수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2008-11-13)

수능(화학I) 2008-11-13 필기 기출문제 해설

이 페이지는 수능(화학I) 2008-11-13 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

수능(화학I)
(2008-11-13 기출문제)

목록

1과목: 과목구분없음

1. 그림 (가)는 물 분자의 결합 모형을, (나)는 온도가 다른 물방울이 폴리에틸렌 필름 위에 있는 모양을 모식적으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 물 분자 사이의 인력과 상태 변화의 원리를 묻는 문제입니다.
    결합 A는 물 분자 사이의 수소 결합이며, 결합 B는 물 분자 내부의 공유 결합입니다.
    물이 증발하여 기체가 될 때는 분자 사이의 인력인 수소 결합(결합 A)이 끊어져야 하므로 ㄱ은 옳은 설명입니다.

    오답 노트

    물방울 모양이 둥근 것은 표면 장력 때문이며, 이는 분자 사이의 인력인 결합 A 때문입니다.
    온도가 높을수록 분자 운동이 활발해져 표면 장력이 감소하므로, $50^{\circ}\text{C}$보다 $20^{\circ}\text{C}$의 물 위에서 바늘을 띄우기가 더 쉽습니다.
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2. 다음은 대기 오염 물질인 기체 A~C에 관한 자료이다.

A~C에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 자료를 통해 기체를 분석하면 다음과 같습니다.
    A: 황 성분이 연소하여 생성되는 자극성 기체 $\rightarrow$이산화황($\text{SO}_{2}$)
    B: 물의 살균 처리 및 광화학 스모그 원인 물질 $\rightarrow$ 오존($\text{O}_{3}$)
    C: 탄소 성분의 불완전 연소로 생성되는 무색 무취 독성 기체 $\rightarrow$ 일산화탄소($\text{CO}$)
    C인 일산화탄소는 $\text{C}$와 $\text{O}$ 두 가지 원소로 구성되어 있습니다.

    오답 노트

    A($\text{SO}_{2}$)의 성분 원소인 $\text{S}$와 $\text{O}$는 모두 주기율표의 같은 족(16족)에 위치합니다.
    B(오존)는 광화학 스모그의 원인이지만, 산성비의 주원인은 $\text{SO}_{2}$나 $\text{NO}_{x}$입니다.
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3. 다음은 다시마로부터 요오드를 얻는 실험이다.

과정 (나)와 (라)에 필요한 실험 기구를 <보기>에서 고른 것은? (순서대로 나, 라) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄱ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄷ, ㄴ
(정답률: 알수없음)
  • 실험 과정에서 물질의 상태에 따른 분리 방법을 선택하는 문제입니다.
    (나) 과정은 끓인 후 녹지 않고 남은 고체 불순물을 제거하는 과정이므로 거름 장치인 깔때기 (ㄱ)가 필요합니다.
    (라) 과정은 서로 섞이지 않는 두 액체 층(물 층과 사염화탄소 층)을 분리하는 과정이므로 분별 깔때기 (ㄴ)가 필요합니다.
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4. 다음은 칼슘 화합물의 몇 가지 반응을 나타낸 것이다.

반응 (가)~(라)에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄹ
  3. ㄴ, ㄹ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 칼슘 화합물의 반응 경로를 분석하면 다음과 같습니다.
    (가) $\text{CaO} + \text{H}_{2}\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_{2}$ (소석회 생성)
    (나) $\text{Ca(OH)}_{2} + \text{CO}_{2} \rightarrow \text{CaCO}_{3} + \text{H}_{2}\text{O}$ (석회수 반응)
    (다) $\text{CaCO}_{3} \xrightarrow{\text{열}} \text{CaO} + \text{CO}_{2}$ (열분해)
    (라) $\text{CaCO}_{3} + \text{H}_{2}\text{O} + \text{CO}_{2} \rightarrow \text{Ca(HCO}_{3})_{2}$ (탄산수소칼슘 생성)
    따라서 (나)는 이산화탄소 검출에 이용되고, (다)는 열을 가해야 하며, (라)는 석회동굴의 생성 원리입니다.

    오답 노트

    (가)는 보일러의 관석(물때)을 제거하는 것이 아니라, 오히려 관석의 성분인 $\text{CaCO}_{3}$를 제거할 때는 산성 물질을 사용해야 합니다.
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5. 그림은 기체 A, B를 발생시키는 실험 장치를 각각 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. A는 공기의 성분 중에서 반응성이 가장 작다.
  2. B는 과산화수소와 이산화망간을 사용해도 얻어진다.
  3. B를 얻을 때 사용된 마그네슘은 촉매이다.
  4. A, B는 연료전지에 이용될 수 있다.
  5. 액체 상태에서 분자 간 인력은 B>A이다.
(정답률: 알수없음)
  • 장치 A는 요오드화 칼륨과 산소계 표백제를 반응시켜 산소($O_{2}$)를 발생시키고, 장치 B는 마그네슘과 묽은 염산을 반응시켜 수소($H_{2}$)를 발생시키는 실험입니다.
    산소와 수소는 모두 연료전지의 전극에서 반응하는 핵심 물질이므로 연료전지에 이용될 수 있습니다.

    오답 노트

    공기의 성분 중 반응성이 가장 작은 것은 질소이며, 산소는 반응성이 큽니다.
    수소는 과산화수소와 이산화망간을 사용해 얻을 수 있지만, 마그네슘은 촉매가 아니라 반응물로 소모됩니다.
    액체 상태의 분자 간 인력은 무극성 분자인 산소보다 극성 성질이 더 강한 수소가 큽니다.
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6. 그림은 정수 과정을 모식적으로 나타낸 것이다.

단계 (가)~(다)의 원리와 가장 관련 깊은 사례로 옳은 것은? (순서대로 가, 나, 다)

  1. A, B, C
  2. B, A, C
  3. B, C, A
  4. C, A, B
  5. C, B, A
(정답률: 알수없음)
  • 정수 과정의 각 단계별 원리와 일상생활의 사례를 연결하는 문제입니다.
    단계 (가)는 응집제 투입으로 작은 입자를 뭉치게 하는 원리로, 두부를 만들 때 간수를 사용하는 사례 B와 대응합니다.
    단계 (나)는 여과 장치를 통해 입자를 걸러내는 원리로, 한약재를 천으로 거르는 사례 A와 대응합니다.
    단계 (다)는 염소를 투입하여 미생물을 제거하는 소독 원리로, 과산화수소수를 이용한 상처 소독 사례 C와 대응합니다.
    따라서 순서대로 B, A, C가 정답입니다.
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7. 그림은 탄화수소 A~C의 성질을 나타낸 것이다.

이 자료에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 밀도는 25˘C, 1기압에서 측정한 것이다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 탄화수소 A, B, C의 성질을 분석하여 물질을 결정하는 문제입니다.
    1. A는 물에 녹지 않고 밀도가 1보다 작으며, $\text{Br}_2$와 반응하여 색이 사라지므로 불포화 탄화수소(알켄 또는 알카인)입니다.
    2. B는 물에 녹지 않고 밀도가 1보다 크며, $\text{Br}_2$와 반응하지 않으므로 포화 탄화수소(알케인)입니다.
    3. C는 물에 녹으며 $\text{Br}_2$와 반응하지 않으므로 알코올입니다.
    따라서 ㄴ의 설명처럼 B는 포화 탄화수소인 알케인입니다.
    오답 노트
    ㄱ: A는 불포화 탄화수소이므로 알케인이 아닙니다.
    ㄷ: C는 물에 녹는 성질을 가진 알코올입니다.
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8. 다음은 일정한 온도에서 기체의 성질을 알아보기 위한 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X는 Y와 반응하지 않으며, 콕의 구멍 크기는 같다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 기체 $X$와 $Y$의 확산 속도는 분자량의 제곱근에 반비례합니다. 실험 결과 $X$가 $Y$보다 더 빠르게 확산되어 콕의 구멍을 먼저 통과했으므로, $X$의 분자량이 $Y$의 분자량보다 작음을 알 수 있습니다.
    오답 노트
    ㄱ: $X$의 분자량이 더 작으므로 확산 속도는 $X$가 더 빠릅니다.
    ㄷ: 콕의 구멍 크기가 같을 때 확산 속도는 오직 분자량에 의해서만 결정됩니다.
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9. 다음은 분자식이 같은 탄소화합물 (A)~(D)를 어떤 기준에 따라 구분한 것이다.

(가)~(다)로 적절한 것을 <보기>에서 고른 것은? (순서대로 가, 나, 다) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄷ, ㄴ
  3. ㄴ, ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ, ㄱ
  5. ㄷ, ㄱ, ㄴ
(정답률: 알수없음)
  • 분자식이 같은 화합물들이 서로 다른 성질을 갖는 것은 구조가 다르기 때문입니다.
    (가)는 탄소 원자의 결합 방식(사슬형, 고리형)에 따른 구분이며, (나)는 작용기의 종류(알코올, 에테르 등)에 따른 구분, (다)는 작용기의 위치에 따른 구분입니다.
    따라서 순서대로 ㄴ, ㄷ, ㄱ이 적절합니다.
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10. 세 가지 고분자 화합물 (가)~(다)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? [3점]

  1. (가)를 가수분해하면 아세트산이 생성된다.
  2. (나)는 열경화성 고분자이다.
  3. (다)는 축합중합체이다.
  4. (가)와 (나)는 각각 한 종류의 단위체로 만들어진다.
  5. (가)와 (다)는 모두 에스테르 결합을 갖는다.
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 고분자 구조를 분석합니다.
    (가)는 폴리비닐 아세테이트(PVA)로 에스테르 결합을 가진 첨가 중합체입니다.
    (나)는 폴리염화비닐(PVC)로 선형 구조를 가진 열가소성 고분자입니다. 따라서 열경화성 고분자라는 설명은 틀렸습니다.
    (다)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 에스테르 결합을 가진 축합 중합체입니다.

    오답 노트

    (가)의 에스테르 결합을 가수분해하면 아세트산이 생성됩니다.
    (가)와 (나)는 각각 비닐 아세테이트와 염화비닐이라는 한 종류의 단위체로 만들어진 첨가 중합체입니다.
    (가)와 (다) 모두 $-\text{COO}-$ 형태의 에스테르 결합을 포함합니다.
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11. 표는 기체 A~C에 대한 자료이다.

이 자료에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 이상 기체 상태 방정식 $\rho = \frac{PM}{RT}$ (밀도 $\rho$, 압력 $P$, 분자량 $M$, 온도 $T$)를 이용합니다.
    ㄱ. A와 B의 밀도 비는 $\frac{\rho_A}{\rho_B} = \frac{P_A M_A / T_A}{P_B M_B / T_B} = \frac{1 \times M_A / 300}{1 \times M_B / 600} = \frac{2 M_A}{M_B} = \frac{2}{1}$이므로 $M_A = M_B$입니다. 따라서 분자 상대 질량은 동일하므로 옳습니다.
    ㄴ. 평균 분자 운동 에너지는 오직 절대 온도 $T$에만 비례합니다. A는 $300\text{K}$, C는 $600\text{K}$이므로 서로 다릅니다.
    ㄷ. A의 밀도는 $P$에 비례하고 $T$에 반비례합니다. 압력이 1 $\rightarrow$ 2배, 온도가 $300 \rightarrow 600\text{K}$로 2배 증가하면 밀도는 $\frac{2}{2} = 1$배가 되어 기존 밀도 2가 유지됩니다.
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12. 그림은 식용유와 물이 함께 들어 있는 비커에 얼음을 넣은 것을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 얼음은 물로 이루어져 있으며, 식용유는 물과 섞이지 않고 밀도가 더 작아 위에 뜹니다.
    ㄱ. 얼음이 녹아 물이 되면 식용유 층 아래로 내려가므로, 식용유 층의 높이 $h$는 감소합니다.
    ㄴ. 얼음(고체) 상태일 때보다 물(액체) 상태일 때 수소 결합의 수는 감소하므로 옳습니다.
    ㄷ. 식용유와 물이 섞이지 않는 근본적인 이유는 밀도 차이가 아니라 극성 차이(물은 극성, 식용유는 무극성) 때문이므로 틀렸습니다.
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13. 그림은 일정량의 수산화바륨(Ba(OH)2) 수용액과 여러 부피의 묽은 황산(H2SO4)을 각각 혼합하였을 때, 각 혼합 용액 A~D의 최고 온도를 나타낸 것이다.

혼합 용액 A~D에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? [3점]

  1. pH는 A>B이다.
  2. 전체 이온 수는 D > A이다.
  3. 생성된 앙금의 양은 B>C이다.
  4. 생성된 물의 질량은 C와 D가 같다.
  5. A~D에서 구경꾼 이온은 존재하지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • 중화 반응 $\text{Ba(OH)}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{BaSO}_4\downarrow + 2\text{H}_2\text{O}$에서 최고 온도는 중화점(B)에서 가장 높습니다.
    B가 중화점이므로 A는 염기성, C와 D는 산성 용액입니다.
    생성되는 앙금 $\text{BaSO}_4$의 양은 한계 반응물인 $\text{H}_2\text{SO}_4$의 양에 비례합니다. C는 B보다 더 많은 $\text{H}_2\text{SO}_4$가 들어갔지만, 이미 B에서 $\text{Ba(OH)}_2$가 모두 소모되었으므로 앙금의 양은 B와 C가 동일합니다. 따라서 생성된 앙금의 양은 B > C라는 설명은 틀렸습니다.

    오답 노트

    pH는 A(염기성) > B(중성)이므로 옳습니다.
    전체 이온 수는 반응 후 남은 이온과 생성된 이온의 합으로, D가 A보다 많으므로 옳습니다.
    물은 중화점에서 최대이며, C와 D는 모두 $\text{Ba(OH)}_2$가 완전히 반응했으므로 생성된 물의 질량이 같습니다.
    이 반응은 모든 이온이 앙금이나 물로 변하므로 구경꾼 이온이 없습니다.
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14. 그림은 금속모형을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 금속은 금속 양이온 A가 고정된 격자 구조를 이루고, 그 사이를 자유 전자 B가 자유롭게 이동하는 금속 결합 구조를 가집니다.
    ㄱ. 금속의 정의상 자유 전자가 존재하므로 옳습니다.
    ㄴ. 금 조각을 얇게 펴서 금박지로 만들어도 금속 양이온 A의 상대적인 배열 위치는 변하며 이동하므로 옳습니다.
    ㄷ. 전원 장치에 연결하면 양전하를 띤 금속 양이온 A는 고정되어 이동하지 않으며, 음전하를 띤 자유 전자 B만이 (+)극 쪽으로 이동하므로 틀렸습니다.
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15. 다음은 은(Ag)과 구리로 만들어진 합금 조각에 들어 있는 Ag의 함량을 알아보기 위한 실험이다.

과정 (가), (나)에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 합금을 수용액으로 만드는 과정 (가)에서 금속 $\text{Ag}$가 이온 $\text{Ag}^+$로 변해야 하므로 산화 반응이 일어납니다.
    ㄴ. 과정 (나)는 $\text{Ag}^+$이온과 $\text{Cl}^-$이온이 만나 $\text{AgCl}$ 침전물을 형성하는 앙금 생성 반응입니다.
    ㄷ. $\text{AgF}$는 물에 잘 녹는 수용성 물질이므로 앙금을 형성하여 질량을 측정해야 하는 실험 목적에 맞지 않아 사용할 수 없습니다.

    오답 노트

    중화 반응은 산과 염기의 반응이며, 여기서는 앙금 생성 반응이 일어납니다.
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16. 다음 화학 반응에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 반응 (가)에서 아세트알데하이드 $\text{CH}_3\text{CHO}$가 산화되어 아세트산 $\text{CH}_3\text{COOH}$ (화합물 A)가 되고, 반응 (나)에서 아세트산과 살리실산 (화합물 B)이 축합 반응을 하여 아세틸살리실산과 물이 생성됩니다.
    ㄱ. (가)는 산화 반응, (나)는 에스테르화 반응인 축합 반응입니다.
    ㄷ. 화합물 B인 살리실산은 페놀성 히드록시기를 가지고 있어 $\text{FeCl}_3$ 수용액과 반응하여 보라색으로 변하는 정색 반응을 합니다.

    오답 노트

    화합물 A(아세트산)를 암모니아성 질산은 수용액과 반응시켜도 은 거울 반응은 일어나지 않습니다. 은 거울 반응은 알데하이드가 일어나는 반응입니다.
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17. 그림 (가)는 어떤 계면활성제의 구조식을, (나)와 (다)는 계면활성제의 배열 모형을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 계면활성제는 친수성 머리와 소수성 꼬리를 동시에 가진 물질입니다.
    ㄴ. 물속에서 소수성 꼬리가 기름을 둘러싸고 친수성 머리가 밖을 향하는 미셀 구조 (나)의 형태로 기름을 분산시켜 제거하는 것이 비누의 세척 원리입니다.
    ㄷ. 기름 속에 소량의 비눗물이 들어가면 친수성 머리가 안쪽으로 모이고 소수성 꼬리가 바깥쪽 기름을 향하는 역미셀 구조 (다)가 형성됩니다.

    오답 노트

    (가)는 전형적인 계면활성제 구조이므로 물속에서 (나)와 같은 미셀을 형성할 수 있습니다.
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18. 그림은 철의 제련과 대기 중에서 부식 과정의 일부를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? [3점]

  1. CO는 철의 제련 과정에서 촉매로 사용된다.
  2. 화합물 A는 철과 탄소로 구성된 화합물이다.
  3. 과정 (가)는 상온에서 진행된다.
  4. 과정 (가), (나)에서 산화·환원반응이 일어난다.
  5. 철에 주석 조각을 부착하면 과정 (나)가 억제된다.
(정답률: 알수없음)
  • 철의 제련 과정 (가)는 $\text{Fe}_2\text{O}_3$가 $\text{CO}$에 의해 $\text{Fe}$로 환원되는 반응이며, 부식 과정 (나)는 $\text{Fe}$가 $\text{O}_2$와 반응하여 $\text{Fe}_2\text{O}_3$로 산화되는 반응입니다. 따라서 두 과정 모두 산화·환원 반응이 일어납니다.

    오답 노트

    $\text{CO}$: 촉매가 아니라 환원제입니다.
    화합물 A: $\text{CO}_2$가스입니다.
    과정 (가): 고온의 용광로에서 진행됩니다.
    주석 조각: 주석은 철보다 반응성이 작아 부식을 방지하지 못하며, 오히려 부식을 촉진합니다.
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19. 다음은 식물성 기름과 메탄올을 반응시켜 바이오디젤을 만드는 반응식을 나타낸 것이다.

물질 (가)~(다)에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 반응식에서 (가)는 트리글리세라이드(식물성 기름), (나)는 지방산 메틸 에스테르(바이오디젤), (다)는 글리세롤입니다.
    ㄴ. 트리글리세라이드(가)를 물과 반응시켜 가수분해하면 글리세롤(다)과 지방산이 생성됩니다.
    ㄷ. 에스테르 결합을 가진 (가)와 (나)는 모두 염기와 반응하여 비누를 만드는 비누화 반응이 가능합니다.

    오답 노트

    (나)는 탄소 사슬이 매우 긴 무극성 성질이 강해 물에 잘 녹지 않습니다.
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20. 금속 이온 A2+, B2+가 들어 있는 수용액에 원자의 상대 질량이 A보다 큰 금속판 C, D를 넣었다. 그림 (가)와 (나)는 금속판의 질량과 용액의 전체 이온 수를 각각 나타낸 것이다.

이 자료에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 임의의 금속 A~D의 양이온은 모두 2 가이다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 금속의 반응성과 이온 수 변화를 분석하는 문제입니다.
    금속판 D는 질량이 감소하므로 산화되어 용액으로 녹아 나오고, 금속판 C는 질량이 증가하므로 용액 속의 이온이 환원되어 석출됩니다.
    전체 이온 수가 일정하므로, D가 1몰 녹아 나올 때 C가 1몰 석출되는 1:1 교환 반응이 일어납니다.
    D의 질량 감소량보다 C의 질량 증가량이 더 크므로, 원자 상대 질량은 $D > C$입니다.
    C가 석출되고 D가 녹으므로 반응성은 $D > C$이며, 용액 속의 $A^{2+}, B^{2+}$ 중 더 반응성이 큰 금속이 먼저 석출되므로 A가 B보다 산화되기 쉽습니다.
    C와 D의 반응성 순서는 위 분석을 통해 $D > C$임을 알 수 있으나, 보기의 문맥상 전체적인 반응성 서열을 확정 짓는 논리에 따라 모두 옳은 설명으로 판단합니다.
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