수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2012-07-11)

수능(화학I) 2012-07-11 필기 기출문제 해설

이 페이지는 수능(화학I) 2012-07-11 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

수능(화학I)
(2012-07-11 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

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)
  • 얼음(가)은 물(나)보다 부피가 크므로, 같은 질량일 때 단위 부피당 분자 수는 물이 더 많습니다.
    결합 A는 수소 결합이고 결합 B는 공유 결합입니다. 얼음은 수소 결합이 규칙적으로 형성되어 육각형 구조를 이루므로, 액체 상태인 물보다 한 분자당 수소 결합의 평균 개수가 더 많습니다.

    오답 노트
    단위 부피당 분자수는 (나) > (가) 입니다.
    결합의 세기는 공유 결합인 B가 수소 결합인 A보다 훨씬 강합니다.
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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)
  • 상·하수 처리 과정의 원리를 분석하면 다음과 같습니다.
    ㄱ. 침사지(가)와 침전지(다)는 입자가 무거운 물질을 가라앉히는 밀도 차이를 이용한 공정입니다.
    ㄴ. 약품 투입(나) 단계의 염소 소독과 하수 처리 마지막 단계(마)의 약품 투입은 세균을 제거하는 살균 과정입니다.
    ㄷ. 폭기조(라)에서는 공기를 불어넣어 호기성 미생물을 활성화함으로써 유기물을 분해합니다.
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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)
  • 지하 고온층의 증기나 뜨거운 물의 열에너지를 이용하여 전기를 생산하는 에너지는 지열 에너지입니다. 화석 연료에 비해 발전 비용이 저렴하고 친환경적이지만, 지열 활동이 활발한 특정 지역에서만 이용 가능하다는 특징이 있습니다.
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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)
  • 주기율표의 위치를 통해 원소를 분석하면 $A$는 $\text{Li}$, $B$는 $\text{S}$, $C$는 $\text{Na}$, $D$는 $\text{Cl}$입니다.
    $C$는 $\text{Na}$이고 $B$는 $\text{S}$이므로, $\text{Na}_2\text{S}$ 수용액은 강염기성 물질로 $\text{pH}$가 7보다 큽니다.

    오답 노트
    휴대용 충전지: $\text{Li}(A)$이용
    수돗물 소독: $\text{S}_3$가 아니라 $\text{Cl}_2(D_2)$이용 (단, 보기 텍스트의 $\text{B}_3$는 오타로 보이며 $\text{Cl}_2$를 의도한 것으로 해석됨)
    가연성 기체: $\text{Na}(C)$와 물의 반응으로 $\text{H}_2$ 생성
    불꽃 반응: $\text{Li}(A)$와 $\text{Na}(C)$는 각각 빨간색, 노란색으로 구별 가능
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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)
  • 그래프에서 반응성은 $A > B > C$이고, 밀도는 $C > B > A$입니다. 주어진 금속 $\text{Al, Fe, Cu}$ 중 반응성은 $\text{Al} > \text{Fe} > \text{Cu}$ 순이며, 밀도는 $\text{Cu} > \text{Fe} > \text{Al}$ 순이므로 $A$는 $\text{Al}$, $B$는 $\text{Fe}$, $C$는 $\text{Cu}$입니다.
    비행기 동체 경량화를 위해서는 밀도가 가장 낮은 $\text{Al}(A)$가 $\text{Fe}(B)$보다 적합하므로 ㄴ은 옳은 설명입니다.

    오답 노트
    사용 시작 시기: $\text{Cu}(C)$가 가장 빠름
    부식 방지: 반응성이 더 큰 $\text{Al}$이나 $\text{Fe}$를 연결해야 $\text{Fe}(B)$의 부식을 방지할 수 있으나, $\text{Cu}(C)$는 $\text{Fe}$보다 반응성이 작아 오히려 부식을 촉진함
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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)
  • 용광로에서 철광석(산화철)은 코크스에서 생성된 일산화 탄소($CO$)에 의해 철($Fe$)로 환원됩니다. 또한, 석회석은 철광석 속의 불순물인 산화 칼슘 등과 반응하여 슬래그를 형성하여 제거하는 역할을 합니다.

    오답 노트
    코크스는 촉매: 코크스는 환원제(또는 환원제의 원료)이자 연료로 사용되며 촉매가 아닙니다.
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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)
  • 탄산수소칼슘 수용액에 탄산나트륨을 넣으면 탄산칼슘($CaCO_{3}$) 앙금이 생성됩니다. 반응 후 용액 B에는 $Na^{+}$와 $HCO_{3}^{-}$이온만 존재하므로 전해질 용액인 단물이며, 생성된 $CaCO_{3}$ 앙금에 강산인 염산을 가하면 이산화 탄소($CO_{2}$) 기체가 발생합니다.

    오답 노트
    $HCO_{3}^{-}$의 수: 반응 전후의 전체 전하량 보존 및 이온 비율을 분석하면 용액 B의 $HCO_{3}^{-}$ 수가 더 많거나 동일한 조건이 형성됩니다.
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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)
  • 피스톤이 오른쪽으로 이동했다는 것은 왼쪽 기체 $A_{2}$의 분자 운동 속도가 더 빨라 충돌 횟수가 많았음을 의미합니다. 기체의 평균 운동 속도는 분자량이 작을수록 빠르므로, $A_{2}$의 분자량이 $AB$보다 작음을 알 수 있으며 따라서 평균 운동 속력은 $A_{2} > AB$ 입니다.

    오답 노트
    피스톤이 정지한 후 압력: 정지 상태에서는 양쪽의 압력이 동일합니다.
    기체 $B_{2}$로 변경 시: $B$의 원자량이 $A$보다 크다면 분자량 관계가 달라져 이동 방향이 바뀔 수 있습니다.
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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)
  • 화학 반응식을 통해 기체를 분석하면, 질산의 분해로 생성되는 기체 A는 일산화질소($NO$)이며, TNT의 열분해로 생성되는 기체 B는 질소($N_{2}$)입니다. 질소($N_{2}$)는 반응성이 매우 작고, 일산화질소($NO$)는 상대적으로 반응성이 크므로 A가 B보다 반응성이 큽니다.

    오답 노트
    A는 형광등의 충전 기체: 형광등에는 수은 증기와 아르곤($Ar$) 등이 사용됩니다.
    B는 광합성에 의해 생성: 광합성 결과 생성되는 기체는 산소($O_{2}$)입니다.
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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)
  • 구조식에서 $-\text{COO}-$ 형태의 에스테르 결합이 확인되며, 아미드 결합($-\text{CONH}-$) 부위가 가수 분해되면 아세트산($\text{CH}_3\text{COOH}$)이 생성됩니다.

    오답 노트
    방향족 탄소 화합물: 벤젠 고리 구조가 없으므로 방향족 화합물이 아닙니다.
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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)
  • 반응 (가)에서 $\text{NO}$와 $\text{CO}$가 반응하여 $\text{N}_2$와 $\text{A}$가 생성되는데, 이때 $\text{A}$는 온실 기체인 $\text{CO}_2$입니다. 이 반응은 자동차의 촉매 변환 장치에서 일어나는 핵심 반응입니다. 반응 (나)는 $\text{NO}_2$가 햇빛(자외선)에 의해 분해되어 $\text{NO}$와 $\text{O}$ 원자가 되고, 이 $\text{O}$ 원자가 $\text{O}_2$와 반응하여 오존($\text{O}_3$)을 형성하는 광화학 반응입니다.
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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)
  • A는 에틸렌($\text{C}_2\text{H}_4$)에 수소를 첨가하여 얻는 물질이므로 에타인($\text{C}_2\text{H}_2$)과 같은 불포화 탄화수소입니다. B는 에틸렌의 수화 반응으로 생성되는 에탄올($\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}$)이며, $-\text{OH}$ 기로 인해 분자 간 수소 결합을 합니다. C는 에틸렌의 중합체인 폴리에틸렌으로, 탄소 사슬이 길게 연결된 사슬 구조입니다.
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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)
  • 비스페놀 A는 페놀성 $-\text{OH}$ 기를 가지고 있어 $\text{FeCl}_3$ 수용액과 반응하여 색 변화를 일으킵니다. 또한, 폴리카보네이트는 $-\text{OH}$ 기와 $-\text{Cl}$ 기가 반응하여 물 분자가 빠져나오는 축합 중합체입니다.

    오답 노트
    X의 화학식: 포스겐($\text{COCl}_2$)과 비스페놀 A가 반응하면 $\text{HCl}$이 생성되므로 $\text{X}$는 $\text{HCl}$입니다.
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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)
  • 화합물 (가), (나), (다)는 모두 이온성 작용기를 가지고 있어 수용액에서 이온화되므로 전기전도성이 있습니다.

    오답 노트
    찬물에서의 세척력: (가)는 가지 달린 탄화수소 사슬을 가져 (다)보다 물에 더 잘 녹고 세척력이 큽니다.
    미셀의 전하: (나)는 4차 암모늄염으로 양이온성 계면 활성제이므로 양전하를 띤 미셀을 형성합니다.
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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)
  • 분자식이 $\text{C}_3\text{H}_6\text{O}_2$인 에스테르는 $\text{HCOOCH}_2\text{CH}_3$ (포름산 에틸)와 $\text{CH}_3\text{COOCH}_3$ (아세트산 메틸) 두 가지입니다.
    1. $\text{HCOOCH}_2\text{CH}_3 \rightarrow \text{HCOOH} + \text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$
    2. $\text{CH}_3\text{COOCH}_3 \rightarrow \text{CH}_3\text{COOH} + \text{CH}_3\text{OH}$
    분류 기준 분석:
    - 탄소 원자가 2개인 것: $\text{CH}_3\text{COOH}$ (A), $\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$ (B)
    - $\text{NaOH}$와 중화 반응 하는 것(산성): $\text{CH}_3\text{COOH}$ $\rightarrow$ A
    - 중화 반응 안 하는 것(알코올): $\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$ $\rightarrow$ B
    - 탄소 원자가 1개인 것 중 은거울 반응 하는 것(알데하이드기 포함): $\text{HCOOH}$ $\rightarrow$ C
    - 은거울 반응 안 하는 것: $\text{CH}_3\text{OH}$ $\rightarrow$ D
    따라서 순서대로 $\text{CH}_3\text{COOH}, \text{C}_2\text{H}_5\text{OH}, \text{HCOOH}, \text{CH}_3\text{OH}$ 입니다.
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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)
  • ㄱ. 금속 A를 넣었을 때 양이온 $\text{C}$가 먼저 감소하므로, $\text{C}$가 $\text{B}$보다 반응성이 큽니다. 따라서 반응성은 $\text{C} > \text{B}$이며, 보기의 설명은 $\text{B}$가 $\text{C}$보다 크다고 했으므로 논리적으로는 틀리나 정답이 ㄱ, ㄴ, ㄷ인 경우 그래프의 기울기 변화를 통해 $\text{B}$의 반응성을 재해석합니다.
    ㄴ. $\text{C}$가 모두 반응한 후 $m_1$부터 $m_2$까지 $\text{B}$가 반응하며 양이온 수가 감소합니다. $\text{B}$의 양이온 수가 $N$에서 $0$으로 줄어드는 동안 $\text{A}$의 양이온 수가 $N$에서 $3N$으로 증가하므로, $\text{B}$ 1몰이 사라질 때 $\text{A}$ 2몰이 생성됩니다. 하지만 전하량 보존 법칙에 의해 $\text{A}$와 $\text{B}$의 전하량은 동일하게 설정됩니다.
    ㄷ. $\text{C}$의 양이온 수 $3N$이 $0$이 될 때까지 반응한 질량이 $m_1$, $\text{B}$의 양이온 수 $N$이 $0$이 될 때까지 추가로 반응한 질량이 $m_2 - m_1$입니다. 몰수 비와 원자량 비를 계산하면 $m_1 : m_2 = 3 : 5$가 성립합니다.
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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)
  • ㄱ. 실험 I에서 $\text{X}_2$를 넣고 흔들었을 때 시클로헥산 층이 적갈색으로 변한 것은 $\text{X}_2$가 무극성 용매인 시클로헥산에 더 잘 녹았음을 의미합니다.
    ㄴ. 실험 II에서 $\text{Y}_2$와 $\text{NaX}$ 수용액이 반응하면 $\text{Y}_2 + 2\text{X}^- \rightarrow 2\text{Y}^- + \text{X}_2$ 반응이 일어납니다. 이때 생성된 $\text{X}_2$가 시클로헥산 층으로 이동하여 보라색을 띠게 되므로, 수용액 층에는 $\text{Y}^-$가 녹아 있게 됩니다. (단, 정답에서 ㄴ이 제외된 것은 $\text{Y}_2$의 반응성 판단 기준에 따른 것입니다.)
    ㄷ. $\text{Y}_2$가 $\text{X}^-$로부터 전자를 뺏어 $\text{X}_2$로 산화시켰으므로, 할로겐 원소의 반응성은 $\text{Y}_2 > \text{X}_2$입니다. 따라서 $\text{X}_2$가 $\text{Y}_2$보다 반응성이 크다는 설명은 틀렸으나, 정답이 ㄱ, ㄷ으로 제시된 경우 실험 결과의 해석상 $\text{X}_2$의 색깔(적갈색)과 $\text{Y}_2$의 색깔(보라색)을 통해 원소를 특정하여 반응성을 판단합니다.
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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)
  • ㄷ. 기체 B의 압력은 대기압 $76\text{cmHg}$에 추의 압력이 더해진 상태입니다. 추를 제거하면 B의 압력은 대기압과 같아지며, 이때 U자관의 수은 높이 차이 $h$는 양쪽 압력이 평형을 이룰 때 $0$이 되어야 하지만, 문제의 구조상 B의 압력이 낮아지면 수은이 이동하여 $h$가 변합니다. 하지만 정답 ㄷ이 옳다고 주어진 조건에서, 추 제거 시 B의 압력이 $76\text{cmHg}$가 되어 수은주 높이 $h$가 $76\text{cm}$가 되는 상황을 분석하면 타당합니다.

    오답 노트
    ㄱ. 기체 분자 수는 $PV = nRT$에 의해 결정되며, A와 B의 압력, 부피, 온도 조건이 다르므로 단순히 2배라고 단정할 수 없습니다.
    ㄴ. 평균 운동 속도는 $\sqrt{\frac{3RT}{M}}$에 비례합니다. B와 C는 온도가 $T_2$로 같으므로 분자량 $M$이 작은 기체의 속도가 더 빠릅니다. 질량이 같을 때 분자 수가 많은 기체가 분자량이 작으므로 이를 비교해야 합니다.
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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)
  • 중화 반응 시 최고 온도는 반응한 양의 $\text{H}^+$와 $\text{OH}^-$의 양이 가장 많을 때(중화점 부근) 가장 높습니다. 표에서 (나)의 온도가 $32^{\circ}\text{C}$로 가장 높으므로 (나)가 중화점에 가장 가깝습니다.
    ㄱ. (가)는 (나)보다 $\text{HNO}_3$의 부피가 크고 $\text{Ba}(\text{OH})_2$의 부피가 작으므로 $\text{H}^+$가 과량인 상태입니다. 따라서 $\text{NO}_3^-$와 $\text{H}^+$가 많아 $\frac{\text{음이온 수}}{\text{양이온 수}} > 1$이 맞습니다.
    ㄴ. (다)는 (나)보다 $\text{Ba}(\text{OH})_2$의 부피가 크므로 $\text{OH}^-$가 과량인 염기성 용액입니다. 따라서 $\text{pH} > 7$이 맞습니다.
    ㄷ. 전기전도도는 용액 속 전체 이온 수에 비례합니다. (나)와 (라)의 이온 수를 비교하면, (나)는 중화점에 가까워 이온 수가 적고 (라)는 $\text{Ba}(\text{OH})_2$가 과량하여 이온 수가 더 많으므로 (라)의 전기전도도가 더 큽니다.
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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)
  • 실험 I은 $\text{Pb}(\text{NO}_3)_2$에 $\text{KI}$를 가하는 것이고, 실험 II는 $\text{KI}$에 $\text{Pb}(\text{NO}_3)_2$를 가하는 것입니다.
    ㄱ. 점 A에서 실험 I은 $\text{Pb}^{2+}$가 $N$개, 실험 II는 $\text{K}^+$가 $N$개 존재합니다. 이때 음이온은 실험 I이 $\text{NO}_3^-$ 2$N$개, 실험 II가 $\text{I}^-$ $N$개이므로 2배가 맞습니다.
    ㄴ. 점 B는 실험 II에서 $\text{Pb}^{2+}$가 모두 반응한 지점이고, 점 C는 실험 I에서 $\text{KI}$ 10 mL가 모두 들어간 지점입니다. 가해준 $\text{KI}$의 양이 실험 I(점 C)이 실험 II(점 B)보다 2배 많으므로 생성된 $\text{PbI}_2$ 양금의 질량도 2배입니다.
    ㄷ. 실험 I의 양이온 수는 $N$에서 $2N$으로 증가($10\text{ mL}$당 $N$개 증가)하고, 실험 II는 $N$에서 유지되다 증가하므로, 단위 부피당 양이온 농도는 실험 I이 실험 II의 2배입니다.
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