수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2012-10-09)

수능(화학I)
(2012-10-09 기출문제)

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1. 그림 (가)는 물의 온도에 따른 부피를, (나)는 얼음을 단위 시간당 일정한 열량으로 가열할 때 시간에 따른 온도를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄷ"인 이유는, 그림 (가)에서 물의 부피는 온도가 증가함에 따라 증가하는 것을 보여주고 있으며, 그림 (나)에서는 일정한 열량을 가한 경우에도 얼음의 온도가 일정하게 유지되다가 일정 시간 이후에 급격히 상승하는 것을 보여주고 있기 때문이다. 따라서, 물의 부피와 얼음의 온도는 온도 변화에 따라 다르게 변화하므로, "ㄷ"가 정답이다.
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2. 그림은 염화마그네슘(MgCl2) 수용액 10 mL에 수산화나트륨(NaOH) 수용액 30 mL를 조금씩 넣었을 때 혼합 수용액에 존재하는 총 이온 수를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄷ"는 혼합 수용액에 존재하는 총 이온 수가 5임을 나타낸다. 이는 Mg2+, Cl-, Na+, OH-, H+ 이렇게 총 5개의 이온이 존재하기 때문이다. 따라서 "ㄷ"가 정답이다.
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3. 그림은 광화학 스모그가 일어나는 과정의 일부를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - ㄱ: 그림에서 보이는 것처럼 자동차와 공장 등에서 배출되는 유기화합물과 질소산화물이 태양광과 열의 영향으로 반응하여 광화학 스모그가 일어난다.
    - ㄴ: 광화학 스모그는 대기 중에 미세먼지와 유기화합물, 질소산화물 등이 섞여서 발생하는 것이다.
    - ㄷ: 그림에서 보이는 것처럼 광화학 스모그는 태양광과 열의 영향으로 발생하므로, 특히 여름철에 발생할 가능성이 높다. 따라서 여름철에는 대기오염에 대한 주의가 필요하다.
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4. 그림은 주기율표의 일부를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A ∼ E는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 주기 1의 원소인 수소(H)를 나타내고, "ㄴ"은 주기 2의 원소인 헬륨(He)를 나타낸다. 따라서 그림에서 주기 1과 주기 2에 해당하는 원소들이 "ㄱ"과 "ㄴ"으로 표시되어 있으므로, 이 두 원소만을 선택하는 것이 옳다.
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5. 그림은 기체 A와 B를 발생시키는 장치를 나타낸 것이다.

기체 A, B에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. A는 공기보다 무겁다.
  2. A의 수용액은 산성이다.
  3. B는 광합성의 결과로 생성된다.
  4. B는 소화기의 충전 기체로 사용된다.
  5. 공기 중 조성비는 A가 B보다 작다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "B는 소화기의 충전 기체로 사용된다."이다. 그림에서 B가 소화기의 충전 기체로 사용되는 것은 나타나 있지 않다.

    - "A는 공기보다 무겁다." : 그림에서 A가 아래쪽에 위치하고 있으므로 공기보다 무겁다는 설명은 맞다.
    - "A의 수용액은 산성이다." : 그림에서 A의 수용액이 산성이라는 설명은 맞다.
    - "B는 광합성의 결과로 생성된다." : 그림에서 B가 광합성의 결과로 생성된다는 설명은 맞다.
    - "공기 중 조성비는 A가 B보다 작다." : 그림에서 공기 중 조성비는 A와 B가 모두 포함되어 있으므로 A와 B의 조성비를 비교할 수 없다.

    따라서, 옳지 않은 설명은 "B는 소화기의 충전 기체로 사용된다."이다. B가 소화기의 충전 기체로 사용되는 것은 그림에서 나타나 있지 않다.
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6. 다음은 알칼리 금속 A, B와 관련된 실험이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A, B는 각각 리튬과 나트륨 중 하나이다.)

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

    - "ㄱ": 실험에서 A와 B 중 하나가 물과 반응하여 수소가 발생하고, 이 수소가 불에 붙어 폭발하는 것을 보면, 이 금속은 알칼리 금속이다. 따라서 A와 B는 리튬과 나트륨 중 하나이며, 리튬과 나트륨은 모두 알칼리 금속이다.
    - "ㄴ": 실험에서 A와 B 중 하나가 물과 반응하여 수소가 발생하고, 이 수소가 불에 붙어 폭발하는 것을 보면, 이 금속은 활성 금속이다. 따라서 A와 B는 나트륨과 칼슘 중 하나이며, 나트륨은 활성 금속이다.
    - "ㄷ": 실험에서 A와 B 중 하나가 물과 반응하여 수소가 발생하고, 이 수소가 불에 붙어 폭발하는 것을 보면, 이 금속은 물과 매우 활발하게 반응하는 금속이다. 따라서 A와 B는 칼슘과 바륨 중 하나이며, 칼슘은 물과 매우 활발하게 반응하는 금속이다.
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7. 그림은 화합물 (가)~(다)의 구조식을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 화합물 (가)와 (다)가 동일한 구조를 가지고 있기 때문에 옳은 설명이다. (가)와 (다)는 분자 내부의 원자들의 배치가 동일하며, 이들은 구조 이성질체 관계에 있다.
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8. 그림은 일정한 온도에서 같은 질량의 기체 A ~ C의 부피와 압력을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ, ㄷ"인 이유는 기체 B와 C가 같은 온도에서 압력이 같으므로, 이들의 부피 비율이 일정하게 유지되기 때문이다. 즉, 기체 B와 C는 같은 온도에서 같은 부피를 차지하고 있으며, 이는 기체의 상태방정식에서 부피와 압력이 비례하는 것과 일치한다. 따라서, 온도가 일정한 상태에서 기체 B와 C는 같은 압력을 가지고 있으므로, 부피 비율이 일정하게 유지된다. 반면, 기체 A는 온도가 일정해도 압력이 다르므로 부피 비율이 일정하지 않다.
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9. 다음은 기체의 성질과 관련된 현상이다.

높은 산 위에 올라갔을 때 과자 봉지가 더 부풀어 오르는 현상과 같은 원리로 설명할 수 있는 가장 적절한 예는?

  1. 염화수소 기체는 물에 잘 녹는다.
  2. 향수병의 뚜껑을 열면 냄새가 멀리까지 퍼진다.
  3. 찌그러진 탁구공을 뜨거운 물에 넣으면 다시 펴진다.
  4. 잠수부가 내뿜은 기포는 수면으로 올라오면서 커진다.
  5. 여름철에는 겨울철보다 자동차 타이어에 공기를 적게 넣는다.
(정답률: 알수없음)
  • "잠수부가 내뿜은 기포는 수면으로 올라오면서 커진다."는 가스의 부피가 압력과 온도에 따라 변화한다는 보일의 법칙에 따라 설명할 수 있다. 수면 위에서 기포가 내뿜어지면 압력이 낮아지고, 이에 따라 기포의 부피가 커지게 된다.
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10. 그림은 생활 하수 처리 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 생활 하수를 그대로 방류하는 것이 아니라, 먼저 물을 여러 단계로 거쳐 오염물질을 제거한 후에 방류하는 것을 말한다. "ㄷ"는 이러한 생활 하수 처리 과정에서 생긴 오염물질을 처리하는 것으로, 오염물질을 분해하거나 침전시켜서 자연에 해로운 영향을 최소화하는 것을 말한다. 따라서 "ㄱ, ㄷ"가 옳은 설명이다.
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11. 그림은 탄소 수가 5개인 탄화수소 (가)~(다)의 구조식을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "ㄱ"이다.

    (가)는 펜타엔, (나)는 2-메틸-1-펜텐, (다)는 2,3-디메틸-1-부텐으로 각각의 구조식에서 탄소 수와 결합 상태가 다르다. 하지만 모든 구조식에서 탄소 원자는 4개의 결합을 가지고 있으며, 이는 탄소의 특성상 공유 결합을 이용하여 다른 원자와 결합할 때 항상 일정하다. 따라서 "ㄱ"이 옳은 설명이다.
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12. 그림은 A3+, B2+이 들어 있는 수용액에 금속 C를 넣었을 때, 시간에 따른 수용액의 이온 수와 밀도를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A, B, C는 임의의 금속 원소이며, C이온은 +2가이다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ, ㄴ"이 옳은 이유는 그림에서 C 금속이 A3+와 B2+ 이온과 반응하여 이온 수가 증가하고 밀도가 증가하는 것을 볼 수 있기 때문이다. 이는 C 금속이 A3+와 B2+ 이온을 화학적으로 흡수하여 새로운 화합물을 생성하고, 이로 인해 이온 수와 밀도가 증가하는 것으로 해석할 수 있다.
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13. 그림은 에텐(C2H4)과 관련된 반응을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 에텐과 브롬화수소가 반응하여 브롬화에틸이 생성되는 과정을 나타내고 있으며, 반응식에서 브롬화수소(HBr)가 에텐(C2H4)의 이중결합에 첨가되어 브롬화에틸(C2H5Br)을 생성하는 것을 의미한다. 따라서 "ㄱ"이 정답이다.
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14. 그림은 계면 활성제로 사용되는 화합물 (가)~(다)의 구조식을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 답은 "ㄷ"입니다. 그림에서 보여지는 화합물은 계면 활성제로 사용되는 세 개의 화합물인데, 이들 중 (가)와 (나)는 양성자를 가지고 있고 (다)는 음성자를 가지고 있습니다. 계면 활성제는 물과 기름 같은 서로 다른 물질 사이에서 표면장력을 낮추어 물과 기름이 섞이도록 하는 역할을 합니다. 이를 위해서는 물과 기름의 표면장력을 낮추는 성질을 가진 화합물이 필요한데, 양성자를 가진 (가)와 (나)는 물과 상호작용하여 표면장력을 높이는 역할을 하고, 음성자를 가진 (다)는 기름과 상호작용하여 표면장력을 낮추는 역할을 합니다. 따라서, 계면 활성제로 사용되는 화합물은 음성자를 가진 (다)입니다.
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15. 다음은 질산은(AgNO3) 수용액과 관련된 세 가지 실험이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 첫 번째 실험에서는 질산은과 염화나트륨(NaCl)이 반응하여 염화은(AgCl)이 생성되었다. 이는 질산은이 음이온인 NO3-와 양이온인 Ag+로 이루어져 있기 때문에, NaCl의 Cl-와 Ag+가 만나 염화은이 생성되었다.
    - 두 번째 실험에서는 질산은과 염화바륨(BaCl2)가 반응하여 바륨질산염(Ba(NO3)2)과 염화은이 생성되었다. 이는 질산은이 음이온인 NO3-와 양이온인 Ag+로 이루어져 있기 때문에, BaCl2의 Cl-와 Ag+가 만나 염화은이 생성되었고, Ba(NO3)2는 Ba2+와 NO3-로 이루어져 있기 때문에, 질산은의 NO3-와 Ba2+가 만나 바륨질산염이 생성되었다.
    - 세 번째 실험에서는 질산은과 염화칼륨(KCl)이 반응하여 염화은과 질산칼륨(KNO3)이 생성되었다. 이는 질산은이 음이온인 NO3-와 양이온인 Ag+로 이루어져 있기 때문에, KCl의 Cl-와 Ag+가 만나 염화은이 생성되었고, KNO3는 K+와 NO3-로 이루어져 있기 때문에, 질산은의 NO3-와 K+가 만나 질산칼륨이 생성되었다.

    따라서 정답은 "ㄱ, ㄷ"이다.
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16. 그림은 25℃ 수산화나트륨(NaOH) 수용액 100 mL에 같은 온도의 묽은 염산(HCl)을 조금씩 넣어줄 때, 혼합 수용액의 온도를 나타낸 것이다.

묽은 염산 대신 같은 온도의 묽은 황산(H2SO4) 수용액을 넣어줄 때, 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 실험에 사용한 묽은 염산과 묽은 황산 수용액은 단위 부피당 존재하는 음이온 수가 같다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - "ㄱ": 묽은 황산을 넣어줄 때, 혼합 수용액의 온도 변화는 묽은 염산을 넣어줄 때와 동일하게 일어난다. 이는 묽은 염산과 묽은 황산의 단위 부피당 존재하는 음이온 수가 같기 때문이다.
    - "ㄷ": 혼합 수용액의 최종 pH는 묽은 황산을 넣어줄 때, 묽은 염산을 넣어줄 때보다 더 낮아진다. 이는 황산이 강산성이기 때문에 더 많은 수소 이온을 방출하여 pH를 낮추기 때문이다.
    - "ㄱ, ㄴ": 묽은 황산을 넣어줄 때, 혼합 수용액의 온도 변화는 묽은 염산을 넣어줄 때와 동일하게 일어나고, 최종 용액의 부피도 동일하다. 따라서 두 실험에서 얻은 결과는 서로 비교 가능하다.
    - "ㄴ, ㄷ": 묽은 황산을 넣어줄 때, 최종 용액의 부피는 묽은 염산을 넣어줄 때보다 더 많아진다. 이는 황산이 이온화도가 높아서 더 많은 양이 필요하기 때문이다. 또한, 최종 pH는 묽은 황산을 넣어줄 때, 묽은 염산을 넣어줄 때보다 더 낮아진다. 이는 황산이 강산성이기 때문에 더 많은 수소 이온을 방출하여 pH를 낮추기 때문이다.
    - "ㄱ, ㄴ, ㄷ": 묽은 황산을 넣어줄 때, 혼합 수용액의 온도 변화는 묽은 염산을 넣어줄 때와 동일하게 일어나고, 최종 용액의 부피도 묽은 염산을 넣어줄 때보다 더 많아지며, 최종 pH는 묽은 염산을 넣어줄 때보다 더 낮아진다. 이는 황산이 강산성이기 때문에 더 많은 수소 이온을 방출하여 pH를 낮추기 때문이다.
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17. 다음은 일정한 온도에서 기체의 성질을 알아보기 위한 실험이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 연결관의 부피와 피스톤의 마찰은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기 "ㄱ": 기체의 압력과 부피는 역의 관계에 있다는 보이드-샤타의 법칙에 따라, 피스톤을 눌러 부피를 줄이면 압력이 증가하고, 반대로 부피를 늘리면 압력이 감소한다. 따라서, 피스톤을 눌러 부피를 줄이면 압력이 증가하고, 부피를 늘리면 압력이 감소하므로, 압력과 부피는 역의 관계에 있다는 것을 알 수 있다.
    - 보기 "ㄷ": 기체의 온도와 압력은 일정한 부피에서는 정비례 관계에 있으며, 이를 가이-뤼삭의 법칙이라고 한다. 따라서, 압력을 일정하게 유지하면서 온도를 높이면 부피가 증가하고, 반대로 온도를 낮추면 부피가 감소한다는 것을 알 수 있다.
    - 보기 "ㄴ": 보기 "ㄱ"과 "ㄷ"를 종합하면, 압력과 부피는 역의 관계이고, 온도와 압력은 정비례 관계에 있다는 것을 알 수 있다. 따라서, 압력을 일정하게 유지하면서 부피를 줄이면 온도가 상승하고, 반대로 부피를 늘리면 온도가 하강한다는 것을 알 수 있다.
    - 보기 "ㄴ, ㄷ": 보기 "ㄴ"에서 설명한 것처럼, 압력을 일정하게 유지하면서 부피를 줄이면 온도가 상승하고, 반대로 부피를 늘리면 온도가 하강한다. 이때, 보기 "ㄷ"에서 설명한 것처럼, 온도와 압력은 정비례 관계에 있으므로, 온도가 상승하면 압력도 증가하고, 온도가 하강하면 압력도 감소한다는 것을 알 수 있다.
    - 보기 "ㄱ, ㄴ, ㄷ": 보기 "ㄱ", "ㄴ", "ㄷ"에서 설명한 것들을 종합하면, 일정한 온도에서 압력, 부피, 온도는 서로 연관되어 있다는 것을 알 수 있다. 따라서, 피스톤을 눌러 부피를 줄이면 압력이 증가하고, 온도도 상승하며, 반대로 부피를 늘리면 압력이 감소하고, 온도도 하강한다는 것을 알 수 있다.
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18. 다음은 금속의 반응성을 알아보기 위한 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은? [3점]

  1. 반응성은 A가 B보다 크다.
  2. (가)에서 A가 산화된다.
  3. (나)에서 산소 기체가 산화된다.
  4. 묽은 염산에 B를 넣으면 수소 기체가 발생한다.
  5. 철 이온이 들어 있는 수용액에 A를 넣으면 철이 석출된다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "묽은 염산에 B를 넣으면 수소 기체가 발생한다." 이다.

    이 실험은 금속의 반응성을 알아보기 위한 것으로, A와 B는 각각 다른 금속이다. 실험 결과, B를 묽은 염산에 넣으면 수소 기체가 발생하는 것으로 보아, B는 A보다 반응성이 크다는 것을 알 수 있다.

    따라서, "반응성은 A가 B보다 크다." 라는 설명도 옳다.

    그리고, "(가)에서 A가 산화된다." 라는 설명은 실험에서 직접적으로 나타나지는 않지만, B가 염산과 반응하여 수소 기체를 발생시키는 것은 A가 양이온으로 산화되는 과정이 필요하기 때문에 옳다.

    "(나)에서 산소 기체가 산화된다." 라는 설명은 이 실험과는 관련이 없으므로 틀린 설명이다.

    마지막으로, "철 이온이 들어 있는 수용액에 A를 넣으면 철이 석출된다." 라는 설명도 이 실험과는 관련이 없으므로 틀린 설명이다.
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19. 다음은 세 가지 고분자 화합물을 분류한 것이다.

A ~ C에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • A는 폴리에틸렌으로 가장 간단한 구조를 가지고 있으며, 가장 많이 사용되는 고분자 중 하나이다. B는 폴리스티렌으로 가벼우면서도 단단하고 투명한 성질을 가지고 있어서 일회용 용기나 포장재로 많이 사용된다. C는 폴리우레탄으로 유연성과 내구성이 뛰어나며, 발포제나 접착제 등으로 사용된다. 따라서 정답은 "ㄷ"이다.
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20. 그림은 염화칼슘(CaCl2) 수용액 20 mL에 탄산칼륨(K2CO3) 수용액 10 mL와 질산은(AgNO3) 수용액 20 mL를 차례대로 넣었을 때, 혼합 수용액 속 양이온 수와 음이온 수를 각각 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ, ㄷ"가 옳은 이유는 다음과 같다.

    - 염화칼슘(CaCl2) 수용액과 탄산칼륨(K2CO3) 수용액을 섞으면 칼슘 이온(Ca2+)과 탄산 이온(CO32-)이 생성된다. 이때, 칼슘 이온은 양이온, 탄산 이온은 음이온이다.
    - 질산은(AgNO3) 수용액을 혼합하면 은 이온(Ag+)과 질산 이온(NO3-)이 생성된다. 이때, 은 이온은 양이온, 질산 이온은 음이온이다.
    - 따라서, 혼합 수용액 속 양이온 수는 칼슘 이온과 은 이온의 합인 2+1=3이 되고, 음이온 수는 탄산 이온과 질산 이온의 합인 2+1=3이 된다. 이에 따라 "ㄱ, ㄷ"가 옳은 것이다.
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