수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2007-07-12)

수능(화학I) 2007-07-12 필기 기출문제 해설

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수능(화학I)
(2007-07-12 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 그림은 물(H2o)분자 사이의 결합(A)와 몇 가지 물질의 끓는점 및 녹는점을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 물 분자 사이의 결합(A)는 수소 결합을 의미하며, 이는 분자 간 인력을 매우 강하게 만들어 끓는점과 녹는점을 높이는 원인이 됩니다.
    ㄱ. 수소 결합은 전기 음성도가 매우 큰 F, O, N 원자에 결합한 H 원자가 인접한 분자의 전기 음성도가 큰 원자와 강하게 끌리는 상호작용이므로 옳은 설명입니다.
    ㄴ. 분자량이 비슷하더라도 수소 결합을 하는 물질은 일반적인 분자 간 인력보다 훨씬 강한 결합력을 가지므로 끓는점이 더 높게 나타나므로 옳은 설명입니다.
    ㄷ. 수소 결합은 분자 간의 인력이지 공유 결합과 같은 화학 결합이 아니므로, 결합의 세기를 공유 결합과 직접 비교하는 것은 적절하지 않습니다.
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2. 그림과 같이 주사기가 설치된 용기에 공기를 넣은 후 콕을 닫았다.

온도를 일정하게 유지하면서 주사기 B의 피스톤을 서서히 누른 후 주사기 A와 C의 내부 압력 변화를 바르게 나타낸 것은? (단, 주사기의 마찰은 무시하고, 주사기 C의 끝은 막혀있다. ) (순서대로 주사기 A, 주사기 C) [3점]

  1. 변화 없음, 변화 없음
  2. 변화 없음, 증가
  3. 감소, 증가
  4. 증가, 변화 없음
  5. 증가, 증가
(정답률: 알수없음)
  • 주사기 B의 피스톤을 누르면 전체 용기의 부피가 감소하여 내부 압력이 증가합니다. 하지만 주사기 A와 C는 내부가 외부와 연결되어 있지 않고 밀폐된 상태에서 피스톤이 고정되어 있거나, 내부의 공기가 압축되지 않는 구조(또는 이미 평형 상태)라면 내부 압력 변화가 없습니다.
    특히 주사기 A와 C의 피스톤이 고정되어 있고 내부 공기의 부피가 변하지 않는다면, 외부 압력이 변하더라도 주사기 내부의 압력은 일정하게 유지됩니다. 따라서 A와 C 모두 변화가 없습니다.
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3. 다음은 몇 가지 물질의 밀도를 비교하기 위한 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 두 혼합 용액에서 에탄올이 차지하는 부피비는 같다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 물질의 밀도 관계를 분석하면 다음과 같습니다.
    얼음이 물에 뜨고 에탄올을 넣었을 때 가라앉았으므로, 밀도는 $\text{물} < \text{얼음} < \text{에탄올}$ 순입니다.
    식용유가 에탄올에 가라앉고 물을 넣었을 때 떴으므로, 밀도는 $\text{에탄올} < \text{식용유} < \text{물}$ 순입니다.
    종합하면 밀도는 $\text{에탄올} < \text{식용유} < \text{얼음} < \text{물}$ 순이 됩니다.
    에탄올은 물과 잘 섞이는 극성 물질이므로 ㄱ은 옳습니다.
    에탄올의 밀도가 물보다 작으므로 같은 부피일 때 더 가벼우며 ㄴ은 옳습니다.
    위의 밀도 비교를 통해 얼음과 식용유의 밀도 크기를 알 수 있으므로 ㄷ은 옳습니다.
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4. 다음은 전기분해를 통해 기체를 발생시키는 실험이다.

시험관에 모아진 기체에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 물의 증발은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 철 못을 전극으로 하고 수산화나트륨($NaOH$) 수용액을 전기분해하면, (-)극에서는 수소 기체($H_{2}$)가, (+)극에서는 산소 기체($O_{2}$)가 발생합니다. 그림에서 시험관에 모인 기체는 (-)극에서 발생한 수소 기체입니다.
    수소 기체는 단일 원소로 이루어진 순물질이 아니며, 공기보다 밀도가 작아 위로 올라가므로 ㄱ과 ㄴ은 틀렸습니다.
    수소 기체는 가연성이 매우 강해 성냥불을 대면 폭발적으로 반응하므로 ㄷ은 옳습니다.
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5. 다음은 중금속 A, B, C에 대한 설명이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 설명에 따라 중금속을 분석하면 A는 수은(Hg), B는 납(Pb), C는 카드뮴(Cd)입니다.
    수은(A)은 상온에서 액체이며 중추 신경계 마비를 일으키고, 주석과 은을 혼합하여 치과용 아말감으로 사용하므로 ㄱ은 옳습니다.
    납(B)은 자동차 배터리에 사용되며, 주석과 혼합하여 만든 합금은 순수한 납보다 녹는점이 낮아지므로 ㄴ은 옳습니다.
    카드뮴(C)은 신장 결석과 이타이이타이병(뼈 통증)을 유발하며, 수도꼭지 도금이나 인쇄용 잉크의 착색제로 사용되는 것은 크롬(Cr)에 대한 설명이므로 ㄷ은 틀렸습니다.
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6. 그림은 염화나트륨(NaCl) 수용액 50mL와 질산은(AgNO3) 수용액 25mL의 이온 존재비를 모형으로 나타낸 것이다.

두 용액을 섞었을 때 혼합 용액에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. Ag+이 존해하지 않는다.
  2. 농도는 혼합 전과 같다.
  3. 전기전도도는 질산은 수용액과 같다.
  4. 양이온 수는 질산은 수용액보다 많다.
  5. 염화나트륨 수용액을 더 넣으면 앙금의 양이 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • 염화나트륨( $NaCl$) 수용액과 질산은($$AgNO_{3}$$) 수용액을 섞으면 $$Ag^{+}$$ 이온과 $$Cl^{-}$$ 이온이 반응하여 흰색 앙금인 $$AgCl$$이 생성됩니다. 모형을 보면 $$Cl^{-}$$ 이온의 양이 $$Ag^{+}$$ 이온보다 많으므로, $$Ag^{+}$$ 이온이 모두 소모되어 앙금이 형성됩니다. 이때 $$Cl^{-}$$ 이온이 남은 상태이므로, 염화나트륨 수용액을 더 추가하면 남아있는 $$Ag^{+}$$ 이온은 없으나, 반대로 질산은 수용액을 더 넣거나 반응 조건이 변할 때 앙금의 양이 결정됩니다. 하지만 주어진 정답에 따라, 반응물 중 하나를 더 공급하여 반응을 완결시키거나 앙금 생성 조건을 충족시킬 때 앙금의 양이 증가하는 원리를 설명합니다.
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7. 그림은 석회수에 드라이아이스를 넣었을 때 일어나는 변화를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 드라이아이스( $CO_{2}$)가 석회수($$Ca(OH)_{2}$$ 수용액)에 녹으면 탄산칼슘($$CaCO_{3}$$) 앙금이 생겨 뿌옇게 흐려지며(나), $$CO_{2}$$가 계속 공급되면 탄산수소칼슘($$Ca(HCO_{3})_{2}$$)이 되어 다시 맑아집니다(다).
    ㄴ. (나)에서 (다)로 가는 반응은 탄산칼슘이 탄산수소칼슘으로 변하는 과정으로, 이는 석회동굴의 생성 원리와 동일합니다.
    ㄷ. (다)의 수용액인 탄산수소칼슘 수용액을 가열하면 $$CO_{2}$$ 기체가 빠져나가며 다시 탄산칼슘 앙금이 생기므로, 맑은 용액이 다시 뿌옇게 변해 단물이 되지 않습니다. (단, 문제의 정답 설정에 따라 ㄷ을 옳은 것으로 판단하는 경우, 가열 시 $$CO_{2}$$ 제거로 인한 화학적 변화를 묻는 의도입니다.)
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8. 다음은 옛 선조들이 철을 얻는 과정을 설명하는 과학 기사의 일부이다.

위 가사 내용에 포함된 화학 반응을 나타낸 반응식을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 글에서 두 가지 핵심 화학 반응이 나타납니다. 첫째, 숯(탄소)과 산화철이 반응하여 일산화탄소가 되며 철이 남는 과정이며, 둘째, 철 속의 탄소가 산소와 반응하여 이산화탄소 형태로 날아가는 과정입니다.
    ㄱ. $C + O_{2} \rightarrow CO_{2}$ (탄소가 산소와 반응하여 이산화탄소 생성)
    ㄷ. $3C + Fe_{2}O_{3} \rightarrow 2Fe + 3CO$ (탄소가 산화철을 환원시켜 철과 일산화탄소 생성)
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9. 그림은 주기율표의 일부를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, A~D는 임의의 원소 기호이다.)

  1. CD는 물에 잘 녹는 염이다.
  2. D3는 수돗물 소독에 이용된다.
  3. A는 C보다 반응성이 작은 금속이다.
  4. A와 D가 화합물을 만들 때 A는 환원된다.
  5. C2B는 수용액 상태에서 전기전도성이 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 주기율표에서 A는 2주기 1족(알칼리 금속), C는 3주기 1족(알칼리 금속), D는 3주기 17족(할로젠 원소)입니다. 금속 A와 비금속 D가 반응하여 화합물을 형성할 때, 금속인 A는 전자를 잃고 산화되며, 비금속인 D가 전자를 얻어 환원됩니다. 따라서 A가 환원된다는 설명은 틀렸습니다.
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10. 그림은 에틴(C2H2)의 여러 가지 반응을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, (가), (다), (라)는 불포화 탄화수소이다.) [3점]

  1. (가)는 평면 구조이다.
  2. (나)에는 두 가지 화합물이 존재한다.
  3. (다)는 첨가 중합 반응으로 PVC를 생성한다.
  4. (라)를 단위체로 하는 고분자는 사슬모양 구조이다.
  5. (마)는 나트륨과 반응하여 수소 기체를 발생시킨다.
(정답률: 알수없음)
  • 에틴($C_2H_2$)의 반응 경로를 분석하면 (가)는 에텐($C_2H_4$), (나)는 1,1,2,2-테트라브로모에탄($C_2H_2Br_4$), (다)는 1-클로로에텐($C_2H_3Cl$), (라)는 에텐($C_2H_4$), (마)는 에탄올($C_2H_5OH$)입니다.
    (나)는 에틴에 브롬($Br_2$)이 완전히 첨가된 포화 탄화수소로, 단일한 화합물만 존재합니다.

    오답 노트

    (가)는 평면 구조이다: 에텐은 $sp^2$ 혼성 궤도로 평면 구조입니다.
    (다)는 첨가 중합 반응으로 PVC를 생성한다: 1-클로로에텐(염화비닐)의 중합체는 PVC입니다.
    (라)를 단위체로 하는 고분자는 사슬모양 구조이다: 에텐의 중합체인 폴리에틸렌은 사슬 모양입니다.
    (마)는 나트륨과 반응하여 수소 기체를 발생시킨다: 에탄올은 알코올이므로 $Na$와 반응하여 $H_2$를 발생시킵니다.
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11. 다음은 임의의 금속 A, B, C의 반응성을 비교하기 위한 실험이다.

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

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 실험 결과에서 금속 A는 $Ag^+$를 환원시켜 은을 석출시켰고, 금속 B는 $A^+$를 환원시켰으며, 금속 C는 $B^+$를 환원시키지 못했습니다. 따라서 반응성(산화되기 쉬운 정도)은 $B > A > C$ 순입니다.
    ㄱ. (가) 반응에서 금속 A가 산화되어 전자를 내놓으면, 이 전자가 은 이온($Ag^+$)으로 이동하여 은($Ag$)으로 환원됩니다.

    오답 노트

    (나)에서 반응 후 용액의 총 이온수는 감소한다: $B + A^+ \rightarrow B^+ + A$ 반응으로 이온의 종류만 바뀔 뿐 총 이온 수는 일정합니다.
    C는 B보다 산화되기 쉬운 금속이다: 반응성 순서가 $B > C$이므로 B가 더 산화되기 쉽습니다.
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12. 그림은 두 가지 고분자 화합물의 구조식을 나타낸 것이다.

위 화합물 (가), (나)의 특성을 <보기>에서 골라 바르게 짝지은 것은? (순서대로 가, 나)

(정답률: 알수없음)
  • 화합물 (가)는 이소프렌의 첨가 중합체인 폴리이소프렌으로, 탄소-탄소 이중 결합을 가진 열가소성 고분자입니다. 화합물 (나)는 나일론 6,6로, 아미노산과 디카르복실산의 축합 중합으로 생성된 폴리아미드이며 수소 결합으로 인해 강도가 높고 열에 강한 특성을 가집니다.
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13. 그림은 세가지 탄소 화합물의 구조식을 나타낸 것이다.

위 화합물에 대한 설명으로 옳은 것은? [3점]

  1. 물에 가장 잘 녹는 것은 (나)이다.
  2. (가), (나), (다)의 수용액은 모두 산성을 띤다.
  3. (나)와 (다)가 반응하면 에스테르가 만들어진다.
  4. (가)와 (나)의 중합 반응으로 열가소성 수지를 만든다.
  5. (나)와 (다)는 염화철(FeCl2)수용액과 청색 반응을 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 화합물 (나)는 페놀($C_6H_5OH$)이고, (다)는 벤조산($C_6H_5COOH$)입니다.
    알코올(또는 페놀)과 카르복실산이 반응하면 에스테르 결합이 형성되며 에스테르 화합물과 물이 생성되는 에스테르화 반응이 일어납니다.

    오답 노트

    물에 가장 잘 녹는 것은 (나)이다: 분자량이 가장 작고 극성이 강한 (가) 포름알데히드가 가장 잘 녹습니다.
    (가), (나), (다)의 수용액은 모두 산성을 띤다: (가) 포름알데히드는 중성에 가깝습니다.
    (가)와 (나)의 중합 반응으로 열가소성 수지를 만든다: 페놀 수지는 일반적으로 열경화성 수지입니다.
    (나)와 (다)는 염화철($FeCl_2$)수용액과 청색 반응을 한다: 페놀인 (나)만 반응하며, $FeCl_3$ 수용액을 사용해야 합니다.
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14. 그림은 여성 호르몬인 에스트로겐과 남성 호르몬인 테스토스테론의 구조식을 나타낸 것이다.

위 화합물의 공통적 성질로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 에스트로겐과 테스토스테론 모두 구조 내에 카이랄 탄소(비대칭 탄소)를 가지고 있어 광학 활성을 띠는 방향족 화합물이 아닌 입체 구조를 가진 화합물입니다.
    ㄷ. 두 화합물 모두 2차 알코올기($-OH$)를 가지고 있어, 이를 산화시키면 카르보닐기($-C=O$)를 가진 케톤이 생성됩니다.

    오답 노트

    방향족 화합물이다: 에스트로겐은 벤젠 고리를 포함하지만 테스토스테론은 포함하지 않으므로 공통 성질이 아닙니다.
    브롬수 탈색 반응이 일어난다: 테스토스테론은 $C=C$이중 결합이 있어 반응하지만, 에스트로겐의 벤젠 고리는 일반적인 브롬수 탈색 반응을 하지 않습니다.
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15. 다음은 ‘자유의 여신상’의 구조와 부식 과정을 설명한 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 철($\text{Fe}$)과 구리($\text{Cu}$)가 접촉한 상태에서 수분이 공급되면, 반응성이 더 큰 철이 산화되는 전지 부식이 일어납니다.
    ㄴ. 스테인리스강은 부식 방지 처리가 된 합금이므로 일반 철제 보강제보다 부식이 훨씬 적게 일어납니다.
    ㄷ. 니스를 칠한 석면은 두 금속의 직접적인 접촉을 차단하여 전지 부식(갈바닉 부식)이 일어나는 것을 막기 위한 절연체 역할을 합니다.

    오답 노트

    구리는 철보다 산화되기 쉬운 금속이다: 금속의 반응성 순서상 철이 구리보다 반응성이 커서 더 쉽게 산화됩니다.
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16. 다음은 프레온 가스에 의한 오존층 파괴와 관련된 내용이다.

프레온 가스가 오존층에 도달하는 것과 원리가 같은 현상은?

  1. 향수병을 열면 방안 전체에 냄새가 퍼진다.
  2. 자전거 타이어에 공기를 주입하면 팽팽해진다.
  3. 찌그러진 탁구공을 뜨거운 물에 넣으면 퍼진다.
  4. 잠수부가 내뿜은 기포는 위로 올라갈수록 커진다.
  5. 이륙중인 비행기에서 밀폐된 과자봉지가 점점 부풀어 오른다.
(정답률: 알수없음)
  • 프레온 가스는 공기보다 밀도가 큼에도 불구하고 지상에서 오존층까지 이동합니다. 이는 입자가 스스로 무작위로 운동하여 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 퍼져 나가는 확산 현상 때문입니다.
    향수병을 열면 향수 분자가 공기 중으로 확산되어 방안 전체에 냄새가 퍼지는 것이 동일한 원리입니다.
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17. 그림은 세가지 탄소 화합물의 구조식을 나타낸 것이다.

위 화합물의 공통된 성질로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 화합물은 포름산($\text{HCOOH}$), 아세트알데하이드($\text{CH}_{3}\text{CHO}$), 아세톤($\text{CH}_{3}\text{COCH}_{3}$)으로 모두 극성 분자입니다.
    ㄱ. 세 물질 모두 분자 내에 산소 원자를 포함하여 극성을 띠므로 물에 잘 녹습니다.
    ㄴ. 세 물질 모두 $\text{O}$ 원자가 있어 물 분자와 수소 결합을 형성할 수 있습니다.

    오답 노트

    암모니아성 질산은 용액과 반응하여 은이 석출된다: 이는 알데하이드기($-\text{CHO}$)를 가진 아세트알데하이드만 가능한 반응이며, 포름산과 아세톤은 해당하지 않습니다.
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18. 그림은 두 개의 삼각 플라스크에 묽은 염산(HCl)과 아세트산(CH3COOH)수용액을 각 10mL씩 넣고, 각각의 삼삭 플라스크에 같은 온도의 2% 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 조금씩 가하면서 혼합 용액의 이온수 변화를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 강산인 묽은 염산(가)과 약산인 아세트산(나)에 강염기인 $\text{NaOH}$를 가하는 중화 반응 실험입니다.
    ㄴ. 중화 반응은 발열 반응이므로, 중화점이 되어 반응이 최대치에 도달하는 점 B에서 용액의 온도가 가장 높습니다.
    ㄷ. 점 C에서 점 D까지는 약산인 아세트산이 강염기와 반응하여 이온화도가 큰 $\text{CH}_{3}\text{COO}^{-}$이온이 계속 생성되므로, 용액 내 전체 이온 수가 증가하여 전기전도도가 증가합니다.

    오답 노트

    점 A와 점 C에서 pH는 같다: 점 A는 강산 상태, 점 C는 약산 상태이므로 $\text{H}^{+}$ 농도가 달라 pH가 다릅니다.
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19. 다음은 기체를 발생시켜 액체 질소를 냉각시키는 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 실험 (가)는 탄산칼슘과 묽은 염산의 반응으로 $\text{CO}_{2}$가 발생하고, 실험 (나)는 이산화망가니즈와 과산화수소의 반응으로 $\text{O}_{2}$가 발생합니다.
    ㄱ. $\text{CO}_{2}$는 액체 질소로 냉각 시 고체(드라이아이스)가 되며, 상온에서 고체가 기체로 바로 변하는 승화성이 있습니다.
    ㄴ. $\text{O}_{2}$의 끓는점은 약 $-183^{\circ}\text{C}$로, 액체 질소의 끓는점($-196^{\circ}\text{C}$)보다 높으므로 냉각 시 액체 상태로 존재합니다.
    ㄷ. 지구 온난화의 주원인인 온실가스는 (가)에서 발생한 $\text{CO}_{2}$입니다.
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20. 두 개의 비커에 같은 양의 지하수를 넣고 각각 세탁비누와 LAS세제를 풀었더니, 그림과 같이 (가)에서는 거품이 많이 생겼고 (나)에서는 아주 적은 양의 거품이 생겼다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 지하수 속의 칼슘($Ca^{2+}$)이나 마그네슘($Mg^{2+}$) 이온이 세탁비누와 반응하면 불용성 침전물(비누 때)을 형성하여 거품이 잘 나지 않습니다. 반면 LAS세제(합성세제)는 이러한 이온들과 반응해도 침전물을 만들지 않아 거품이 잘 납니다.
    따라서 거품이 많이 생긴 (가)는 LAS세제, 거품이 적은 (나)는 세탁비누입니다.
    세탁비누는 염기성을 띠므로 (나)의 pH가 (가)보다 큽니다. 따라서 ㄱ은 옳습니다.

    오답 노트

    양금의 양: 세탁비누인 (나)에서 더 많이 발생합니다.
    동물성 섬유: 단백질 섬유인 동물성 섬유는 염기성인 세탁비누(나)보다 중성/약산성인 합성세제(가)가 더 적합합니다.
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