01 산과 염기에 대한 설명 중 옳은 것은 ○, 옳지 않은 것은 Ｘ로 표시하시오.

Ⅳ. 닮은꼴 화학 반응 / 2. 산과 염기

22. 산과 염기의 성질 및 세기

소단원 문제

(1) 화학식에 -OH가 있으면 모두 염기이다.········(     )

(2) 염화 수소(HCl)는 H+과 Cl-으로 이온화된다.···(     )

(3) 산이 가지는 공통적인 성질은 수소 이온(H+) 때문에

나타난다.·············································(     )

02 염기의 공통적인 성질에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고르시오.

	<보 기>
ㄱ. 수용액에서 전류가 흐른다. ㄴ. Mg과 반응하여 수소 기체를 발생시킨다. ㄷ. 푸른색 리트머스 종이를 붉게 변화시킨다. ㄹ. 단백질을 녹이는 성질이 있어 피부에 묻으면 미끈거린다.

03 표는 물질을 (가)와 (나)로 구분한 것이다.

(가)	(나)
HCl, CH3COOH	NaOH, Ca(OH)2

(가)와 (나)를 구별할 수 있는 방법으로 옳지 않은 것은?

① 수용액의 pH를 측정한다.

② 수용액에 금속 Mg을 넣어 본다.

③ 수용액에 BTB 용액을 넣어 본다.

④ 수용액의 전기 전도성을 측정한다.

⑤ 수용액에 붉은색 리트머스 종이를 대어 본다.

04 그림은 3가지 산을 1L의 물에 각각 0.1몰씩 녹여 만든 수용액에서 이온화하지 않은 분자 수의 백분율(%)을 나타낸 것이다.

(1) 수용액의 pH가 가장 큰 산을 쓰시오.

(2) 수용액 속의 총 이온 수가 가장 많은 산을 쓰시오.

05 그림은 2가지 산 수용액의 입자 모형을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은?

① [eqn: a]는 [eqn: rmH ^{+}]이다.

② 전기 전도도는 (나)가 (가)보다 크다.

③ 수용액의 pH는 (가)가 (나)보다 크다.

④ 물에 녹인 산의 분자 수는 HA가 HB보다 많다.

⑤ Mg을 넣었을 때 생성되는 수소 기체의 몰수는 (가)가

(나)보다 크다.

06 다음과 같은 성질을 갖는 물질의 화학식으로 옳은 것은?

•물에 대한 용해도는 작지만 강염기이다.

•수용액은 이산화 탄소 검출에 사용된다.

•수용액을 니크롬선에 묻혀 겉불꽃에 넣으면 주황색

불꽃이 나타난다.

① HCl          ② HNO3              ③ NaOH

④ CaCO3              ⑤ Ca(OH)2

07 그림과 같은 장치에 묽은 염산을 적신 실을 올려놓은 다음 전류를 흘려주었다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 전류를 흘려주었을 때 푸른색 리트머스 종이가 (-)극 쪽으로 붉게 변한다. ㄴ. 붉은색 리트머스 종이를 이용하여 실험하면 (+)극 쪽 으로 푸르게 변한다. ㄷ. 묽은 염산 대신 수산화 나트륨 수용액을 이용하여 실 험해도 실험 결과는 같다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

08 그림은 3가지 물질을 분류하는 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. A는 HCl이다. ㄴ. A와 B는 페놀프탈레인 용액으로 구별할 수 있다. ㄷ. B와 C는 불꽃 반응색으로 구별할 수 있다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

09 그림은 HA, BA, BOH를 각각 물에 녹인 수용액 (가)~(다)의 이온 모형을 나타낸 것이다.

(가)            (나)             (다)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 수용액의 pH는 (다)가 (가)보다 크다. ㄴ. (가)와 (나)에 Mg 조각을 넣으면 A2 기체가 생성된 다. ㄷ. (나)와 (다)에 페놀프탈레인 용액을 넣으면 붉은색으 로 변한다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

10 다음은 휘발성 물질인 A와 B를 이용한 실험이다.

[실험 과정 및 결과]

(가) 그림과 같이 2개의 유리판에 페놀프탈레인 용액과 A 수용액을 떨어뜨리고 유리 덮개로 덮었더니 페놀프탈레인 용액이 붉은색으로 변하였다.

(나) A 수용액을 떨어뜨린 유리판을 B 수용액을 떨어뜨린 유리판으로 바꾼 후 유리 덮개로 덮었더니 페놀프탈레인 용액의 붉은색이 사라졌다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. A 수용액에는 수산화 이온(OH-)이 들어 있다. ㄴ. B 수용액의 pH는 A 수용액보다 작다. ㄷ. B 수용액에 Mg 리본을 넣으면 수소 기체가 발생한 다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

11 다음은 0.1몰의 산 HA와 염기 B를 각각 물에 녹여 만든 1L의 수용액에서 이온화되기 전과 후의 입자 수를 상대적으로 나타낸 것이다.

구분	HA 수용액	B 수용액
입자 수 (상댓값)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 이온화되는 정도는 HA가 B보다 크다. ㄴ. 물에 대한 용해도는 HA가 B보다 크다. ㄷ. 수용액의 전류의 세기는 HA가 B보다 크다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

12 그림은 25°C에서 산 HA, HB, HC 각 0.1몰씩을 각각 물에 녹여 1L의 용액을 만들었을 때, 용액 속에 존재하는 수소 이온(H+)의 수를 용해시킨 용질의 총 분자 수에 대한 백분율(%)로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 수용액의 pH는 HC가 HA보다 크다. ㄴ. 물에 대한 용해도는 HC가 HB보다 크다. ㄷ. Mg 조각을 넣었을 때 기체가 발생하는 속도는 HA 가 HB보다 크다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

13 그림은 산 HA와 HB가 녹아 있는 같은 부피의 수용액을 모형으로 나타낸 것이다.

(가)                    (나)

(가)와 (나)에 충분한 양의 Mg 조각을 넣었을 때에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. (가)와 (나) 수용액의 pH는 모두 증가한다. ㄴ. 수소 기체의 발생 속도는 (가)가 (나)보다 크다. ㄷ. 생성되는 수소 기체의 총 부피는 (가)가 (나)보다 크 다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

14 그림과 같이 진한 황산과 염화 나트륨을 시험관에 넣고 가열하였을 때 발생하는 기체에 암모니아수를 묻힌 유리 막대를 가까이 하였더니 흰 연기가 발생하였다.

시험관에서 발생한 기체에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 공기보다 무겁다. ㄴ. 공기 중 수분을 흡수하는 조해성이 있다. ㄷ. 수용액에 푸른색 리트머스 종이를 갖다 대면 붉은색 으로 변화한다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

서술형 문제

15 그림은 3가지 물질을 분류하는 과정을 나타낸 것이다.

위에서 (가)와 (나)로 이용할 수 있는 조건을 각각 서술하

시오.

16 다음은 산이 공통적인 성질을 나타내는 이유를 알아보기 위한 실험이다.

[실험 과정]

(가) 그림과 같이 유리판 위에 질산 나트륨(NaNO3)

수용액을 적신 푸른색 리트머스 종이를 올려놓는다.

(나) 푸른색 리트머스 종이의 가운데에 묽은 황산을

적신 실을 올려놓고 전류를 흘려준다.

(다) 묽은 황산 대신 묽은 염산을 이용하여 과정 (가),

(나)를 수행한다.

[실험 결과]

과정 (나)와 (다)에서 푸른색 리트머스 종이가 (-)극

쪽으로 점점 붉게 변하였다.

색깔 변화의 원인이 되는 물질의 화학식을 쓰고, 실험 결과 푸른색 리트머스 종이가 (-)극 쪽으로 점점 붉게 변하는 이유를 서술하시오.

17 다음은 산의 성질을 알아보는 실험이다.

[실험 과정 및 결과]

(가) 묽은 염산에 Mg 리본을 넣었더니 기체 X가 생

성되었다.

(나) 묽은 염산에 탄산 칼슘(CaCO3)을 넣었더니 기체

Y가 생성되었다.

(1) (가)와 (나)에서 생성된 기체 X, Y의 화학식을 쓰시

오.

(2) 기체 Y를 석회수에 넣으면 석회수가 뿌옇게 흐려지는

이유를 화학 반응식을 이용하여 서술하시오.

18 그림과 같이 이산화 탄소(CO2)와 공기가 들어 있는 시험관을 진한 수산화 나트륨(NaOH) 수용액 속에 거꾸로 세워두었다.

(1) 시간이 지난 후 시험관 A와 B 속 수면의 높이를 등

호나 부등호를 이용하여 비교하시오.

(2) 시험관 속 수면이 올라가는 이유를 설명하고, 화학

반응식으로 나타내시오.

정답과 해설

01 (1)× (2)◯ (3)◯ 02 ㄱ, ㄹ 03 ④ 04 (1)HA (2)HB 05 ① 06 ⑤ 07 ① 08 ④ 09 ① 10 ⑤ 11 ③ 12 ③ 13 ③ 14 ③ 15 해설참조 16 해설참조 17 (1) X: [eqn: rmH _{2}], Y: [eqn: rmCO _{2}] (2) 해설참조 18 (1)A>B (2)해설참조

01

(1) 에탄올(C2H5OH)과 같이 -OH가 있어도 이온화되지 않는 물질은 염기가 아니다. 또한 CH3COOH은 -OH가 있어도 이온화되면 H+을 내놓으므로 산이다.

(2) 염화 수소(HCl)는 물에 녹아 [eqn: rmH ^{+}]과 Cl-으로 이온화된다.

(3) 산은 공통적으로 물에 녹아 [eqn: rmH ^{+}]을 내놓는다. 산이 공통적인 성질을 갖는 것은 H+ 때문이다.

02

ㄱ. 염기는 물에 녹아 이온화되므로 수용액에서 전류가 흐른다.

ㄹ. 염기는 단백질을 녹이는 성질이 있어 염기성 물질이 피부에 묻으면 미끈거린다.

ㄴ. 염기는 대부분의 금속과 반응하지 않는다. Mg은 묽은 염산과 같은 산과 반응하여 수소 기체를 발생

오답 체크

시킨다.

ㄷ. 염기는 붉은색 리트머스 종이를 푸르게 변화시킨다.

03

④ (가)와 (나)는 모두 물에 녹아 이온화되므로 전해질이다. 따라서 (가)와 (나)의 수용액은 모두 전기 전도성을 가지므로 전기 전도성을 측정하여 (가)와 (나)를 구별할 수 없다.

① 산은 pH<7이고, 염기는 pH>7이다.

오답 체크

② 산은 Mg과 같은 금속과 반응하여 수소 기체를 발생시

키지만 대부분의 염기는 금속과 반응하지 않는다.

③ BTB 용액은 산에서 노란색, 염기에서 푸른색을 나타

낸다.

⑤ 산은 푸른색 리트머스 종이를 붉은색으로, 염기는 붉은

색 리트머스 종이를 푸른색으로 변화시킨다.

04

산이 물에 녹아 이온화가 잘 될수록 수용액 속에는 [eqn: rmH ^{+}]이 많이 있고 이온화되지 않은 분자 수가 적다. 산이 이온화되는 정도는 HB>HC>HA이다.

(1) 수용액의 pH는 수소 이온 수가 많을수록 작다. HA가 가장 이온화가 잘 되지 않아 수소 이온이 적으므로 pH는 가장 크다.

(2) 이온화가 잘 될수록 이온화되지 않은 분자 수가 적고, 수용액 속의 총 이온 수가 많다. 따라서 HB 수용액에 들어 있는 총 이온수가 가장 많다.

05

① [eqn: a]는 (가)와 (나)에 공통적으로 들어 있으므로 [eqn: rmH ^{+}]이다. ②, ③ 이온화가 잘 될수록 전기 전도성이 크고, 수소 이온이 많으므로 pH는 작다. 따라서 전기 전도성은 (가)>(나)이고, 수용액의 pH는 (가)<(나)이다.

오답 체크

④ 이온화되기 전의 입자 수는 (가)와 (나)에서 모두 6개로 같으므로 물에 녹은 산의 분자 수도 같다.

⑤ 용해시킨 산의 분자 수가 같으므로 Mg과 반응하여 생성되는 수소 기체의 몰수도 같다.

06

수산화 칼슘(Ca(OH)2)은 이산화 탄소와 반응하여 탄산 칼슘의 앙금을 생성하고, 칼슘 이온은 주황색의 불꽃색을 나타낸다.

Ca(OH)2(aq)+CO2(g) → CaCO3(s)+H2O(l)

07

ㄱ. 전류를 흘려주면 수소 이온([eqn: rmH ^{+}])이 (-)극 쪽으로 끌려가므로 푸른색 리트머스 종이가 (-)극 쪽으로 붉게 변한다.

ㄴ. 묽은 염산은 산성이므로 붉은색 리트머스 종이에 묽은 염산을 적신 실을 올려놓으면 색깔 변화가 없다. 따라서 붉은색 리트머스 종이를 이용하여 실험하면 색깔 변화가 나타나지 않는다.

오답 체크

ㄷ. 수산화 나트륨 수용액은 염기성이므로 푸른색 리트머스 종이에 수산화 나트륨 수용액을 적신 실을 올려놓으면 색깔 변화가 없다. 따라서 같은 실험 결과를 얻을 수 없다.

08

ㄱ. AgNO3(aq)과 반응하여 앙금을 생성하고, Mg과 반응하여 수소 기체를 발생시키는 A는 HCl이다.

ㄷ. B에는 칼륨 이온, C에는 나트륨 이온이 포함되어 있으므로 불꽃 반응색이 다르다. 따라서 불꽃 반응색으로 B와 C를 구별할 수 있다.

ㄴ. 페놀프탈레인 용액은 산성과 중성 용액에서는 무색이고, 염기성에서는 붉은색을 나타내므로 산성인 A와 중성인 B를 구별할 수 없다.

오답 체크

09

ㄱ. (가)는 산성이고, (다)는 염기성이므로 수용액의 pH는 (다)가 (가)보다 크다.

ㄴ. 산성 용액인 (가)에 Mg을 넣었을 때만 수소 기체가 생성된다.

오답 체크

Mg+2[eqn: rmH ^{+}]   →   Mg2++H2↑

ㄷ. 염기성 용액인 (다)에 페놀프탈레인 용액을 넣었을 때

만 붉은색으로 변한다.

10

ㄱ. A 수용액은 휘발되어 페놀프탈레인 용액을 붉게 변화시켰으므로 염기이다. 따라서 A 수용액에는 수산화 이온이 들어 있다.

ㄴ. B 수용액은 휘발되어 페놀프탈레인 용액을 다시 무색으로 변화시킨 것으로 보아 산이다. 따라서 pH는 A 수용액이 B 수용액보다 크다.

ㄷ. B 수용액은 산성이므로 Mg을 넣으면 수소 기체가 발생한다.

11

ㄱ. 이온 모형에서 수용액 속의 이온 수는 HA 수용액이 B 수용액보다 많으므로 이온화되는 정도는 HA가 B보다 크다.

ㄷ. 수용액에 들어 있는 이온이 많을수록 수용액의 전류의 세기는 크다. 따라서 전류의 세기는 HA가 B보다 크다.

ㄴ. 물에 대한 용해도는 이온화되는 정도와 관계가 없다. 따라서 이온화되기 전과 후의 입자 수를 통해 물에 대한 용해도의 크기는 알 수 없다.

오답 체크

12

수용액에 들어 있는 수소 이온([eqn: rmH ^{+}]) 수는 HA>HC>HB 순으로 많다.

ㄱ. 수용액 속에 들어 있는 수소 이온 수가 많을수록 pH는 작다. 따라서 pH는 HC가 HA보다 크다.

ㄷ. Mg은 수소 이온과 반응하여 수소 기체를 생성하므로 수용액 속에 들어 있는 수소 이온 수가 많을수록 빠르게 반응한다. 따라서 Mg 조각을 넣었을 때 기체가 발생하는 속도는 HA가 HB보다 크다.

ㄴ. 물에 대한 용해도는 이온화되는 정도와 관계가 없으므로 알 수 없다.

오답 체크

13

ㄱ. (가)와 (나)에 Mg 조각을 넣으면 H+이 반응하여 수소 기체로 발생하므로 수소 이온 수가 감소한다. 따라서 수용액의 pH는 증가한다.

ㄴ. HA가 HB보다 이온화가 잘 되어 수용액 속의 수소 이온 수가 많으므로 Mg과 더 빠르게 반응한다. 따라서 수소 기체의 발생 속도는 (가)가 (나)보다 크다.

ㄷ. 용해되어 있는 산의 분자 수가 (가)와 (나)에서 같으므로 생성되는 수소 기체의 총 부피는 같다.

오답 체크

14

ㄱ. 시험관에서 발생한 기체는 염화 수소(HCl)로, 공기보다 무겁기 때문에 그림과 같이 하방 치환으로 포집한다.

ㄷ. HCl을 물에 녹인 수용액은 염산으로 강산이다. 산은 푸른색 리트머스 종이를 붉은색으로 변화시킨다.

ㄴ. 공기 중의 수분을 흡수하는 조해성이 있는 물질은 수산화 나트륨이나 수산화 칼륨이다.

오답 체크

15

모범답안_ (가) 수용액은 전기 전도성이 있는가?

(나) 수용액이 Mg과 반응하는가?

해설_ (가) C2H5OH은 물에 용해시켜도 이온화되지 않으므로 수용액은 전기 전도성이 없다. 그러나 CH3COOH과 NaOH을 물에 녹이면 각각 이온화되므로 전기 전도성이 있다. 따라서 (가)에는 ‘수용액은 전기 전도성이 있는가’를 이용할 수 있다.

(나) CH3COOH은 물에 녹아 H+을 내놓으므로 Mg과 반응하면 수소 기체가 발생한다. 따라서 (나)에는 ‘수용액이 Mg과 반응하는가’를 이용할 수 있다.

전기 전도성, Mg과의 반응

정답 키워드

등급	채점 기준	배점(%)
A	(가), (나)를 모두 옳게 서술한 경우	100
B	(가), (나) 중 한 가지만 옳게 서술한 경우	50

16

모범답안_ H+, 묽은 황산(H2SO4)과 묽은 염산(HCl)에 공통적으로 들어 있는 수소 이온(H+)에 의해 푸른색 리트머스 종이의 색깔이 붉게 변하며, H+은 양이온이므로 (-)극으로 끌려가기 때문에 (-)극 쪽으로 붉게 변한다.

H+, 양이온

정답 키워드

등급	채점 기준	배점(%)
A	H+을 쓰고, H+이 (-)극으로 끌려간다는 내용을 포함하여 이유를 옳게 서술한 경우	100
B	H+을 쓰고, H에 의해 푸른색 리트머스 종이가 붉게 변하기 때문이라고 서술한 경우	60
C	H+만 옳게 쓴 경우	30

17

모범답안_ (1) X: H2, Y: CO2

(2) 이산화 탄소(CO2)는 석회수와 반응하면 CO2+Ca(OH)2

CaCO3↓+H2O의 반응으로 탄산 칼슘의 흰색 앙금을 생성

하기 때문이다.

해설_ (1) (가)와 (나)의 화학 반응식은 다음과 같다.

2HCl(aq)+Mg(s) → MgCl2(aq)+H2(g)

2HCl(aq)+CaCO3(s) → CaCl2(aq)+H2O(l)+CO2(g)

(2) Y는 이산화 탄소(CO2)로, 석회수(Ca(OH)2 수용액)와

반응하여 탄산 칼슘(CaCO3)의 흰색 앙금을 생성한다.

(2)이산화 탄소, 탄산 칼슘, 흰색 앙금

정답 키워드

등급	채점 기준	배점(%)
A	화학 반응식을 이용하여 탄산 칼슘 앙금이 생성되기 때문이라고 서술한 경우	100
B	화학 반응식을 쓰지 못하고 탄산 칼슘 앙금이 생성되기 때문이라고만 쓴 경우	40

18

모범답안_ (1) A>B

(2) 수산화 나트륨이 시험관 속 이산화 탄소를 흡수하여 탄산 나트륨을 생성하므로 기체의 부피가 줄어 물이 시험관 속으로 들어가기 때문에 수면이 위로 올라간다.

2NaOH+CO2 → Na2CO3+H2O

해설_ 시험관 A에서는 수산화 나트륨이 이산화 탄소를 흡수하여 탄산 나트륨을 생성하므로 수면이 높아진다. 따라서 시간이 지난 후 시험관 속 수면의 높이는 A>B이다.

(2)수산화 나트륨, 이산화 탄소, 탄산 나트륨

정답 키워드

등급	채점 기준	배점(%)
A	수면이 올라가는 이유와 화학 반응식을 모두 옳게 서술한 경우	100
B	수면이 올라가는 이유와 화학 반응식 중 한 가지만 옳게 쓴 경우	50