수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2012-07-11)

수능(화학I)
(2012-07-11 기출문제)

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1. 그림 (가)와 (나)는 같은 크기의 비커에 들어있는 100g의 얼음과 물을, (다)는 얼음의 구조를 모형으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ"인 이유는, (가)와 (나)는 같은 양의 물과 얼음이 들어있기 때문에 물의 부피가 더 커져서 물의 높이가 더 높아진 것이고, (다)는 얼음의 구조를 모형으로 나타낸 것이기 때문에 물이 없다. 따라서 (가)와 (나)는 물의 높이가 다르고, (다)는 물이 없기 때문에 (ㄱ)이 정답이다.
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2. 그림은 상·하수 처리 과정의 일부를 모식도로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - ㄱ: 그림에서 보이는 것처럼, 상수 처리 과정에서 물에 화학물질을 첨가하여 오염물질을 제거하는 과정이 필요하다. 이를 화학적 처리라고 하는데, 이 과정에서는 물에 화학물질을 첨가하고, 혼합하여 반응시킨 후 침전물을 제거하는 등의 과정을 거친다. 이렇게 처리된 물은 하수 처리 과정으로 이어진다.
    - ㄴ: 하수 처리 과정에서는, 먼저 물 속에 떠 있는 고형물질을 제거하는 과정이 필요하다. 이를 물리적 처리라고 하는데, 이 과정에서는 그림에서 보이는 것처럼, 물을 여러 단계로 거쳐서 고형물질을 제거한다. 이후에는 생물학적 처리를 통해 물 속에 남아 있는 유기물질을 분해하고, 산소를 공급하여 물의 투명도를 높이는 등의 과정을 거친다.
    - ㄷ: 그림에서 보이는 것처럼, 하수 처리 과정에서는 물을 여러 단계로 거쳐서 처리하게 된다. 이러한 과정을 통해 처리된 물은 다시 자연으로 회수되거나, 식수로 사용될 수 있다. 이렇게 처리된 물을 다시 사용하는 것은 자원의 재활용을 촉진하고, 환경 보호에도 큰 도움이 된다. 따라서, 상·하수 처리 과정에서는 이러한 자원의 재활용을 위한 처리 과정도 중요하다.
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3. 다음은 어떤 신재생 에너지와 관련된 자료이다.

이 에너지에 해당되는 것은?

  1. 수소 에너지
  2. 지열 에너지
  3. 태양 에너지
  4. 해양 에너지
  5. 바이오 에너지
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "지열 에너지"이다. 그림에서는 지하수나 지하층의 열을 이용하여 발전하는 지열 발전소를 나타내고 있다. 지열 에너지는 지하에서 나오는 열을 이용하여 발전하는 에너지로, 지하수나 지하층의 열을 이용하여 발전소를 설치하거나 집안 등에서 지열 히트펌프를 이용하여 난방 및 냉방을 할 수 있다.
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4. 그림은 주기율표의 일부를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, A∼D는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

  1. A는 휴대용 충전지에 이용된다.
  2. B3는 수돗물의 소독에 이용된다.
  3. C2B수용액의 pH는 7보다 작다.
  4. C는 물과 반응하면 가연성 기체를 생성한다.
  5. AD와 CD는 불꽃 반응으로 구별할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 그림에서 수직으로 일렬로 놓인 원소들은 같은 주기에 속하며, 이들은 전자껍질에 있는 전자의 수가 같다. 따라서, A와 B는 같은 주기에 속하며, 전자껍질에 있는 전자의 수가 같다. 이에 따라 A와 B는 비슷한 성질을 가지며, B3는 수돗물의 소독에 이용된다는 것은 A도 비슷한 용도로 이용될 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 "B3는 수돗물의 소독에 이용된다."는 옳은 설명이다.

    반면에, C2B수용액의 pH가 7보다 작다는 것은 그림에서 직접적으로 알 수 없다. 따라서 "C2B수용액의 pH는 7보다 작다."는 옳지 않은 설명이다.
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5. 그림은 실생활에서 사용되고 있는 금속 A, B, C의 특성을 나타낸 것이다.

A～C에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A～C는 Al, Fe, Cu 중 하나이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 A, B, C의 특성을 비교해보면 A는 전기저항이 크고 용접이 어렵기 때문에 Cu가 아니라고 추측할 수 있다. B는 자석을 잘 유지하고 내구성이 뛰어나기 때문에 Fe일 가능성이 높다. C는 가벼우면서도 내식성이 좋고 전기전도성이 높기 때문에 Al일 가능성이 높다. 따라서 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이다. "ㄴ"은 어떤 금속이라도 해당되지 않는다는 의미이다.
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6. 그림은 철의 제련 과정의 일부를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄷ" 인 이유는 다음과 같다.

    - "ㄱ" : 그림에서 보이는 것처럼, 철광석을 가열하여 산화물을 제거하고 순수한 철을 얻는 과정인 화학적 제련 과정에서 일어나는 일이다.
    - "ㄷ" : 그림에서 보이는 것처럼, 순수한 철을 얻은 후에는 다양한 방법으로 가공하여 원하는 형태로 만드는 과정인 기계적 가공 과정에서 일어나는 일이다. 이 과정에서는 주로 절삭, 선반, 밀링 등의 방법이 사용된다.
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7. 그림은 탄산수소칼슘(Ca(HCO3)2) 수용액에 탄산나트륨 (Na2CO3) 수용액을 넣어 반응시켰을 때, 용액에 들어있는 이온의 종류와 이온 수의 비율을 원그래프로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ, ㄷ"인 이유는 다음과 같다.

    - ㄴ: 그래프에서 Ca2+와 HCO3- 이온이 가장 많이 존재하고, Na+와 CO32- 이온은 상대적으로 적게 존재한다.
    - ㄷ: Ca(HCO3)2와 Na2CO3가 반응하여 CaCO3과 NaHCO3이 생성되었을 때, CaCO3은 고체로 침전하고 NaHCO3은 용액에 녹아있는 형태로 존재한다. 따라서 Na+와 CO32- 이온은 NaHCO3 용액에 녹아있는 형태로 존재하므로, 그래프에서 이 이온들의 비율이 상대적으로 적게 나타난다.
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8. 그림은 중앙에 피스톤이 있는 실린더에 기체 A2와 AB가 든 용기가 연결된 모습을 나타낸 것이다. 양쪽 콕을 동시에 열었다 닫았더니 피스톤이 오른쪽 방향으로 이동한 후 정지하였다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A와 B는 임의의 원소 기호이고, 온도는 일정하다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄱ"이다. 이유는 양쪽 콕을 동시에 열고 닫았기 때문에 용기 안의 기체 A2와 AB가 실린더 안으로 들어가게 되고, 이로 인해 실린더 안의 총 부피가 감소한다. 부피가 감소하면서 기체 분자들의 충돌 빈도가 증가하고, 이에 따라 압력이 증가한다. 따라서, 압력이 증가한 상태에서 양쪽 콕을 닫으면, 압력 차이로 인해 피스톤이 오른쪽 방향으로 이동하게 된다. 이후에는 온도가 일정하므로, 기체의 부피와 압력은 반비례 관계에 있기 때문에, 부피가 감소하면 압력이 증가하고, 부피가 증가하면 압력이 감소한다. 따라서, 피스톤이 오른쪽 방향으로 이동한 후에는 압력이 균일해지고, 피스톤은 더 이상 움직이지 않게 된다.
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9. 다음은 공기를 구성하는 기체 A, B가 생성되는 예이다.

A와 B에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄷ"인 이유는 A와 B가 생성되는 과정에서 물질의 상태 변화가 일어나기 때문이다. A는 고체에서 기체로, B는 액체에서 기체로 상태 변화가 일어나기 때문에 "ㄷ"가 정답이다.
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10. 그림은 어떤 의약품의 분자 구조를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄴ"은 이 화합물이 카페인이라는 것을 나타내고, "ㄷ"는 이 화합물이 페놀족 반응성을 가지고 있어서 항산화 작용을 할 수 있다는 것을 나타낸다. 따라서 "ㄴ, ㄷ"가 정답이다.
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11. 그림은 광화학 스모그와 관련된 반응의 일부를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기에서 "ㄱ"은 광화학 스모그의 원인물질인 NOx와 태양광선이 반응하여 생성되는 오존(O3)의 반응식을 나타내고 있다.
    - "ㄴ"은 광화학 스모그의 대표적인 오염물질인 이산화질소(NO2)와 태양광선이 반응하여 생성되는 NO와 O의 반응식을 나타내고 있다.
    - "ㄷ"는 "ㄱ"과 "ㄴ"의 반응식을 합친 것으로, 광화학 스모그의 원인물질인 NOx와 태양광선이 반응하여 생성되는 오존(O3)과 대표적인 오염물질인 이산화질소(NO2)와 태양광선이 반응하여 생성되는 NO와 O가 모두 생성되는 반응식을 나타내고 있다.
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12. 그림은 에틸렌(C2H4)과 관련된 반응을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄴ, ㄷ" 인 이유는 다음과 같다.

    ㄱ. 이 반응은 에틸렌과 브롬화수소가 반응하여 브롬화에틸이 생성되는 반응이다. 이 반응은 가역반응이며, 열과 광을 통해 진행된다.

    ㄴ. 이 반응은 브롬화에틸과 수산화칼륨이 반응하여 염화에틸과 수산화칼륨이 생성되는 반응이다. 이 반응은 가역반응이며, 열과 물을 통해 진행된다.

    ㄷ. 이 반응은 염화에틸과 수산화칼륨이 반응하여 에틸알코올과 염화칼륨가 생성되는 반응이다. 이 반응은 가역반응이며, 열과 물을 통해 진행된다.
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13. 그림은 폴리카보네이트가 합성되는 반응식을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 폴리카보네이트가 합성되는 반응의 전반적인 과정을 나타내고, "ㄴ"은 이 반응에서 사용되는 모노머인 비스페놀 A와 피소아이소시아네이트의 구조를 보여주기 때문에 정답이 "ㄱ, ㄴ"이다.
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14. 그림은 계면 활성제로 사용되는 화합물 (가), (나), (다)의 구조식을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ"인 이유는 (가)와 (나)의 구조식에서 수소 이온화 상수(pKa)가 높은 알킬 벤젠과 페놀 화합물이 사용되기 때문이다. 계면 활성제로 사용되는 화합물은 수분과 유분을 혼합시키는 역할을 하는데, 이를 위해서는 수분과 유분 모두와 상호작용할 수 있는 화합물이 필요하다. 수소 이온화 상수(pKa)가 높은 알킬 벤젠과 페놀 화합물은 수분과 상호작용하기 쉽기 때문에 계면 활성제로 적합하다.
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15. 다음은 분자식이 C3H6O2인 두 가지 에스테르의 가수 분해 생성물 A～D를 주어진 기준에 따라 분류한 것이다.

화합물 A～D로 옳은 것은? (순서대로 A, B, C, D) [3점]

  1. CH3COOH, C2H6OH, HCOOH, CH3OH
  2. CH3COOH, C2H6OH, CH3OH, HCOOH
  3. CH3COOH, CH3CHO, HCOOH, CH3OH
  4. CH3CHO, C2H6OH, CH3OH, HCOOH
  5. C2H6OH, CH3COOH, HCOOH, CH3OH
(정답률: 알수없음)
  • A: CH3COOH, B: C2H6OH, C: HCOOH, D: CH3OH

    이유:
    A는 카복실산의 특징적인 냄새를 나타내는 것으로 추정되며, B는 에탄올의 냄새를 나타내는 것으로 추정된다. C는 메탄산의 특징적인 냄새를 나타내는 것으로 추정되며, D는 메탄올의 냄새를 나타내는 것으로 추정된다. 이는 각 화합물의 가수 분해 생성물의 성질과 일치한다.
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16. 그림은 금속 A를 B(NO3)2와 CNO3의 혼합 수용액에 넣었을 때, 반응한 금속 A의 질량에 따른 수용액의 양이온 수를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A～C는 임의의 금속 원소이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기 ㄱ: 금속 A는 B(NO3)2와 CNO3의 양이온 모두와 반응할 수 있다.
    - 보기 ㄴ: 금속 A는 B(NO3)2와 CNO3의 양이온 모두와 반응하지 않는다.
    - 보기 ㄷ: 금속 A는 B(NO3)2와 CNO3의 양이온 중 하나와만 반응할 수 있다.

    따라서, 그림에서 금속 A가 B(NO3)2와 CNO3의 혼합 수용액에 넣었을 때, 반응한 금속 A의 질량에 따른 수용액의 양이온 수를 보면, 금속 A는 B(NO3)2와 CNO3의 양이온 모두와 반응하므로 보기 ㄱ이 옳다.
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17. 다음은 임의의 할로겐 원소 X, Y의 성질을 알아보기 위한 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄷ" 인 이유는 다음과 같다.

    - 실험 결과, X와 Y 모두 물에 녹는 것으로 나타났다. 이는 물과 상호작용하는 극성을 가진 원소일 가능성이 높다는 것을 의미한다. 할로겐 원소 중에서는 F, Cl, Br, I가 있으며, 이 중에서는 F와 Cl이 물과 높은 극성을 가지므로 X와 Y가 F와 Cl 중 하나일 가능성이 높다.
    - 실험 결과, X와 Y 중 하나는 불꽃을 일으켰다. 이는 화학반응이 일어나면서 에너지가 방출되는 것으로, 활성도가 높은 원소일 가능성이 높다는 것을 의미한다. F와 Cl은 활성도가 높은 원소이므로 X와 Y 중 하나가 F나 Cl일 가능성이 높다.

    따라서 X와 Y 중 하나가 F이거나 Cl일 가능성이 높으며, 둘 중 하나는 활성도가 높은 원소일 가능성이 높다. 이에 따라 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄷ"이다.
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18. 그림은 기체 A, B, C가 실린더와 용기에 각각 같은 질량으로 들어있는 상태를 나타낸 것이다. 온도는 절대 온도이며 T2는 T1의 2 배이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 대기압은 76cmHg이고, U자관의 부피와 피스톤의 무게와 마찰은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄷ"이다. 이유는 기체 A, B, C가 같은 질량으로 들어있기 때문에 각각의 기체의 몰 수는 같다. 따라서, PV=nRT에서 P와 V가 같으면 n과 T도 같다. 그러므로, T2는 T1의 2배이므로, 기체 A, B, C의 온도는 모두 2배가 된다. 이에 따라, 기체 A, B, C의 압력은 모두 2배가 되고, 따라서 용기 안의 총 압력은 3배가 된다. 따라서, 보기에서 "ㄷ"가 정답이다.
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19. 표는 수산화바륨(Ba(OH)2) 수용액과 묽은 질산(HNO3)을 여러 부피비로 혼합하여 반응시켰을 때, 혼합 용액의 최고 온도를 나타낸 것이다.

혼합 용액 (가)～(라)에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 수산화바륨 수용액과 묽은 질산의 처음 온도는 같다.) [3점]

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 가: 수산화바륨 수용액과 묽은 질산을 1:1 부피비로 혼합한 경우, 반응 엔탈피 변화량이 가장 크므로 최고 온도가 가장 높다. (O)
    - 나: 수산화바륨 수용액과 묽은 질산을 3:1 부피비로 혼합한 경우, 반응 엔탈피 변화량이 작아서 최고 온도가 가장 낮다. (O)
    - 다: 수산화바륨 수용액과 묽은 질산을 1:3 부피비로 혼합한 경우, 질산이 더 많아서 수산화바륨이 모두 중화되지 못하고 남아있게 되므로 반응이 일어나지 않는다. (X)
    - 라: 수산화바륨 수용액과 묽은 질산을 3:2 부피비로 혼합한 경우, 반응 엔탈피 변화량이 중간 정도이므로 중간 정도의 최고 온도를 가진다. (X)
    - 마: 수산화바륨 수용액과 묽은 질산을 2:3 부피비로 혼합한 경우, 질산이 더 많아서 수산화바륨이 모두 중화되지 못하고 남아있게 되므로 반응이 일어나지 않는다. (X)

    따라서 정답은 "ㄱ, ㄴ" 이다.
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20. 그림은 질산납(Pb(NO3)2) 수용액 10 mL에 요오드화칼륨(KI) 수용액을, 요오드화칼륨 수용액 10 mL에 질산납 수용액을 각각 조금씩 가할 때 용액에 존재하는 전체 양이온 수를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기 중 "ㄴ"은 옳다. 질산납과 요오드화칼륨이 반응하여 칼륨이온(K+)과 질산이온(NO3-) 그리고 요오드화납(PbI2)가 생성되는데, 이때 생성된 요오드화납은 용액에서 침전을 일으키므로 용액에 존재하는 전체 양이온 수가 감소한다.
    - 보기 중 "ㄷ"는 옳다. 요오드화칼륨과 질산납이 반응하여 칼륨이온(K+)과 질산이온(NO3-) 그리고 요오드화납(PbI2)가 생성되는데, 이때 생성된 요오드화납은 용액에서 침전을 일으키므로 용액에 존재하는 전체 양이온 수가 감소한다.
    - 보기 중 "ㄱ, ㄴ"은 옳다. 질산납과 요오드화칼륨이 서로 반응하여 칼륨이온(K+)과 질산이온(NO3-) 그리고 요오드화납(PbI2)가 생성되는데, 이때 생성된 요오드화납은 용액에서 침전을 일으키므로 용액에 존재하는 전체 양이온 수가 감소한다. 이후, 이 침전된 요오드화납을 다시 다른 용액에 가하면서 해당 용액에 존재하는 전체 양이온 수가 다시 감소하게 된다.
    - 보기 중 "ㄴ, ㄷ"는 옳지 않다. 이유는 "ㄴ"과 "ㄷ"에서 이미 설명했다.
    - 보기 중 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"는 옳다. 이유는 "ㄱ, ㄴ"과 "ㄷ"에서 이미 설명했다.
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