Ⅴ. 여러 가지 화학 반응

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개념 확인 문제

산은 수용액에서 이온화하여 공통적으로 (      )을 내놓는다.

(     )은 햇빛에 의해 쉽게 분해되므로 갈색병에 보관한다.

염기는 수용액에서 이온화하여 공통적으로 (     )을 내놓는다.

(     )이 녹아 있는 수용액을 석회수라고 하며, 석회수는 (      ) 기체와 반응하면 뿌옇게 흐려진다.

보기는 우리 주변에서 볼 수 있는 여러 가지 물질이다.

	<보 기>
ㄱ. 설탕물 ㄴ. 하수구 세정제 ㄷ. 소금물 ㄹ. 암모니아수 ㅁ. 식초 ㅂ. 사이다 ㅅ. 유리 세정제 ㅇ. 레몬

(1) BTB 용액을 떨어뜨리면 초록색으로 변하는 물질을 보기에서 모두 고르시오.

(2) 페놀프탈레인 용액을 떨어뜨리면 붉은색으로 변하는 물질을 보기에서 모두 고르시오.

(3) 푸른색 리트머스 종이를 갖다 대면 붉은색으로 변하는 물질을 보기에서 모두 고르시오.

BTB 용액은 산성 용액에서는 (     )색, 중성 용액에서는 (     )색, 염기성 용액에서는 (     )색을 띤다.

산과 염기가 반응하여 각각의 산성과 염기성이 사라지는 반응을 (     )이라고 한다.

같은 농도의 염산 [eqn: 10`RMmL]와 수산화 나트륨 수용액 [eqn: 15`RMmL]를 섞은 용액에 페놀프탈레인 용액 2∼3방울을 떨어뜨리면 무슨 색이 되는지 쓰시오.

산과 염기의 반응에서 공통으로 일어나는 반응을 화학 반응식으로 나타내시오.

물질이 산소를 얻는 반응을 (    ) 반응이라고 하고, 산소를 잃는 반응을 (     ) 반응이라고 한다.

산화 구리(Ⅱ)와 탄소의 반응에서 산화되는 물질과 환원되는 물질을 각각 쓰시오.

다음은 철광석으로부터 철을 얻는 과정을 화학 반응식으로 나타낸 것이다.

[eqn: rm Fe _{2} O _{3} `+`3CO` REL -> {``````````````} {} ``2Fe`+`3CO _{2}]

위 반응에서 산화된 물질과 환원된 물질을 각각 쓰시오.

각 반응에서 산화제와 환원제로 작용한 물질의 화학식을 쓰시오.

(1) [eqn: rm 2MgO+C` REL -> {````````````} {} ``2Mg+CO _{2}]

(2) [eqn: rm 2Fe _{2} O _{3} +3C REL -> {````````````} {} ``4Fe`+`3CO _{2}]

대단원 마무리

산의 공통적인 성질로 옳은 것을 모두 고르면? (2개)

① 수용액은 쓴맛이 난다.

② 물에 녹아서 대부분 이온화한다.

③ 물에 녹아 수소 이온을 내놓는다.

④ BTB 용액을 떨어뜨리면 노란색으로 변한다.

⑤ 마그네슘과 반응하여 산소를 발생시킨다.

산의 이온화를 식으로 나타낸 것으로 옳지 않은 것은?

① [eqn: rm HCl` REL -> {``````````````} {} `H ^{+} `+`Cl ^{-}]

② [eqn: rm HNO _{3} ` REL -> {````````````} {} `H ^{+} `+NO _{3} ^{-}]

③ [eqn: rm H _{2} SO _{4} ` REL -> {`````````````} {} H _{2} ^{+} `+`SO _{4} ^{-}]

④ [eqn: rm H _{2} CO _{3} ` REL -> {`````````````} {} `2H ^{+} `+`CO _{3} ^{2-}]

⑤ [eqn: rm CH _{3} COOH` REL -> {``````````````} {} `H ^{+} `CH _{3} COO ^{-}]

레몬에서 신맛이 나는 이유를 서술하시오.

(가)∼(다)는 어떤 산의 특징이다.

(가) 농도가 진한 것은 흡습성이 있어 건조제로 쓴다.

(나) 암모니아수에 가까이 하면 염화 암모늄이 생긴다.

(다) 햇빛에 분해되기 쉬우므로 갈색병에 보관한다.

(가)∼(다)에 해당하는 산을 옳게 짝지은 것은?

(가)    (나)    (다)        (가)    (나)   (다)

① 질산    염산   황산    ② 질산   황산   염산

③ 황산    질산   염산    ④ 황산   염산   질산

⑤ 염산    황산   질산

염산이 아세트산 수용액보다 전류가 더 잘 흐르는 이유를 서술하시오.

염기마다 독특한 성질을 갖는 이유로 옳은 것은?

① 염기는 물에 녹아 이온화하기 때문

② 염기는 물에 대한 용해도가 다르기 때문

③ 염기의 종류에 따라 양이온이 다르기 때문

④ 염기의 종류에 따라 음이온이 다르기 때문

⑤ 염기의 종류에 따라 이온화하는 정도가 다르기 때문

하수구 세정제를 부으면 막혔던 하수구가 뚫리는 이유를 서술하시오.

전류가 가장 약하게 흐르는 수용액은? (단, 수용액의 농도는 모두 같다.)

① 염산                 ② 황산

③ 질산                 ④ 암모니아수

⑤ 수산화 나트륨 수용액

[22∼23] 그림과 같이 장치하고 암모니아가 들어 있는 둥근바닥 플라스크 안에 스포이트로 물을 조금 넣어 주면 플라스크 안에 붉은색 분수가 생긴다.

둥근바닥 플라스크 안에 분수가 생기는 것은 암모니아의 어떤 성질 때문인지 서술하시오.

둥근바닥 플라스크 안에 생긴 분수가 붉은색을 띠는 이유를 서술하시오.

표는 몇 가지 물질을 (가)와 (나)로 구분한 것이다.

(가)	(나)
[eqn: RMHCl,`CH _{3} COOH]	[eqn: RMKOH,`Ca(OH) _{2}]

(가)와 (나)의 공통점으로 옳은 것은?

① 만지면 미끈거린다.

② 수용액 상태에서 전류가 흐른다.

③ 푸른색 리트머스 종이를 붉게 변화시킨다.

④ BTB 용액을 떨어뜨리면 파란색으로 변한다.

⑤ 마그네슘과 반응하여 수소를 발생시킨다.

그림 (가)와 (나)는 각각 묽은 염산([eqn: rm HCl])과 수산화 나트륨([eqn: RMNaOH]) 수용액에 들어 있는 이온을 모형으로 나타낸 것이다.(단, (가)와 (나)의 농도와 부피는 같다.)

(가)              (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고르시오.

	<보 기>
ㄱ. (가)는 질산 은([eqn: RMAgNO _{3}]) 수용액을 넣으면 앙금이 생긴다. ㄴ. (가)는 마그네슘 조각을 넣으면 기체가 발생한다. ㄷ. (나)는 전원 장치를 연결하면 전류가 흐르지 않는다.

산과 염기의 반응에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 산과 염기가 반응하여 물이 생성된다.

② 중화 반응이 일어나면 온도가 높아진다.

③ 반응하는 산의 [eqn: RMH ^{+}]과 염기의 [eqn: RMOH ^{-}]의 개수비는 항상 [eqn: 1:1]이다.

④ 일정량의 염산에 수산화 나트륨 수용액을 계속 넣으면 용액의 액성은 산성 → 중성 → 염기성이 된다.

⑤ 산과 염기가 완전히 중화된 혼합 용액에 마그네슘 조각을 넣으면 수소가 발생한다.

묽은 황산([eqn: RMH _{2} SO _{4}])과 수산화 바륨([eqn: RMBa(OH) _{2}]) 수용액이 반응하여 완전히 중화되었을 때, 용액 속에 남아 있는 이온은?

① [eqn: RMH ^{+} `,`OH ^{-}]               ② [eqn: RMH ^{+} ,`Ba ^{2+}]

③ [eqn: rmBa ^{2+} ,`SO _{4} ^{2-}]             ④ [eqn: RMOH ^{-} ,`SO _{4} ^{2-}]

⑤ 이온이 거의 없다.

표와 같이 시험관 A∼E에 [eqn: 5`%] 수산화 나트륨 수용액과 [eqn: 5`%] 염산의 부피를 달리하여 섞었다.

시험관 용액	A	B	C	D	E
수산화 나트륨 수용액의 부피([eqn: RmmL])	6	8	10	12	14
염산의 부피([eqn: RmmL])	14	12	10	8	6

시험관 A∼E 중 섞은 후 혼합 용액의 온도가 가장 높은 것을 쓰시오.

[eqn: RMH ^{ +}]이 200개 들어 있는 묽은 염산과 [eqn: RMOH ^{ -}]이 150개 들어 있는 수산화 칼륨 수용액을 섞었을 때, 생성되는 물 분자 수와 용액의 액성을 각각 쓰시오.

그림은 온도와 농도가 같은 염산과 수산화 나트륨 수용액을 조금씩 넣을 때 일어나는 반응을 모형으로 나타낸 것이다.

(가)             (나)              (다)            (라)

이에 대한 설명으로 옳은 것은?

① (가) 수용액의 온도가 가장 높다.

② (나) 수용액에 페놀프탈레인 용액을 떨어뜨리면 무색을 띤다.

③ (다) 수용액은 전류가 흐르지 않는다.

④ [eqn: RMCl ^{ -}]이 가장 많은 들어 있는 수용액은 (라)이다.

⑤ (가)∼(라) 수용액에 들어 있는 [eqn: rmNa ^{ +}] 수는 모두 같다.

산화 환원 반응에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르면? (2개)

① 물질이 산소를 잃으면 산화되었다고 한다.

② 물질이 산소와 화합하는 반응은 환원 반응이다.

③ 산화제는 자신이 산화되는 물질이다.

④ 다른 물질을 환원시키는 물질을 환원제라고 한다.

⑤ 산화 반응과 환원 반응은 항상 동시에 일어난다.

오래된 자전거의 체인이 잘 돌아가지 않는 이유를 서술하시오.

그림은 산화 구리(Ⅱ)([eqn: RMCuO])와 탄소 가루를 혼합하여 시험관에 넣고 가열할 때 비커 속의 석회수가 뿌옇게 흐려지는 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고르시오.

	<보 기>
ㄱ. 이산화 탄소가 발생한다. ㄴ. 산화 구리(Ⅱ)는 구리로 환원된다. ㄷ. 탄소 가루는 산소와 결합하여 산화된다.

반응식 중 밑줄 친 물질이 산화되지 않는 것은?

① [eqn: rm under{C} `+`O _{2} ` REL -> {``````````````} {} `CO _{2}]

② [eqn: rm 2 under{Cu} `+`O _{2} ` REL -> {``````````````} {} `2CuO]

③ [eqn: rm under{CuO} `+`H _{2} ` REL -> {``````````````} {} `Cu`+`H _{2} O]

④ [eqn: rm under{CH _{4}} `+`2O _{2} ` REL -> {``````````````} {} `CO _{2} `+`2H _{2} O]

⑤ [eqn: rm Fe _{3} O _{4} `+`2 under{C} ` REL -> {`````````````} {} `3Fe`+`2CO _{2}]

철이 산화되는 것을 방지하는 방법을 2가지 쓰시오.

중화 반응을 이용하는 것과 산화 환원 반응을 이용하는 것으로 구분하시오.

	<보 기>
ㄱ. 도시가스를 연소시켜 난방을 한다. ㄴ. 위산 과다로 속이 쓰릴 때 제산제를 복용한다. ㄷ. 오래된 김치의 신맛을 줄이기 위해 소다를 넣어 준다. ㄹ. 화약 속에 알루미늄 가루를 넣어 불꽃놀이 폭죽을 만든다.

정답과 해설

Ⅴ. 여러 가지 화학 반응

1. 수소 이온([eqn: rm H ^{ +}])   2. 질산([eqn: rm HNO _{ 3}])   3. 수산화 이온([eqn: rm OH ^{ -}])   4. 수산화 칼슘([eqn: rm Ca(OH) _{ 2}]), 이산화 탄소([eqn: rm CO _{ 2}])   5. (1) ㄱ, ㄷ (2) ㄴ, ㄹ, ㅅ (3) ㅁ, ㅂ, ㅇ   6. 노란색, 초록색, 파란색   7. 중화 반응   8. 붉은색   9. [eqn: rm H ^{ +}][eqn: rm +][eqn: rm OH ^{-}][eqn: rm REL -> {`````````````} {} `H _{2} O]   10. 산화, 환원   11. 산화되는 물질 : 탄소, 환원되는 물질 : 산화 구리(Ⅱ)   12. 산화된 물질 : [eqn: rm CO], 환원된 물질 : [eqn: rm Fe _{ 2}O _{ 3}]   13. (1) 산화제 : [eqn: rm MgO], 환원제 : [eqn: rm C] (2) 산화제 : [eqn: rm Fe _{ 2}O _{ 3}], 환원제 : [eqn: rm C]   14. ③, ④   15. ③   16. 수소 이온([eqn: rm H ^{ +}])이 들어 있기 때문이다.   17. ④   18. 물에 녹아 대부분 이온화하기 때문이다.   19. ③   20. 하수구 세정제에 들어 있는 염기에 의해 머리카락의 주성분인 단백질이 녹기 때문이다.   21. ④   22. 암모니아가 물에 대한 용해도가 큰 성질이 있기 때문이다.   23. 암모니아수는 염기성이므로 페놀프탈레인 용액에 의해 붉은색을 나타내기 때문이다.   24. ②   25. ㄱ, ㄴ   26. ⑤   27. ⑤   28. C   29. 150개, 산성   30. ②   31. ④, ⑤   32. 철로 만들어진 부분에 붉은 녹이 생겨서 자전거가 부드럽게 움직이지 않는 것이다.   33. ㄱ, ㄴ, ㄷ   34. ③   35. 페인트칠이나 기름칠을 한다, 산화가 잘 되지 않는 다른 금속으로 얇은 막을 입힌다.   36. 중화 반응 : ㄴ, ㄷ, 산화 환원 반응 : ㄱ, ㄹ

14. ① 산 수용액은 신맛이 난다.

② 약산은 물에 녹아 일부만 이온화한다.

⑤ 산은 마그네슘과 같은 금속과 반응하여 수소 기체를 발생한다.

15. ③ [eqn: rm H _{2} SO _{4} ` REL -> {`````````````} {} `2H ^{+} `+`SO _{4} ^{2-}]

21. 염산, 황산, 질산은 강산이고 수산화 나트륨은 강염기로 물에 녹아 대부분 이온화하므로 전류가 강하게 흐흔다. 암모니아는 약염기로 물에 녹아 일부만 이온화하므로 전류가 약하게 흐른다.

22. 암모니아 분수는 암모니아 기체가 물에 잘 녹기 때문에 생기는 현상으로 플라스크 속의 암모니아가 물에 녹을수록 플라스크 속의 압력이 낮아져서 비커 속의 물리 빨려 올라가 분수가 생긴다.

24. (가)는 산, (나)는 염기이다.

① , ④ 만지면 미끈거리는 것, BTB 용액을 떨어뜨릴 때 파란색으로 변하는 것은 (나)의 성질이다.

③, ⑤ 산은 푸른색 리트머스 종이를 붉게 변화시키고, 마그네슘과 반응하여 수소 기체를 발생하는 것은 (가)의 성질이다.

25. (나) 수용액에는 나트륨 이온과 수산화 이온이 들어 있으므로 전원 장치를 연결하면 전류가 흐른다.

26. ⑤ 산과 염기가 완전히 중화된 혼합 용액은 중성이므로 마그네슘 조각을 넣어도 반응하지 않는다.

27. 황산([eqn: RMH _{2} SO _{4}])과 수산화 바륨([eqn: RMBa(OH) _{2}]) 수용액이 반응하면 물과 흰색 앙금인 황산 바륨이 생성되므로 용액 속에는 이온이 거의 없다.

[eqn: rm H _{2} SO _{4} +Ba(OH) _{2} REL -> {`````````````} {} `2H _{2} O`+BaSO _{4} downarrow]

28. 중화 반응이 일어나면 열이 발생하는데 중화가 완결되었을 때 가장 많은 열이 발생한다. 따라서 중화가 완결된 지점에서 혼합 용액의 온도가 가장 높다.

29. 수소 이온과 수산화 이온은 1 : 1의 개수비로 반응하여 물을 생성한다.

30. ① (다)의 온도가 가장 높다.

② (나)는 산성을 나타내므로 페놀프탈레인 용액을 떨어뜨려도 색깔이 나타나지 않는다.

③ (다)에는 반응에 참여하지 않은 이온들이 존재하므로 전류가 흐른다.

④ 염화 이온은 처음 용액에 들어 있는 반응에 참여하지 않는 이온이므로 (가)∼(라)에서 개수가 모두 같다.

⑤ 나트륨 이온의 수는 수산화 나트륨 수용액을 넣을수록 증가한다.

31. ①, ② 어떤 물질이 산소를 얻으면 산화, 산소를 잃으면 환원이다.

③ 산화제는 자신은 환원되면서 다른 물질을 산화시킨다.

32. 붉은 녹은 철이 공기 중의 산소와 반응하여 산화되어 생긴 산화 철이다.

34. ③ [eqn: rm under{CuO} `+`H _{2} ` REL -> {``````````````} {} `Cu`+`H _{2} O]에서 산화 구리(Ⅱ)는 구리로 환원되었다.