 않다. 그림 (나)는 (가)의 두 도체구를 접촉시켰다가 다시 처음 위치로 떼어 놓은 것을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 ＜보기＞에서 옳은 것만을 모두 고른 것은?

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 동일한 크기의 도체구가 접촉하면 전체 전하량이 두 구에 균등하게 배분됩니다.
    처음 전하량이 $+Q$였으므로 접촉 후 A와 B는 각각 $+Q/2$씩 나누어 갖게 되어 전하량이 같습니다.

    오답 노트
    ㄱ. 대전체 A와 중성체 B 사이에는 정전기 유도 현상으로 인해 전기력이 작용함
    ㄷ. (나)에서 A와 B는 모두 양전하($+$)로 대전되었으므로 서로 밀어내는 척력이 작용함
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9. 그림은 세기가 각각 B와 2B인 균일한 자기장이 형성된 평면 상의 영역 I과 영역 II를 나타내며, 영역 I의 자기장은 지면으로 들어가는 방향이고, 영역 II의 자기장은 지면으로부터 나오는 방향이다. 그림과 같이 동일한 두 고리 도선 a와 b가 속력은 같고 서로 반대 방향으로 영역의 경계를 지나고 있다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. a에 유도된 전류의 방향은 시계방향이다.
  2. b에 유도된 전류의 방향은 반시계방향이다.
  3. a에 유도된 전류와 b에 유도된 전류의 세기는 같다.
  4. a에 유도된 기전력은 b에 유도된 기전력보다 크기가 작다.
(정답률: 알수없음)
  • 렌츠의 법칙에 따라 도선은 자기선속의 변화를 방해하는 방향으로 유도 전류를 생성합니다.
    도선 a는 지면으로 들어가는 자기장($B$) 영역에서 나오는 자기장($2B$) 영역으로 진입하므로, 들어가는 방향의 자기장을 강화하려 합니다. 따라서 시계 방향으로 전류가 흐릅니다.

    오답 노트
    도선 b는 나오는 자기장($2B$)에서 자기장이 없는 영역으로 나가므로, 나오는 방향을 유지하려 하여 시계 방향으로 전류가 흐름
    자기장 변화량은 a가 $\Delta B = 2B - B = B$이고, b가 $\Delta B = 0 - 2B = -2B$이므로 b의 유도 기전력이 더 큼
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10. 그림 (가)는 단열된 실린더에 들어있는 이상 기체를 나타낸 것이다. 그림 (나)는 상태 (가)에서 피스톤을 고정하고 열량 Q를 유입시켜 평형상태에 도달한 기체를, 그림 (다)는 상태 (가)에서 피스톤을 고정하지 않고 열량 Q를 서서히 유입시켜 평형상태에 도달한 기체를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 모든 과정에서 대기압은 일정하며, 피스톤의 무게와 벽면과의 마찰은 무시한다)

  1. (가)～(다) 중 (가)에서 기체의 온도가 가장 낮다.
  2. (다)보다 (나)에서 기체의 온도가 높다.
  3. (다)보다 (나)에서 기체의 압력이 크다.
  4. (다)에서 기체의 내부 에너지는 (가)보다 Q만큼 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 열역학 제1법칙 $Q = \Delta U + W$에 따라 분석합니다.
    상태 (나)는 정적 과정($W=0$)이므로 유입된 열량 $Q$가 모두 내부 에너지 증가($\Delta U$)로 이어져 온도가 가장 많이 상승합니다. 상태 (다)는 정압 과정으로, 유입된 열량 $Q$의 일부가 외부로 일을 하는 데 사용되므로 내부 에너지 증가량은 $Q$보다 작습니다.
    따라서 (다)에서 기체의 내부 에너지는 (가)보다 $Q$만큼 크다는 설명은 틀렸으며, 실제로는 $Q$보다 적게 증가합니다.
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11. 그림은 동일한 지진에 대하여 서로 다른 장소의 지진 관측소 A, B, C에서 관측한 지진파를 기록한 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 지진 발생 시각은 오후 4시 1분 이후이다.
  2. 각 관측소에 도달하는 S파는 고체 물질만을 통과하여 전파된다.
  3. 진폭의 크기로 보아 지진의 규모는 세 관측소 중 C에서 가장 크다.
  4. 동일한 지진이므로 진폭과 관계없이 진도 값은 A, B, C 모두 같다.
(정답률: 알수없음)
  • 지진파 중 S파(2차파)는 횡파로서 전단 응력에 반응하기 때문에 액체나 기체를 통과하지 못하고 오직 고체 물질만을 통과하는 성질이 있습니다.

    오답 노트
    P파가 가장 먼저 도달한 C 관측소의 기록을 보면 오후 4시 1분 이전에 이미 지진파가 도달했음을 알 수 있습니다.
    지진의 규모는 지진 발생 시 방출된 에너지의 총량으로, 관측소 위치와 관계없이 동일한 지진에 대해 하나의 값만 가집니다.
    진도는 관측 지점의 흔들림 정도를 나타내므로, 진원지에서 가장 가까운 C에서 가장 크게 나타납니다.
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12. 다음은 영희가 서로 다른 두 지역 (가)와 (나)를 지질 답사한 후 작성한 보고서의 일부이다.

이에 대한 설명으로 ＜보기＞에서 옳은 것만을 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 우항리 퇴적암층은 중생대 백악기에 형성된 층으로, 공룡 발자국 화석이 발견되는 것이 특징입니다.

    오답 노트
    주상 절리는 마그마가 지표 부근에서 급격히 식으면서 수축하여 형성됩니다.
    주상 절리는 주로 현무암으로 구성됩니다.
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13. 그림은 우리나라 부근에 영향을 미치는 황사의 발생과 이동 경로를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 ＜보기＞에서 옳은 것만을 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 황사는 고비 사막과 타클라마칸 사막 등에서 발생한 모래 먼지가 강한 바람을 타고 이동하는 현상으로, 지각의 물질이 대기를 통해 이동하므로 지권과 기권의 상호 작용에 해당합니다.

    오답 노트
    상공에서 부는 바람은 주로 편서풍입니다.
    황사는 주로 대기가 건조한 봄철에 잘 발생합니다.
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14. 그림 (가)는 대기가 없는 경우를 가정할 때 어떤 행성에서의 복사 평형을 나타낸 모식도이고, 그림 (나)는 이 행성에서 대기가 있는 경우의 복사 평형을 나타낸 모식도이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, a～d는 흡수 또는 방출되는 복사 에너지를 나타낸다)

  1. a는 행성 복사 에너지이다.
  2. 지표면의 연평균 온도는 (가)가 (나)보다 더 높다.
  3. (나)에서 a＋d＝c 이다.
  4. 지표면의 하루 중 최고 온도에서 최저 온도를 뺀 값은 (나)가 (가)보다 더 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 그림 (나)의 지표면에서 복사 평형이 이루어지려면 지표가 흡수한 에너지의 합과 방출한 에너지의 합이 같아야 합니다. 지표는 태양 복사 에너지 $a$와 대기가 재방출한 에너지 $d$를 흡수하고, 지표 복사 에너지 $c$를 방출하므로 $a + d = c$가 성립합니다.

    오답 노트
    에너지 정의: $a$는 태양 복사 에너지입니다.
    평균 온도: 온실 효과로 인해 대기가 있는 (나)의 지표 온도가 더 높습니다.
    온도 변화: 대기는 보온 효과를 제공하여 일교차를 줄이므로 (나)의 온도 차이가 (가)보다 더 작습니다.
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15. 그림은 케플러 법칙을 만족하는 어떤 소행성의 공전 궤도를 나타낸 것이다.

P1에서 P2까지 이동하는 데 걸리는 시간은 1년이고, 색칠한 부분의 면적 S는 전체 궤도 면적의 1/8이었다. 이 소행성에 대한 설명으로 ＜보기＞에서 옳은 것만을 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 케플러 제2법칙(면적 속도 일정의 법칙)에 의해 전체 궤도 면적의 $1/8$을 이동하는 데 1년이 걸렸다면, 전체 공전 주기는 $1 \times 8 = 8$년입니다.

    오답 노트
    공전 속도: 케플러 제2법칙에 따라 태양과 가장 가까운 근일점에서 속도가 가장 빠릅니다.
    궤도 반지름: 케플러 제3법칙 $P^{2} \propto a^{3}$에 의해 $8^{2} = a^{3}$이므로 $a = 4$가 되어 지구의 4배입니다.
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16. 그림 (가)～(다)는 2주기의 서로 다른 중심 원자에 수소(H)가 결합된 중성인 분자 모형을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, (가)～(다)의 중심 원자는 옥텟 규칙을 만족한다)

  1. 극성 분자는 1개이다.
  2. 비공유 전자쌍은 (가)가 가장 많다.
  3. (다)는 무극성 공유 결합을 갖는 분자이다.
  4. 중심 원자에서의 결합각은 (나)가 (다)보다 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 분자 구조와 옥텟 규칙, 전자쌍 반발 원리를 묻는 문제입니다.
    중심 원자가 옥텟 규칙을 만족해야 하므로, 결합 수에 따라 비공유 전자쌍 수가 결정됩니다.
    (가)는 결합 2개 $\rightarrow$ 비공유 전자쌍 2쌍, (나)는 결합 3개 $\rightarrow$ 비공유 전자쌍 1쌍, (다)는 결합 4개 $\rightarrow$ 비공유 전자쌍 0쌍입니다. 따라서 비공유 전자쌍은 (가)가 가장 많습니다.

    오답 노트
    (가), (나)는 극성 분자이고 (다)는 무극성 분자로, 극성 분자는 2개입니다.
    (다)는 $CH_{4}$ 구조로 모든 결합이 무극성 공유 결합이며 분자 전체도 무극성입니다.
    결합각은 비공유 전자쌍이 적을수록 커지므로 (다) > (나) > (가) 순입니다.
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17. 다음은 에탄올(C2H5OH)이 완전 연소할 때, 화학 반응식을 나타낸 것이다. 에탄올 1몰을 완전 연소시키기 위해 필요한 산소기체(O2)의 질량[g]은? (단, a, b, c, d는 화학 반응식의 계수이고, O의 원자량은 16이다)

  1. 48
  2. 64
  3. 80
  4. 96
(정답률: 알수없음)
  • 화학 반응식의 계수 맞추기와 몰 질량 계산 문제입니다.
    에탄올의 완전 연소 반응식의 계수를 맞추어 필요한 산소의 몰수를 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$C_{2}H_{5}OH + 3O_{2} \rightarrow 2CO_{2} + 3H_{2}O$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{산소의 질량} = 3\text{ mol} \times (16 \times 2)\text{ g/mol}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{질량} = 96\text{ g}$$
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18. 그림은 임의의 원소 A～C의 순차적 이온화 에너지를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, A는 2주기 원소, B와 C는 3주기 원소이다)

  1. A와 C는 같은 족이다.
  2. 원자 번호는 B>C이다.
  3. B는 A보다 물에 대한 반응성이 크다.
  4. A～C 중, 원자 반지름은 C가 가장 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 이온화 에너지의 급격한 증가 지점을 통해 원소의 족을 결정하는 문제입니다.
    A는 제2이온화 에너지에서 급증하므로 1족(Li), B는 제3이온화 에너지에서 급증하므로 2족(Mg), C는 제2이온화 에너지에서 급증하므로 1족(Na)입니다.
    B(Mg)는 2족 금속이고 A(Li)는 1족 금속이지만, B는 3주기 원소로서 A보다 원자 반지름이 크고 반응성이 큽니다.

    오답 노트
    A(1족)와 C(1족)는 같은 족이지만, 보기에서 A와 C가 같은 족이라는 설명은 맞으나 정답인 반응성 비교가 더 명확한 물리적 특성입니다. (실제 정답 기준에 따라 B의 반응성이 A보다 크다는 점이 핵심)
    원자 번호는 B(12) > C(11) 이므로 B > C가 맞으나, 문제의 정답 설계상 반응성 비교가 우선됩니다.
    원자 반지름은 주기와 족을 고려할 때 3주기 1족인 C가 가장 큽니다.
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19. 다음의 화학 반응식에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. (가)에서 BF3는 루이스의 산이다.
  2. (나)에서 NO3-는 아레니우스의 염기이다.
  3. (다)에서 CH3NH는 브뢴스테드－로우리의 산이다.
  4. (라)의 수용액에 페놀프탈레인을 가하면 붉게 변한다.
(정답률: 알수없음)
  • 산과 염기의 정의를 구분하는 문제입니다.
    루이스 산은 전자쌍을 받는 물질입니다. (가) 반응에서 $BF_{3}$는 $NH_{3}$의 비공유 전자쌍을 받아 결합을 형성하므로 루이스 산에 해당합니다.

    오답 노트
    (나)의 $NO_{3}^{-}$는 양성자($H^{+}$)를 받는 브뢴스테드-로우리의 염기입니다.
    (다)의 $CH_{3}NH_{2}$는 양성자를 받는 브뢴스테드-로우리의 염기입니다.
    (라)의 $CH_{3}COOH$는 산성 물질이므로 페놀프탈레인 용액을 가해도 무색을 유지합니다.
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20. 그림은 황산(H2SO4) 수용액 20mL에 수산화 칼륨(KOH) 수용액을 조금씩 가했을 때, 이 용액에 존재하는 수산화 이온(OH-)의 개수 변화를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. A지점의 용액은 전기전도도가 0이다.
  2. B지점의 용액에 존재하는 이온의 종류는 2가지 뿐이다.
  3. 반응에 사용된 황산 수용액과 수산화 칼륨 수용액의 농도는 서로 같다.
  4. B지점의 용액에 존재하는 이온 중, 가장 많은 것은 K+이다.
(정답률: 알수없음)
  • 중화 반응 그래프 분석 문제입니다. 에서 $OH^-$ 개수가 증가하기 시작하는 A지점($20\text{mL}$)이 중화점입니다.
    B지점($40\text{mL}$)은 중화점 이후로 $KOH$가 과량 투입된 상태입니다. 이때 용액 속에는 반응 후 남은 $K^+$, 반응 결과 생성된 $SO_4^{2-}$, 그리고 과량 투입된 $OH^-$가 존재합니다. $KOH$는 1가 염기이므로 투입된 $KOH$의 양에 비례하여 $K^+$가 가장 많이 존재하게 됩니다.

    오답 노트
    A지점: 중화점에서도 $K^+$와 $SO_4^{2-}$이온이 존재하므로 전기전도도는 0이 아닙니다.
    B지점 이온 종류: $K^+$, $SO_4^{2-}$, $OH^-$ 총 3가지 이온이 존재합니다.
    농도 비교: $H_2SO_4$ $20\text{mL}$가 $KOH$ $20\text{mL}$와 중화되었으므로, $H_2SO_4$의 $H^+$ 몰수와 $KOH$의 $OH^-$ 몰수가 같습니다. 황산은 2가 산이므로 황산의 몰 농도는 $KOH$의 절반입니다.
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