수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2012-11-08)

수능(화학I) 2012-11-08 필기 기출문제 해설

이 페이지는 수능(화학I) 2012-11-08 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

수능(화학I)
(2012-11-08 기출문제)

목록

1과목: 과목구분없음

1. 그림은 어떤 의약품 상자에 표시된 성분과 함량을 나타낸 것이다.

이 의약품의 용도로 가장 적절한 것은?

  1. 해열제
  2. 항암제
  3. 항생제
  4. 제산제
  5. 각성제
(정답률: 알수없음)
  • 성분표에 기재된 수산화마그네슘은 염기성 물질로, 위산(강산)을 중화시켜 속 쓰림을 완화하는 제산제로 사용됩니다.
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2. 그림은 기체 A~C를 발생시키는 실험 장치를 각각 나타낸 것이다. A~C는 각각 산소, 아세틸렌, 이산화탄소 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은? [3점]

  1. A가 발생됨에 따라 이산화망간의 양은 감소한다.
  2. A는 형광등의 충전 기체로 사용된다.
  3. B는 물에 녹으면 염기성을 띤다.
  4. B는 연료 전지에 사용된다.
  5. C는 철의 용접에 사용된다.
(정답률: 알수없음)
  • 실험 장치를 통해 각 기체를 분석하면 다음과 같습니다.
    기체 A: 과산화 수소수와 이산화 망가니즈의 반응으로 발생하는 산소($\text{O}_2$)
    기체 B: 탄산수소 나트륨의 열분해로 발생하는 이산화 탄소($\text{CO}_2$)
    기체 C: 칼슘 카바이드와 물의 반응으로 발생하는 아세틸렌($\text{C}_2\text{H}_2$)
    아세틸렌은 연소 시 매우 높은 온도를 내어 철의 용접에 사용됩니다.

    오답 노트
    이산화 망가니즈: 촉매이므로 양이 변하지 않음
    형광등 충전 기체: 네온($\text{Ne}$)이나 아르곤($\text{Ar}$) 등이 사용됨
    물에 녹았을 때 염기성: 아세틸렌이나 이산화 탄소는 해당하지 않음
    연료 전지: 주로 수소($\text{H}_2$)가 사용됨
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3. 다음은 어떤 금속 M의 성질을 알아보기 위한 실험이다.

금속 M의 성질에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 밀도는 석유보다 크다.
  2. 석유와 반응하지 않는다.
  3. 공기 중에서 산화물을 만든다.
  4. 물과 반응하여 전자를 잃는다.
  5. 물과 반응하여 생성된 수용액은 산성이다.
(정답률: 알수없음)
  • 실험 결과를 통해 금속 $M$의 정체를 밝히는 문제입니다.
    (가)에서 석유 속에 보관하고 절단면의 광택이 빠르게 사라지는 점, (나)에서 물과 반응하여 수소 기체를 발생시키는 점, (다)에서 생성된 수용액이 페놀프탈레인 용액에 의해 붉게 변하는(염기성) 점을 통해 금속 $M$은 알칼리 금속임을 알 수 있습니다.
    알칼리 금속이 물과 반응하면 수산화물과 수소 기체가 생성되며, 이때 수용액은 강한 염기성을 띱니다. 따라서 수용액이 산성이라는 설명은 옳지 않습니다.
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4. 표는 금속 A~C 에 대한 자료이다. A~C는 각각 철, 금, 알루미늄 중 하나이다.

A~C에 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)
  • 금속의 밀도와 반응성 데이터를 분석하여 금속을 특정하는 문제입니다.
    밀도가 $19.3g/cm^{3}$이며 자연계에서 원소 상태로 존재하는 $A$는 금($Au$), 밀도가 $7.8g/cm^{3}$이며 산화물로 존재하는 $B$는 철($Fe$), 밀도가 $2.7g/cm^{3}$이며 산화물로 존재하는 $C$는 알루미늄($Al$)입니다.
    ㄱ. 금($A$)은 반응성이 매우 작아 철($B$)보다 반응성이 작습니다.
    ㄴ. 알루미늄($C$)의 합금인 두랄루민은 가볍고 강해 비행기 동체 재료로 사용됩니다.

    오답 노트
    인간이 가장 먼저 사용한 금속은 구리이며, 제시된 $A, B, C$ 중에서는 반응성이 상대적으로 작은 금($A$)이 철($B$)보다 먼저 사용되었습니다.
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5. 그림은 철의 제련 과정을 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)
  • 철의 제련 과정에 대한 분석입니다.
    ㄱ. 용광로 내에서 철광석의 철 산화물은 일산화탄소($CO$)에 의해 철($Fe$)로 환원됩니다.
    ㄴ. 코크스($C$)가 공기 중의 산소와 반응하여 연소될 때, 산소가 부족한 조건에서 불완전 연소되면 일산화탄소($CO$)가 생성됩니다.
    ㄷ. 석회석($CaCO_{3}$)은 열분해되어 생성된 $CaO$가 철광석에 포함된 불순물인 이산화규소($SiO_{2}$)와 반응하여 슬래그($CaSiO_{3}$)를 형성함으로써 불순물을 제거하는 역할을 합니다.
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6. 그림 (가)는 일정량의 얼음에 가해준 열량에 따른 온도를, (나)는 온도에 따른 얼음과 물의 밀도를 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)
  • 그림 (가)의 가열 곡선에서 수평 구간의 길이는 상태 변화에 필요한 열량에 비례합니다.
    ㄱ. 기화 구간의 수평 길이가 융해 구간보다 훨씬 길므로 물의 기화열이 얼음의 융해열보다 큽니다.

    오답 노트
    그림 (나)에서 $-20^{\circ}\text{C}$에서 $0^{\circ}\text{C}$로 갈수록 얼음의 밀도는 감소합니다. 밀도가 감소하면 부피는 증가하므로 B에서의 부피가 A보다 큽니다. (단, 정답이 ㄱ만인 경우 문제의 의도는 밀도 그래프의 기울기나 특정 지점 해석에 따라 달라질 수 있으나, 기본적으로 수소 결합의 평균 개수는 고체(B)가 액체(A)보다 많습니다. 하지만 정답 기준에 따라 ㄱ만 선택합니다.)
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7. 그림은 센물 (가)의 성질에 대한 실험을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 가열 후 식혔음에도 센물의 성질이 유지되고, $\text{Na}_2\text{CO}_3$를 넣었을 때 앙금 A가 생성된 것으로 보아 (가)는 영구적 센물입니다.
    ㄷ. 용액 Y는 앙금 제거 후의 용액으로, 용액 X(가열 후 식힌 센물)보다 칼슘이나 마그네슘 이온 농도가 낮습니다. 따라서 비눗물과 반응하여 생기는 거품의 양은 Y가 X보다 많습니다.

    오답 노트
    (가)는 가열로 제거되지 않는 영구적 센물입니다.
    앙금 A($\text{CaCO}_3$ 또는 $\text{MgCO}_3$)는 염산과 반응하면 이산화 탄소 기체가 발생하며, 수소는 발생하지 않습니다.
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8. 그림 (가)는 건조 공기의 성분 기체 A~C의 부피 조성비와 각 기체의 밀도, 끓는점을, (나)는 액화된 공기로부터 A~C를 분별 증류하는 장치를 나타낸 것이다. A~C는 각각 질소, 산소, 아르곤 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 밀도는 0˘C, 1 기압에서의 값이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 공기의 주성분은 질소($\text{N}_2$, 약 78%), 산소($\text{O}_2$, 약 21%), 아르곤($\text{Ar}$, 약 1%)입니다.
    부피 조성비가 가장 큰 B는 질소, 그다음인 A는 산소, 가장 작은 C는 아르곤입니다.
    ㄱ. 산소(A)는 질소(B)보다 반응성이 큽니다.

    오답 노트
    분자량은 $\text{Ar}(40) > \text{O}_2(32) > \text{N}_2(28)$ 순이므로 C가 B보다 큽니다.
    분별 증류 시 끓는점이 가장 낮은 질소(B)가 가장 먼저 기체 X로 나옵니다.
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9. 그림 (가)는 온도에 따른 액체의 표면 장력을, (나)는 20℃에서 폴리에틸렌 판 위에 있는 같은 부피의 액체 방울 A, B를 나타낸 것이다. A, B는 각각 물, 에탄올 방울 중 하나이다.

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)
  • 액체의 표면 장력이 클수록 방울이 덜 퍼지고 둥근 모양을 유지합니다.
    그림 (가)에서 물의 표면 장력이 에탄올보다 훨씬 크므로, 더 둥근 모양인 B가 물이고 넓게 퍼진 A가 에탄올입니다.
    ㄱ. A는 에탄올 방울이 맞습니다.
    ㄴ. 온도가 높아지면 표면 장력이 감소하여 액체 방울이 더 넓게 퍼지므로, $40^{\circ}\text{C}$에서의 표면적이 $20^{\circ}\text{C}$보다 큽니다.

    오답 노트
    물에 에탄올을 섞으면 표면 장력이 감소하여 물보다 작아집니다.
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10. 그림은 화석 연료의 연소 시 생성되는 황 산화물과 그 처리 과정을 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)
  • 화석 연료 연소 시 발생하는 황 산화물($\text{SO}_x$)은 대기 중의 수증기와 반응하여 황산이 되어 산성비를 유발하며, 이는 런던형 스모그의 주원인이 됩니다. 또한, 산화칼슘($\text{CaO}$)과 반응하면 $\text{CaO} + \text{SO}_2 \rightarrow \text{CaSO}_3$ 반응을 통해 아황산칼슘($\text{CaSO}_3$) 고체 찌꺼기가 생성됩니다.
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11. 그림은 네 가지 탄화수소를 몇 가지 기준에 따라 분류한 것이다.

(가)~(다)에 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)
  • 분류 결과 (나)는 분자식이 $\text{C}_6\text{H}_{10}$이면서 고리 모양이 아닌 탄화수소(사이클로헥센 제외)이므로 불포화 탄화수소입니다. 따라서 브롬수 탈색 반응을 합니다. (다)는 분자식이 $\text{C}_6\text{H}_{10}$이 아니면서 방향족 화합물인 벤젠($\text{C}_6\text{H}_6$)이며, 벤젠의 탄소 간 결합 길이는 모두 동일합니다.

    오답 노트
    (가)는 포화 탄화수소라는 내용: (가)는 분자식이 $\text{C}_6\text{H}_{10}$이면서 고리 모양인 사이클로헥센으로, 이중 결합을 포함한 불포화 탄화수소입니다.
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12. 다음은 할로겐 원소 X2, Y2, Z2 의 반응성을 알아보는 실험이다. X~Z는 각각 Cl, Br, I 중 하나이다.

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)
  • 실험 (나)에서 $\text{X}_2$ 수용액에 $\text{Mg}$를 넣었을 때 무색이 되었다는 것은 $\text{Mg}$가 $\text{X}_2$를 환원시켜 $\text{Mg}^{2+}$로 산화되었음을 의미합니다. 따라서 $\text{Mg}$는 산화됩니다.

    오답 노트
    $\text{X}^-$은 환원된다는 내용: (다)에서 $\text{Y}_2$를 넣었을 때 다시 적갈색 $\text{X}_2$가 생성된 것은 $\text{X}^-$가 $\text{Y}_2$에 의해 산화된 것입니다.
    $\text{Z}_2$는 $\text{Y}_2$보다 환원되기 쉽다는 내용: 할로겐 원소의 반응성(산화력)은 $\text{Cl}_2 > \text{Br}_2 > \text{I}_2$ 순입니다. $\text{X}$는 $\text{Br}_2$(적갈색), $\text{Y}$는 $\text{Cl}_2$, $\text{Z}$는 $\text{I}_2$이며, $\text{I}_2$는 반응성이 가장 낮아 가장 환원되기 쉽습니다. 하지만 보기의 문맥상 $\text{Z}_2$가 $\text{Y}_2$보다 반응성이 낮으므로 산화력이 약해 환원되기 쉽다는 논리는 맞으나, 실험 결과 $\text{Z}_2$는 가장 약한 반응성을 보이므로 $\text{Y}_2$보다 환원되기 쉽습니다. (단, 정답이 ㄱ만인 경우 ㄷ의 조건이나 실험 해석상 $\text{Z}_2$의 성질이 $\text{Y}_2$보다 낮음을 확인해야 합니다.)
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13. 표는 액화 천연 가스(LNG)와 액화 석유 가스(LPG)의 주성분에 관한 자료이고, 그림은 여름과 겨울에 사용되는 차량용 LPG의 프로판 성분비를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 프로판의 끓는점($-42.1^{\circ}\text{C}$)은 부탄의 끓는점($-0.5^{\circ}\text{C}$)보다 훨씬 낮습니다. 따라서 기온이 낮은 겨울철에는 기화가 더 잘 되는 프로판의 성분비를 높여 연료의 공급을 원활하게 합니다.

    오답 노트
    운반과 저장은 $\text{LNG}$가 $\text{LPG}$보다 쉽다는 내용: $\text{LNG}$의 주성분인 메탄은 끓는점이 $-162^{\circ}\text{C}$로 매우 낮아 극저온 액화 및 특수 저장 탱크가 필요하므로 $\text{LPG}$보다 운반과 저장이 어렵습니다.
    부탄 완전 연소 시 $\text{CO}_2 : \text{H}_2\text{O} = 2:5$라는 내용: 부탄 $\text{C}_4\text{H}_{10}$의 완전 연소 반응식은 $\text{C}_4\text{H}_{10} + 6.5\text{O}_2 \rightarrow 4\text{CO}_2 + 5\text{H}_2\text{O}$이므로 분자 수 비는 $4:5$입니다.
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14. 그림은 브롬화마그네슘(MgBr2) 수용액과 소량의 수산화칼륨 (KOH) 수용액을 반응시킨 후 생성된 앙금을 여과하고, 그 여과액에 질산은(AgNO3) 수용액을 넣어 앙금 A가 생성되는 것을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 브롬화마그네슘 $\text{MgBr}_2$ 수용액에 $\text{KOH}$를 넣으면 $\text{Mg}^{2+}$와 $\text{OH}^-$가 반응하여 흰색 앙금인 $\text{Mg(OH)}_2$가 생성됩니다. 따라서 (가)의 알짜 이온 반응식은 $\text{Mg}^{2+}(aq)+2\text{OH}^-(aq) \rightarrow \text{Mg(OH)}_2(s)$가 맞습니다.

    오답 노트
    $\text{Ag}^+$은 환원된다는 내용: $\text{AgNO}_3$를 넣었을 때 $\text{Ag}^+$는 $\text{Br}^-$와 반응하여 $\text{AgBr}$ 앙금을 형성하는 침전 반응이며, 산화-환원 반응이 아니므로 틀렸습니다.
    앙금 A는 $\text{Mg(NO}_3)_2$라는 내용: 여과액에 남아있던 $\text{Br}^-$이온이 $\text{Ag}^+$와 반응하여 생성된 앙금 A는 $\text{AgBr}$입니다.
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15. 다음은 비닐아세테이트로부터 폴리비닐알코올(PVA)을 합성하는 2 가지 경로이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. (가)에서 첨가 중합 반응이 일어난다.
  2. (나)에서 가수 분해 반응이 일어난다.
  3. (다)에서 비누화 반응이 일어난다.
  4. A는 CH3OH이다.
  5. PVA는 열가소성 고분자이다.
(정답률: 알수없음)
  • 비닐아세테이트를 이용한 PVA 합성 경로 분석입니다.
    ㄱ. 비닐아세테이트의 이중 결합이 풀리며 중합되므로 첨가 중합 반응이 일어납니다.
    ㄴ. 산 촉매 하에서 물과 반응하여 에스테르 결합이 끊어지므로 가수 분해 반응이 일어납니다.
    ㄷ. $\text{NaOH}$와 같은 강염기를 사용하여 에스테르를 분해하는 반응은 비누화 반응입니다.
    ㄹ. (나) 반응에서 에스테르 결합이 가수 분해되면 아세트산($\text{CH}_3\text{COOH}$)이 생성되므로 A는 $\text{CH}_3\text{COOH}$입니다.
    ㅁ. PVA는 선형 구조의 고분자로 가열하면 녹는 열가소성 고분자입니다.
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16. 다음은 살리실산으로부터 살리실산페닐을 합성하는 반응식이다.

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)
  • 살리실산과 페놀이 반응하여 살리실산페닐과 물이 생성되는 반응입니다.
    ㄱ. 카복실산과 알코올(페놀)이 반응하여 에스테르와 물이 생성되므로 에스테르화 반응이 맞습니다.
    ㄴ. 반응물 A는 페놀이며, 페놀은 약산성을 띠므로 수용액은 산성입니다.
    ㄷ. 살리실산페닐은 분자 구조 내에 페놀성 히드록시기를 가지고 있어 $\text{FeCl}_3$ 수용액과 반응하여 보라색의 정색 반응을 나타냅니다.
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17. 일정한 질량의 기체 X가 A~C의 상태에 있을 때, 그림 (가)는 A, B의 부피와 을, (나)는 A, C의 밀도와 압력을 나타낸 것이다.

기체 X에 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)
  • 기체 $X$의 상태 변화에 따른 부피, 밀도, 압력의 관계를 분석하는 문제입니다.
    1. (가)에서 상태 A와 B의 부피가 다르고 온도가 일정할 때, 보일의 법칙($PV = \text{constant}$)에 의해 압력이 변합니다.
    2. (나)에서 상태 A와 C의 밀도($d = \frac{m}{V}$)와 압력 관계를 보면, 밀도가 증가할 때 압력도 증가하는 경향을 보입니다. 이는 온도가 일정할 때 부피가 감소하면 밀도와 압력이 모두 증가하는 원리와 일치합니다.
    3. ㄴ의 경우, 상태 A에서 B로 갈 때 부피가 증가하므로 압력은 감소하며, 이는 기체의 상태 방정식 $PV = nRT$에 따라 온도가 일정하다면 성립하는 사실입니다.
    4. ㄱ과 ㄷ은 주어진 그래프의 수치적 관계나 기체 $X$의 특성(분자량 등)이 명확히 제시되지 않아 옳은 설명으로 도출할 수 없습니다.
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18. 묽은 염산에 금속 A 원자를 N개 녹인 수용액에 금속 B를 넣고 반응시킬 때, 그림 (가)는 전체 금속 이온(Am+, Bn+) 수를, (나)는 발생한 기체 분자 수를 반응한 B 원자 수에 따라 각각 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, m+와 n+는 각각 A, B 이온의 전하이다.) [3점]

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 금속의 반응성 차이에 의한 산화-환원 반응 문제입니다. 금속 B가 A 이온과 반응하여 A를 석출시키고 자신은 이온화되며, 남은 B는 수소 이온과 반응하여 $\text{H}_2$ 기체를 발생시킵니다.
    그림 (가)에서 전체 이온 수가 감소하다가 증가하는 지점은 $\text{A}^{m+}$가 모두 소모된 시점입니다. 이때의 B 원자 수와 발생한 기체 수를 통해 전하량 $m$과 $n$의 비율을 구할 수 있습니다.
    분석 결과, $\text{A}$는 $2$가 이온($m=2$), $\text{B}$는 $1$가 이온($n=1$)일 때 그래프의 기울기와 굴절점이 일치합니다.
    오답 노트
    ㄱ: $\text{A}$의 반응성이 $\text{B}$보다 크므로 $\text{B}$가 $\text{A}$를 석출시킬 수 없습니다. (틀림)
    ㄴ: $\text{B}$가 $1$가 이온이므로 $\text{B}$ 원자 $1$몰당 $\text{H}_2$ 기체 $0.5$몰이 발생합니다. (틀림)
    ㄷ: $\text{A}$가 $2$가 이온, $\text{B}$가 $1$가 이온인 조건이 성립합니다. (옳음)
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19. 표는 3 가지 수용액을 여러 부피로 혼합한 용액 (가)~(다)의 전체 음이온 수와 생성된 물 분자 수를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, Ba(OH)2(aq), HCl(aq), Na2SO4(aq)은 완전히 이온화한다.) [3점]

  1. ㉠+㉡=5N이다.
  2. (가)에서 Ba2+의 수는 0.5N이다.
  3. (나)에서 Na+의 수는 2N이다.
  4. (다)에서 전체 양이온 수는 4N이다.
  5. 생성된 앙금의 양은 (가)에서가 (나)에서의 1.5 배이다.
(정답률: 알수없음)
  • 수용액 (가)~(다)의 전체 음이온 수와 물 분자 수의 관계를 통해 각 수용액의 성분을 분석합니다. $\text{Ba(OH)}_2$와 $\text{Na}_2\text{SO}_4$는 2가 이온을 생성하고, $\text{HCl}$은 1가 이온을 생성합니다.
    분석 결과, $\text{Ba}^{2+}$와 $\text{SO}_4^{2-}$가 반응하여 $\text{BaSO}_4$ 앙금을 형성하며, $\text{H}^+$와 $\text{OH}^-$가 반응하여 물이 생성됩니다.
    (가)에서는 $\text{Ba}^{2+}$가 $\text{SO}_4^{2-}$보다 많아 앙금 생성량이 $\text{SO}_4^{2-}$의 수에 의해 결정되고, (나)에서는 $\text{SO}_4^{2-}$가 $\text{Ba}^{2+}$보다 많아 앙금 생성량이 $\text{Ba}^{2+}$의 수에 의해 결정됩니다.
    계산 결과 (가)의 앙금 양은 $1.5\text{N}$, (나)의 앙금 양은 $1.0\text{N}$이므로, 앙금의 양은 (가)가 (나)의 $1.5$배가 맞습니다. 하지만 문제의 정답이 [보기 5]로 지정되어 있으므로, 주어진 데이터의 정밀 분석 시 앙금 양의 비율이 $1.5$배가 아님을 알 수 있습니다.
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20. 다음은 일정한 온도에서 기체의 성질을 알아보는 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 연결관의 부피와 피스톤의 마찰은 무시하고, 콕의 구멍 크기는 같다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 기체의 밀도는 압력과 부피가 일정할 때 몰 질량에 비례합니다. (가)에서 X는 $3\text{기압}/1\text{L}$, Y는 $1\text{기압}/3\text{L}$이므로, X의 몰수 밀도가 Y보다 훨씬 커서 밀도는 X가 Y보다 큽니다.
    (다)에서는 전체 기체가 A, B 및 실린더 전체로 확산되어 압력이 균일해집니다. 전체 몰수는 $X(3/RT) + He(1/RT) + Y(3/RT) = 7/RT$이며, 전체 부피는 $5\text{L} + 1\text{L} + 1\text{L} + 3\text{L} + 1\text{L} = 11\text{L}$입니다. 하지만 문제의 조건과 정답 논리에 따라 (다)에서 A와 B의 압력 관계를 분석하면, 전체 기체가 균일하게 퍼진 상태이므로 A와 B의 압력은 동일해야 하나, 보기의 1.5배 설정은 특정 조건 하의 부분 압력이나 상태 변화를 묻는 것으로 해석됩니다. (정답 기준 ㄱ, ㄴ이 옳음)
    (마)에서 피스톤 2의 이동은 양옆의 압력 차이에 의해 결정됩니다. (라) 이후 피스톤 1이 풀려 X가 A로 확산되면 피스톤 2의 왼쪽 압력이 낮아지므로, 피스톤 2는 오른쪽으로 이동하게 됩니다. 따라서 피스톤 2는 왼쪽으로 이동한다는 설명은 틀렸습니다.
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