수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2006-04-19)

수능(화학I) 2006-04-19 필기 기출문제 해설

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수능(화학I)
(2006-04-19 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 표는 물질 A~D의 몇 가지 성질을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 물질 A는 물($H_{2}O$), B는 암모니아($NH_{3}$), C는 질소($N_{2}$), D는 메테인($CH_{4}$)입니다.
    B(암모니아)는 극성 분자로 무극성인 C(질소)보다 물에 더 잘 녹으며, A(물)는 강한 수소 결합을 하므로 B보다 분자 간 인력이 큽니다.

    오답 노트
    C의 끓는점은 $-196^{\circ}C$로 상온에서 기체입니다.
    D(분자량 16)의 끓는점이 C(분자량 28)보다 높으므로 분자량이 클수록 끓는점이 높다는 것은 틀린 설명입니다.
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2. 그림은 일정량의 기체가 들어 있는 주사기를 고무마개에 꽂아 플라스크의 입구를 막은 후 플라스크 안에 공기를 더 넣을 때 (가)와 뺄 때 (나), 주사기 속 기체의 부피 변화를 나타낸 것이다.

(가), (나)의 주사기 속 기체에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 온도는 일정하다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 온도가 일정할 때 기체의 부피는 압력에 반비례한다는 보일의 법칙을 적용하는 문제입니다.
    플라스크에 공기를 넣으면 내부 압력이 증가하고, 공기를 빼면 압력이 감소합니다. 이때 주사기 속 기체의 부피가 감소(가)하거나 증가(나)하는 것은 외부 압력 변화에 반응하는 것입니다.
    ㄴ. 보일의 법칙에 따라 압력이 증가하면 부피가 감소하고, 압력이 감소하면 부피가 증가하므로 옳은 설명입니다.
    ㄷ. 주사기 속 기체의 양(몰수)은 고무마개로 막혀 있어 일정하게 유지되므로 옳은 설명입니다.
    오답 노트
    ㄱ. 온도가 일정하므로 기체의 평균 운동 에너지는 변하지 않습니다.
    ㄹ. 기체의 밀도는 $\text{밀도} = \frac{\text{질량}}{\text{부피}}$이므로, 부피가 변하면 밀도도 함께 변합니다.
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3. 크기가 같은 두 개의 플라스크에 기체 A, B를 각각 1기압이 되도록 넣은 다음 동시에 두 콕을 열었더니, 두 기체가 반응하여 그림과 같이 흰 연기가 생성되었다.

기체 A, B의 물리량을 바르게 비교한 것을 <보기>에서 고르면? (단, 온도는 일정하다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 흰 연기가 A와 B의 중간 지점에서 생성된 것은 두 기체의 확산 속도가 같음을 의미합니다.
    온도가 일정할 때 확산 속도는 분자량의 제곱근에 반비례하며, 평균 운동 에너지는 온도에만 의존하여 동일합니다.
    그림에서 연기가 정확히 중앙에 형성되었다면 $A$와 $B$의 분자량과 평균 속력이 같아야 하지만, 보기의 정답이 ㄱ, ㄴ인 것으로 보아 연기가 B 쪽에 더 가깝게 형성된 상황(A의 속력이 더 빠름)을 전제로 합니다.
    평균 속력이 $A > B$이면 분자량(상대적 질량)은 $A < B$가 됩니다.

    오답 노트
    ㄷ: 온도가 일정하므로 평균 운동 에너지는 동일함
    ㄹ: 동일 온도, 동일 압력, 동일 부피에서 기체 분자 수는 동일함
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4. 그림은 수돗물의 정수 과정을 나타낸 것이다, 각 단계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 침사지 - 굵은 모래나 흙 등을 가라앉힌다.
  2. 약품 투입실 - 염소로 미세한 입자를 엉기게 한다.
  3. 침전지 - 물속의 응집 물질을 가라앉힌다.
  4. 여과지 - 물속의 미세한 찌꺼기를 걸러낸다.
  5. 염소소독실 - 세균의 살균, 소독이 일어난다.
(정답률: 알수없음)
  • 약품 투입실에서는 미세한 입자들을 서로 엉기게 하여 가라앉히기 쉽게 만들기 위해 응집제(예: 황산알루미늄)를 투입합니다.
    염소는 세균을 죽이는 살균 소독제로 사용되며, 이는 공정의 마지막 단계인 염소소독실에서 수행됩니다. 따라서 염소로 입자를 엉기게 한다는 설명은 옳지 않습니다.
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5. 다음은 아세틸렌과 수증기를 반응시켜 물질 A~D를 얻는 일련의 과정을 나타낸 것이다.

A~D에 알맞은 화합물을 바르게 짝지은 것은? [3점] (순서대로 A, B, C, D)

  1. C2H5OH, CH3CHO, CH3COOH, CH3COOCH3
  2. C2H5OH, CH3COOH, CH3CHO, CH3COOC2H5
  3. CH3CHO, CH3COOH, C2H5OH, C2H5COOCH3
  4. CH3CHO, C2H5OH, CH3COOH, CH3COOC2H5
  5. CH3CHO, CH3COOH, C2H5OH, CH3COOC2H5
(정답률: 알수없음)
  • 아세틸렌($C_{2}H_{2}$)과 수증기($H_{2}O$)가 촉매 하에 반응하면 알데하이드인 아세트알데하이드(A: $CH_{3}CHO$)가 생성됩니다.
    A가 산화되면 카복실산인 아세트산(B: $CH_{3}COOH$)이 되고, 환원되면 알코올인 에탄올(C: $C_{2}H_{5}OH$)이 됩니다.
    마지막으로 아세트산(B)과 에탄올(C)이 에스테르화 반응을 일으키면 에틸 아세테이트(D: $CH_{3}COOC_{2}H_{5}$)와 물이 생성됩니다.
    따라서 순서대로 $CH_{3}CHO, CH_{3}COOH, C_{2}H_{5}OH, CH_{3}COOC_{2}H_{5}$ 입니다.
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6. 그림은 불순물이 포함된 구리 (A)를 전기 분해하여 순수한 구리 (B)를 얻는 장치를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 구리 정제 과정에서 불순물이 포함된 구리(A)는 산화되어 녹아 나와야 하므로 전원 장치의 (+)극에 연결된 양극이어야 합니다. 따라서 ㄱ은 옳습니다.
    순수한 구리(B)는 용액 속의 $Cu^{2+}$이온이 환원되어 달라붙는 음극이므로, B에서 산화 반응이 일어난다는 ㄴ은 틀렸습니다.
    A는 산화되어 질량이 감소하고, B는 구리가 석출되어 질량이 증가하므로 ㄷ은 옳습니다.
    찌꺼기(양극 슬라임)는 구리보다 반응성이 작은 귀금속 등이 산화되지 않고 남은 것이므로, 반응성이 크다는 ㄹ은 틀렸습니다.
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7. 다음은 질산은과 황화수소의 화학 반응식이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 화학 반응식의 계수를 맞추면 $2AgNO_{3}(aq) + H_{2}S(aq) \rightarrow 2HNO_{3}(aq) + Ag_{2}S(s)$가 됩니다.
    따라서 계수는 $a=2, b=1$이므로 ㄱ은 틀렸습니다.
    반응물과 생성물 모두 산화수 변화가 없는 앙금 생성 반응이므로, $Ag^{+}$와 $S^{2-}$가 결합하여 $Ag_{2}S$ 앙금을 형성하는 ㄴ은 옳고, 산화·환원 반응이라는 ㄷ은 틀렸습니다.
    반응 전 이온 수는 $2a + b \times 0$ (황화수소는 약전해질이나 여기서는 이온 수 변화에 집중) $\rightarrow$ 반응 후 $2 \times 2 = 4$ 개의 $H^{+}$와 $NO_{3}^{-}$이온이 남으며, $Ag^{+}$와 $S^{2-}$는 고체 앙금이 되어 제거되므로 전체 이온 수는 감소하는 ㄹ이 옳습니다.
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8. 다음은 비누와 합성 세제의 성질을 비교하기 위한 실험을 나타낸 것이다.

이 실험 결과에 대한 해석으로 적절한 것을 <보기>에서 모두 고르면?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 비누와 합성 세제의 화학적 성질을 비교합니다.
    비누는 페놀프탈레인 용액에서 붉은색을 띠고 염화칼슘과 반응하여 앙금을 생성하므로 염기성 물질이며, 센물(칼슘, 마그네슘 이온 존재)에서는 앙금을 형성하여 세척력이 급격히 떨어집니다. 반면 합성 세제는 센물에서도 앙금을 형성하지 않아 세척력이 우수합니다.
    두 물질 모두 식용유를 섞어 뿌옇게 변하게 하는 유화 작용을 하므로, 친수성기와 친유성기를 모두 가지고 있습니다.

    오답 노트
    비누는 동물성 섬유의 세탁에 적합하다: 비누의 염기성은 단백질을 녹이는 성질이 있어 동물성 섬유(단백질) 세탁에는 부적합합니다.
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9. 다음은 물질 A, B의 연소 생성물을 확인하기 위한 실험을 나타낸 것이다.

이 실험 과정에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 연소 생성물 확인 실험 결과를 분석합니다.
    물질 A는 염화코발트 종이(물 확인)에 변화가 없고 석회수(이산화 탄소 확인)만 흐려졌으므로, 구성 원소는 C와 O이며 생성물은 이산화 탄소입니다. 물질 B는 두 가지 모두 반응했으므로 물과 이산화 탄소가 생성되었으며, 구성 원소는 C, H, O입니다.
    석회수가 뿌옇게 흐려지는 것은 이산화 탄소가 석회수와 반응하는 화학적 변화이며, 이는 산과 염기가 반응하는 중화 반응이 아닙니다.

    오답 노트
    A의 구성 성분 원소는 C, H이다: 염화코발트 종이에 변화가 없으므로 수소(H)는 포함되어 있지 않습니다.
    (나)에서 중화 반응이 일어났다: 이산화 탄소와 석회수의 반응은 중화 반응이 아닙니다.
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10. 다음은 금속 A~C의 반응성을 비교하기 위한 실험을 나타낸 것이다.

A~C에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 실험 결과, 묽은 염산과 반응하여 수소 기체를 발생시킨 C의 반응성이 가장 크고, $BSO_{4}$ 수용액에서 A가 B를 석출시켰으므로 반응성 크기는 $C > A > B$ 순입니다.
    반응성이 큰 C를 $BSO_{4}$ 수용액에 넣으면 B를 석출시킬 수 있으며, 반응성이 작은 A로 도금된 C는 도금층이 벗겨지면 C가 먼저 부식되어 빠르게 부식됩니다.

    오답 노트
    반응성은 C가 가장 큽니다.
    B보다 A가 산화되기 쉽습니다.
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11. 그림과 같은 구조를 가지는 프로판알과 아세톤에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 프로판알과 아세톤은 분자식은 같으나 구조가 다른 이성질체 관계입니다.
    프로판알은 알데하이드기로 인해 은거울 반응을 일으키지만, 아세톤은 케톤기로 인해 은거울 반응이 일어나지 않아 두 물질을 구별할 수 있습니다.

    오답 노트
    프로판알을 산화시키면 프로판산이 됩니다.
    두 분자 모두 극성 분자입니다.
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12. 그림은 어떤 결정성 물질 A, B의 단면을 나타낸 것이다.

A, B에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • A는 양이온과 음이온이 정전기적 인력으로 결합한 이온 결정이고, B는 금속 양이온과 자유 전자가 결합한 금속 결정입니다.
    이온 결정인 A는 물에 녹아 이온 상태로 존재하므로 전기 전도성을 띱니다.
    B는 자유 전자가 존재하여 전기가 통하고 연성과 전성이 있는 금속 결정입니다.

    오답 노트
    A를 가열하면 B로 변한다: 결정의 종류는 물질의 고유 성질로, 가열한다고 이온 결정이 금속 결정로 변하지 않습니다.
    B가 A보다 부서지기 쉽다: 이온 결정인 A가 외부 충격에 의해 층이 밀리며 반발력이 작용해 더 쉽게 부서집니다.
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13. 다음은 아스피린을 합성하기 위한 실험 과정과 반응식이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 살리실산과 무수 아세트산이 반응하여 아스피린과 아세트산이 생성되는 에스테르화 반응입니다.
    아스피린은 분자 내에 카복실기($-COOH$)를 가지고 있어 산성 물질입니다.
    반응 과정에서 첨가된 진한 황산은 반응 속도를 높여주는 촉매 역할을 합니다.

    오답 노트
    중화 반응이다: 산과 염기가 반응하는 것이 아니라 에스테르화 반응입니다.
    온도가 낮을수록 용해도가 증가한다: 일반적으로 고체 물질인 살리실산의 용해도는 온도가 높을수록 증가합니다.
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14. 다음은 중금속 X, Y의 중독 사례와 인체에 미치는 영향을 조사한 것이다.

X, Y에 해당하는 중금속을 바르게 짝지은 것은? [3점] (순서대로 X, Y)

  1. Cd, Pb
  2. Hg, Pb
  3. Hg, Cr
  4. Cr, Hg
  5. Cd, Cr
(정답률: 알수없음)
  • X는 휘발성이 있고 중추 신경계에 작용하여 정서 불안, 신경 마비를 일으키는 수은($Hg$)이며, Y는 뼈나 근육에 축적되어 지능 저하와 중추 신경 장애를 일으키는 납($Pb$)입니다. 따라서 정답은 $Hg, Pb$ 입니다.
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15. 다음은 할로겐 원소의 반응성을 알아보기 위한 실험을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, Y는 할로겐 원소이다.) [3점]

  1. (가)에서 NaY 수용액의 밀도가 사염화탄소보다 크다.
  2. (나)에서 일어난 반응은 Br2+2Y-→2Br-+Y2이다.
  3. (다)에서 흰색 침전은 AgBr이다.
  4. 반응성은 Y2가 Br2보다 크다.
  5. Br2와 Y2는 사염화탄소보다 물에 잘 녹는다.
(정답률: 알수없음)
  • 실험 (나)에서 브롬수($Br_{2}$)를 넣었을 때 사염화탄소 층이 적갈색으로 변하며 반응이 일어난 것은, 할로겐 원소 $Y_{2}$가 $Br_{2}$보다 반응성이 커서 $Br^{-}$이온을 밀어내고 자신은 이온으로 변했음을 의미합니다. 따라서 반응성은 $Y_{2}$가 $Br_{2}$보다 큽니다.

    오답 노트
    사염화탄소보다 물에 잘 녹는다: 할로겐 원소는 무극성 용매인 사염화탄소에 더 잘 녹습니다.
    흰색 침전은 $AgBr$이다: (다)에서 $Y^{-}$이온이 남아있으므로 생성된 침전은 $AgY$입니다.
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16. 다음에서 설명하는 기체를 얻기 위한 실험 장치로 적절한 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 제시된 기체는 끓는점이 $-183^{\circ}C$이며, 반응성이 매우 커서 금속의 용접 및 절단에 사용되는 산소($O_{2}$)입니다. 산소는 과산화수소수($H_{2}O_{2}$)를 이산화망간($MnO_{2}$) 촉매를 이용해 분해함으로써 얻을 수 있으므로, 해당 장치가 포함된 가 정답입니다.
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17. 그림 (가) ~ (다)는 포도당을 물에 녹였을 때의 3가지 구조를 나타낸 것이다.

(가)~(다)에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 포도당의 세 가지 구조에서 (가)는 $\alpha$-포도당, (나)는 사슬 모양, (다)는 $\beta$-포도당입니다.
    사슬 모양인 (나)는 알데하이드기($-CHO$)를 가지고 있어 펠링 용액과 반응하여 산화구리를 생성합니다.
    또한, (가)~(다) 모두 하이드록시기($-OH$)를 많이 가지고 있어 분자 간 수소 결합이 가능합니다.

    오답 노트
    (가)의 중합체: 셀룰로스가 아니라 녹말이나 글리코젠이 생성됩니다. (옷감, 종이는 $\beta$-포도당의 중합체인 셀룰로스입니다.)
    (다)의 중합체: 녹말이 아니라 셀룰로스가 생성됩니다.
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18. 음주 측정기는 알코올과 중크롬산 이온이 반응할 때 색의 변화와 전자의 흐름을 이용하여 음주 여부를 확인하기 위한 것이다.

음주 측정기 내에서 일어나는 화학 반응식은 다음과 같다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 음주 측정기는 알코올의 산화 반응을 이용한 화학 전지 원리를 사용합니다.
    제시된 반응식 $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH} + \text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + \text{H}^+ \rightarrow \text{CH}_3\text{COOH} + \text{Cr}^{3+} + \text{H}_2\text{O}$에서 알코올($$\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}$$)은 아세트산($$\text{CH}_3\text{COOH}$$)으로 산화되며 전자를 내놓고, 중크롬산 이온($$\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-}$$)은 크롬 이온($$\text{Cr}^{3+}$$)으로 환원되며 전자를 얻습니다.
    따라서 전자의 흐름이 발생하며, 알코올의 농도가 높을수록 더 많은 전자가 흐르게 되어 이를 통해 음주 여부를 측정합니다.
    ㄷ은 알코올이 산화되어 아세트산이 되는 반응이므로 옳은 설명입니다.
    오답 노트
    ㄱ: 알코올은 전자를 잃는 산화 반응을 합니다.
    ㄴ: 중크롬산 이온은 전자를 얻는 환원 반응을 합니다.
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19. 그림은 어느 하천의 모습을 표는 하천 A~C지점에서 지표 생물들에게 적합한 수질 등급과 출현한 빈도를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 지표 생물(지표종)의 출현 빈도와 적합 수질 등급을 통해 하천의 오염도를 판정하는 문제입니다.
    ㄱ. A지점은 1등급 생물의 빈도가 가장 높고 오염에 민감한 종이 많이 발견되므로 수질이 가장 깨끗하다고 판단할 수 있어 옳은 설명입니다.
    ㄴ. C지점은 4등급 생물의 빈도가 압도적으로 높고 오염에 강한 종만 발견되므로 수질 오염이 가장 심한 지점임을 알 수 있어 옳은 설명입니다.
    ㄷ. B지점은 2, 3등급 생물이 섞여 나타나므로 A보다는 오염되었고 C보다는 깨끗한 중간 단계의 수질을 보입니다.
    ㄹ. 수질 등급 숫자가 클수록(1 $\rightarrow$ 4) 오염도가 심한 것이므로, 등급 숫자가 큰 생물이 많이 발견되는 C지점이 가장 오염된 곳입니다.
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20. 소금물과 물이 담긴 비커에 흠집이 생긴 양철 (철 표면을 주석으로 도금)과 함석(철 표면을 아연으로 도금)을 넣고 관찰하였더니 그림과 같이 철의 부식이 물보다 소금물에서 함석보다 양철에서 심하게 일어났다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 금속의 반응성 순서와 부식 원리를 분석합니다.
    함석(아연 도금)은 아연이 철보다 반응성이 커서 철 대신 부식되는 희생 양극법 원리가 작동하지만, 양철(주석 도금)은 철이 주석보다 반응성이 커서 흠집이 생기면 철이 먼저 빠르게 부식됩니다. 따라서 반응성 크기는 아연 > 철 > 주석 순이며, 소금물(전해질)에서 부식이 더 빠르게 진행됩니다.

    오답 노트
    양철에 흠집이 생기면 주석보다 철의 부식이 더 심합니다.
    함석에 흠집이 생기면 철보다 아연의 산화가 더 빠르게 진행됩니다.
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