01 pH에 대한 설명으로 옳은 것은 ○, 옳지 않은 것은 Ｘ로 표시하시오.

Ⅳ. 닮은꼴 화학 반응 / 2. 산과 염기

24. 중화 반응

소단원 문제

(1) pH가 7보다 작을수록 산성이 강하다.·············(     )

(2) 같은 부피 속에 들어 있는 [eqn: rmH ^{+}] 수가 많을수록 pH는

크다.·······························································(     )

(3) pH 6인 수용액에 물을 넣어 희석시키면 수용액의

pH는 7보다 커진다.··········································(     )

02 중화 반응에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고르시오.

ㄱ. 중화점에서 반응하는 H+과 OH-의 몰수비는 1:1이다.

ㄴ. 중화 반응에 의해 생성된 염은 모두 물에 잘 녹는다.

ㄷ. 중화 반응이 일어나면 혼합 전보다 용액의 온도가 올라간다.

ㄹ. 강산과 강염기의 중화 반응이 진행될수록 혼합 용액의 전류의 세기는 커진다.

03 중화 반응만을 <보기>에서 있는 대로 고르시오.

	<보 기>
ㄱ. Mg+2HCl → MgCl2+H2 ㄴ. HBr+KOH → KBr+H2O ㄷ. Ca(HCO3)2 → CaCO3+CO2+H2O ㄹ. Ba(OH)2+H2SO4 → BaSO4+2H2O

04 염기 수용액에 들어 있는 [eqn: rmOH ^{-}] 50N개를 모두 중화시키기 위해 필요한 황산(H2SO4)의 최소 분자 수는?

① 25[eqn: N]            ② 50[eqn: N]           ③ 75[eqn: N]

④ 100[eqn: N]           ⑤ 200[eqn: N]

05 다음은 질산(HNO3)과 수산화 칼륨(KOH) 수용액의 중화 반응을 화학 반응식으로 나타낸 것이다.

HNO3+KOH → (가)+H2O

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. (가)는 KNO3이다. ㄴ. 반응한 H+의 몰수와 생성된 H2O의 몰수는 같다. ㄷ. HNO3 1몰을 반응시키기 위해 필요한 KOH의 최소 몰수는 1몰이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

06 실생활에서 중화 반응을 이용하는 예가 아닌 것은?

① 산성화된 토양에 재를 뿌린다.

② 속이 쓰릴 때 제산제를 복용한다.

③ 물을 소독하는 데 염소 기체를 사용한다.

④ 생선 비린내를 제거하기 위해 레몬즙을 뿌린다.

⑤ 산성화된 호수에 생석회나 탄산 칼슘을 뿌린다.

07 그림은 2가지 수용액에 들어 있는 이온을 입자 모형으로 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?                                     (가)          (나)

① 수용액의 pH는 (가)가 (나)보다 크다.

② Mg을 넣었을 때 수소 기체가 발생하는 수용액은 (나)이다.

③ 페놀프탈레인 용액을 떨어뜨리면 붉은색으로 변하는 수용액은 (가)이다.

④ (가)와 (나)를 혼합했을 때 전류의 세기는 혼합 전의 각각의 용액보다 커진다.

⑤ (가)와 (나)를 혼합했을 때 생성되는 물 분자 수는 (가) 에 들어 있는 [eqn: rmCl ^{-}] 수와 같다.

08 그림은 수산화 나트륨(NaOH) 수용액 50mL에 묽은 염산 (HCl)을 조금씩 가할 때, 가한 HCl(aq)의 부피에 따른 이온 수를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, NaOH(aq)과 HCl(aq)의 처음 온도는 같다.)

	<보 기>
ㄱ. B는 Cl-이다. ㄴ. 혼합 용액의 온도는 (나)가 (가)보다 높다. ㄷ. 같은 부피 속에 들어 있는 총 이온 수는 NaOH(aq) 이 HCl(aq)보다 크다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

09 그림은 같은 부피의 수산화 나트륨(NaOH) 수용액과 수산화 칼륨(KOH) 수용액에 묽은 염산(HCl) 10mL를 각각

넣었을 때 혼합 용액 속 입자 모형을 나타낸 것이다.

(가)                 (나)

(가)와 (나)에서 같은 물리량을 갖는 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, (가)와 (나)의 부피와 비열은 같다.)

	<보 기>
ㄱ. 혼합 용액의 온도 ㄴ. 단위 부피당 Cl-수 ㄷ. 중화 반응에 의해 생성된 물 분자 수

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

10 그림은 묽은 염산(HCl) 10mL와 수산

화 나트륨(NaOH) 수용액 10mL를 혼합하였을 때 혼합 용액에 들어 있는 이온을 모형으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>

에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. A의 전하는 +1이다. ㄴ. 혼합 전 단위 부피당 총 이온 수는 NaOH(aq)이 HCl(aq)의 2배이다. ㄷ. 혼합 용액의 H+을 모두 중화시키기 위해 필요한 NaOH(aq)의 최소 부피는 10mL이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

11 표는 질산(HNO3)과 수산화 칼륨(KOH) 수용액을 서로 다른 부피비로 혼합한 수용액에 BTB 용액을 1~2방울 떨어뜨렸을 때 혼합 용액의 색 변화를 나타낸 것이다.

혼합 용액	(가)	(나)	(다)	(라)
HNO3(aq)의 부피(mL)	5	10	15	20
KOH(aq)의 부피(mL)	20	15	10	5
색 변화	-	녹색	-	-

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. H+이 OH-보다 많은 혼합 용액은 (다)와 (라)이다. ㄴ. (가)와 (라)는 혼합 용액에 들어 있는 총 이온 수가 같다. ㄷ. 같은 부피 속에 들어 있는 양이온 수비는 HNO3(aq) : KOH(aq)=3 : 2이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

12 그림은 묽은 염산(HCl) 10 mL에 수산화 나트륨(NaOH)

수용액을 5mL씩 차례로 가할 때 일어나는 반응을 모형으

로 나타낸 것이다.

(가)        (나)        (다)        (라)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, NaOH(aq)과 HCl(aq)의 처음 온도는 같다.)

	<보 기>
ㄱ. 혼합 용액의 pH는 (가)가 (나)보다 크다. ㄴ. 혼합 용액의 온도는 (다)가 (라)보다 높다. ㄷ. 단위 부피당 전체 이온 수는 HCl (aq)이 NaOH(aq) 보다 크다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

13 표는 산 수용액인 HA(aq), HB(aq)과 수산화 나트륨(NaOH) 수용액의 부피와 혼합 용액의 이온 모형을 나타낸 것이다.

실험	산 수용액	NaOH 수용액	혼합 용액의 이온 모형
Ⅰ	HA(aq) 100mL	200mL
Ⅱ	HB(aq) 200mL	100mL

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 은 H+이다. ㄴ. 단위 부피당 음이온 수는 HA(aq)가 HB(aq)보다 많 다. ㄷ. 실험 Ⅰ과 Ⅱ의 혼합 용액을 혼합한 용액의 pH는 7 보다 작다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

14 그림은 온도가 같은 묽은 염산(HCl)과 수산화 나트륨

(NaOH) 수용액의 부피를 달리하여 혼합한 후 각 혼합 용

액 A~D의 최고 온도를 측정하여 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 수용액의 비열은 모두 같다.)

	<보 기>
ㄱ. A와 B에 석회석을 넣으면 기체가 발생한다. ㄴ. 혼합 용액 속 양이온의 총수는 C가 A보다 많다. ㄷ. 혼합 용액 B와 D를 섞은 용액의 온도는 C와 같다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

15 그림은 강산 HA(aq) 20mL에 강염기 BOH(aq)를10mL씩 차례대로 넣었을 때, 수용액에 들어 있는 이온 모형을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 은 [eqn: rmH ^{+}]이다. ㄴ. (가)에 Mg을 넣으면 수소 기체가 발생한다. ㄷ. 단위 부피당 의 개수비는 (가):(나)=2:3이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

서술형 문제

16 그림은 여러 가지 산성 용액을 나타낸 것이다.

(가)              (나)              (다)

세 용액의 농도가 같을 때 pH가 가장 큰 것을 고르고, 그

이유를 서술하시오. (단, 모든 용액의 부피는 같고, 물 분자는 나타내지 않았다.)

17 그림은 일정량의 묽은 염산(HCl)에 수산화 나트륨

(NaOH) 수용액을 조금씩 넣는 과정을 나타낸 것이다.

(가)~(다)의 액성을 쓰고, 그렇게 생각한 이유를 서술하시오.

18 그림은 10mL의 묽은 황산(H2SO4)과 10mL의 수산화 나트륨(NaOH) 수용액을 혼합한 용액 1mL에 들어 있는 이온 수(상댓값)를 나타낸 것이다.

(1) 위 혼합 용액의 pH가 7이 되게 하기 위해 넣어주어야

할 용액과 부피를 구하고, 그 이유를 서술하시오.

(2) 위 실험에서 사용한 [eqn: rmH _{2} SO _{4}](aq) 15mL와 NaOH(aq)

5mL를 혼합했을 때, 이 혼합 용액에 들어 있는 각 이온

수를 모두 쓰시오.

19 표는 묽은 염산(HCl) 10 mL에 수산화 나트륨(NaOH) 수용액을 부피를 달리하여 혼합한 용액 (가)와 (나)에 존재하는 이온 수의 비를 이온의 종류에 관계없이 나타낸 것이다.

구분	HCl(aq)의 부피(mL)	NaOH(aq)의 부피(mL)	이온 수의 비	수용액의 액성
(가)	10	30	3:1:2	염기성
(나)	10	60	3:1:2	-

HCl(aq)과 NaOH(aq)을 1:1의 부피비로 혼합한 용액에 들어 있는 이온의 개수비를 구하고, 구하는 방법을 서술하시오.

20 다음은 HA 수용액과 BOH 수용액의 성질을 알아보기 위한 실험이다.

(가) 두 플라스크에 HA [eqn: x]몰과 BOH [eqn: y]몰을 각각 증류

수에 녹여 입자의 종류와 수가 그림의 모형과

같은 HA 수용액, BOH 수용액을 각각 250mL씩

만든다.

(나) (가)에서 만든 HA 수용액과 BOH 수용액을 각각

두 시험관에 10mL씩 넣은 후 페놀프탈레인 용액

을 몇 방울 떨어뜨린다.

(다) (나)의 두 시험관의 용액을 모두 혼합하여 색깔

변화를 관찰한다.

(1) (다)에서 혼합 용액의 색깔을 쓰시오.

(2) (다)에서 혼합 용액에 들어 있는 전체 양이온 수를

[eqn: y]를 이용하여 구하시오.(단, [eqn: rmN _{rmA}]는 아보가드로수이다.)

정답과 해설

01 (1)◯ (2)× (3)× 02ㄱ, ㄷ 03ㄴ, ㄹ 04 ① 05 ⑤ 06 ③ 07 ⑤ 08 ② 09 ⑤ 10 ④ 11 ③ 12 ② 13 ④ 14 ② 15 ⑤ 16 해설참조 17 해설참조 18 (1)해설참조 (2) H+ 20개, [eqn: rmSO _{4} ^{2-}] 30개, Na+ 40개 19 해설참조 20 (1) 무색 (2) 해설 참조

01

(1) pH가 7보다 작을수록 수용액 속 H+이 많으므로 산성이 강하다.

(2) 같은 부피 속에 있는 H+ 수가 많을수록 pH는 작다.

(3) pH 6인 수용액에 물을 넣어도 수용액 속 H+ 수가

OH- 수 보다 많으므로 희석 용액의 pH는 7보다 작다.

02

ㄱ. 중화 반응의 알짜 이온 반응식은 H++OH- → H2O으로

H+과 OH-이 1:1의 몰수비로 반응한다.

ㄷ. 중화 반응이 일어나면 중화열이 발생하므로 혼합 용액

의 온도는 올라간다.

ㄴ. 중화 반응에 의해 생성된 CaCO3과 같은 염은 물에 녹지 않는다.

오답 체크

ㄹ. 강산과 강염기의 중화 반응이 일어날 때 전류의 세기

는 감소하다가 중화점 이후 다시 증가한다.

03

산과 염기의 중화 반응이 일어나면 물과 염이 생성된다.

ㄴ. 산인 HBr와 염기인 KOH의 중화 반응이다.

ㄹ. 산인 H2SO4과 염기인 Ba(OH)2의 중화 반응이다.

04

OH- 50N개를 모두 중화시키기 위해 필요한 H+ 수는 50N개이다. H2SO4 1분자를 물에 녹이면 H+ 2개가 생성되므로 H2SO4은 최소 25N개가 필요하다.

05

ㄱ. 화학 반응식을 완성하면 (가)는 KNO3이다.

HNO3+KOH → KNO3+H2O

ㄴ. 중화 반응의 알짜 이온 반응식은 H++OH- → H2O으로

반응한 H+과 생성된 H2O의 몰수비는 1:1이다.

ㄷ. 화학 반응식의 계수비=반응 몰수비이므로 HNO3 1몰

을 반응시키기 위해 필요한 KOH의 최소 몰수는 1몰이다.

06

③ 물을 소독하는 데 염소 기체를 사용하는 것은 산화 환원 반응을 이용하는 것이다.

07

(가)는 수용액 속에 H+이 있으므로 산성 용액이고, (나)는 수용액 속에 OH-이 있으므로 염기성 용액이다.

⑤ 2개의 H+과 2개의 OH-이 반응하여 2개의 물이 생성되므로 생성된 물 분자 수는 Cl- 수와 같다.

① 산성 용액은 pH<7이고, 염기성 용액은 pH>7이므로 수용액의 pH는 (가)<(나)이다.

오답 체크

② 산성 용액인 (가)에 Mg을 넣으면 수소 기체가 발생한

다.

③ 염기성 용액인 (나)에 페놀프탈레인 용액을 넣으면 붉

은색으로 변한다.

④ (가)와 (나)를 혼합하면 중화 반응이 일어나므로 전류

의 세기는 혼합 전의 용액보다 작아진다.

08

NaOH(aq)에 HCl(aq)을 가할 때 A는 계속 증가하므로 가해준 용액의 구경꾼 이온인 Cl-이고, B는 일정하므로 처음 용액의 구경꾼 이온인 Na+이며, C는 감소하다가 없어지므로 처음 용액의 알짜 이온인 OH-이고, D는 존재하지 않다가 중화점 이후에 다시 생성되므로 가해준 용액의 알짜 이온인 H+이다.

ㄴ. (나)는 중화점이므로 혼합 용액의 온도는 (나)가 (가)보다 높다.

ㄱ. B는 이온 수 변화가 없으므로 처음 용액의 구경꾼 이온인 Na+이다.

오답 체크

ㄷ. 중화점인 (나)에서 반응한 H+ 수와 OH- 수는 같은데,

수용액의 부피는 NaOH(aq)이 HCl(aq)보다 크므로 같은

부피 속에 들어 있는 총 이온 수는 HCl(aq)이 NaOH(aq)

보다 크다.

09

ㄱ. (가)와 (나)의 부피가 같고 중화 반응에 의해 생성된 물 분자 수가 같으므로 두 수용액의 온도는 같다.

ㄴ. (가)와 (나)에 각각 들어 있는 Cl- 수가 같고 수용액의

부피가 같으므로 단위 부피당 Cl- 수도 같다.

ㄷ. (가)는 Na+ 2개와 Cl- 2개가 있으므로 H+과 OH-이 각

각 2개씩 반응하여 물 분자 2개를 생성하였고, (나)는 K+

은 4개인데 OH-은 2개이고, Cl-이 2개이므로 H+ 2개와

OH- 2개가 반응하여 물 분자 2개를 생성한 것이다.

10

ㄱ. A는 Na+이므로 전하는 +1이다.

ㄷ. 혼합 용액의 H+ 1개를 중화시키기 위해 OH- 1개가 더 필요하므로 필요한 NaOH(aq)의 최소 부피는 10mL이다.

ㄴ. 혼합 용액 속에 [eqn: rmCl ^{-}]이 2개, Na+이 1개 있으므로 10mL에 들어 있는 총 이온 수는 HCl(aq)은 4개, NaOH(aq)은 2개이다. 따라서 혼합 전 단위 부피당 총 이온 수는 HCl(aq)이 NaOH(aq)의 2배이다.

오답 체크

11

ㄱ. (나)에 BTB 용액을 떨어뜨렸을 때 녹색이 되었으므로 (나)가 중화점이다. 따라서 (나)보다 HNO3(aq)의 부피가 큰 (다)와 (라)는 산성 용액이므로 H+이 OH-보다 많다.

ㄷ. 혼합하기 전의 각 용액 20mL 속에 들어 있는 양이온

수비는 HNO3(aq):KOH(aq)=12N:8N=3:2이다.

ㄴ. (나)에서 반응한 HNO3(aq) 10mL 속에 H+과

오답 체크

NO3-이 각각 6N이 있다면 (가)의 5mL 속에는 각각 3N이,

(라)의 20mL 속에는 각각 12N이 있다. (나)에서 반응한

KOH(aq) 15mL 속에 K+과 OH-이 각각 6N이 있다면 (가)

의 20mL 속에는 각각 8N이, (라)의 5mL 속에는 각각 2N

이 있다. 따라서 혼합 용액 속에 들어 있는 총 이온 수는

(라)가 24N이고, (가)가 16N이므로 (라)가 (가)보다 크다.

12

ㄴ. H+과 OH-이 없는 (다)가 중화점이므로 혼합 용액의 온도는 (다)가 가장 높다.

ㄱ. (가)가 (나)보다 단위 부피에 들어 있는 H+ 수가 많으므로 pH는 (나)가 (가)보다 크다.

오답 체크

ㄷ. 10mL의 HCl(aq) 속에 들어 있는 전체 이온 수가 4개이고, 5mL의 NaOH(aq) 속에 들어 있는 전체 이온 수가 2개이므로 단위 부피당 전체 이온 수는 HCl(aq)과 NaOH(aq)이 같다.

13

실험 Ⅰ과 실험 Ⅱ의 혼합 용액

에서 은 공통적으로 존재하

므로 Na+이며, 와 이 각각

존재하고 그 수가 와 보다    [실험Ⅰ]     [실험Ⅱ]

많으므로 는 A-이고, 는

B-이다. 또한 NaOH(aq)의 부피는 실험 Ⅰ이 실험 Ⅱ보다

크므로 는 OH-이고, 는 H+이다.

ㄴ. 실험 Ⅰ에서 HA(aq) 100mL 속에 (A-)가 3개 있고, 실험Ⅱ에서 HB(aq) 200mL 속에 (B-)가 4개 있으므로 단위 부피 당 음이온 수는 HA(aq)가 HB(aq)보다 많다.

ㄷ. 실험 Ⅰ의 혼합 용액 300mL에는 OH- 1개가 있고, 실

험 Ⅱ의 혼합 용액 300mL에는 H+ 2개가 있다. 따라서 실

험 Ⅰ과 Ⅱ의 혼합 용액을 혼합한 용액에는 H+만 있으므

로 pH는 7보다 작다.

ㄱ. 는 OH-이고, H+은 이다.

오답 체크

14

각 용액 속에 들어 있는 이온의 종류와 수를 나타내면 다음 표와 같다.

ㄷ. 혼합 용액 B와 D를 섞으면 HCl(aq) 18mL와 NaOH(aq) 18mL를 섞은 것과 같으며, C는 HCl(aq) 9mL와 NaOH(aq) 9mL를 섞은 것이므로 C보다 HCl(aq)과 NaOH(aq)의 부피가 모두 2배이다. 따라서 발생하는 중화열이 2배이고, 혼합 용액의 부피도 2배이므로 혼합 용액의 온도는 C와 같다.

ㄱ. C가 중화점이므로 A와 B는 염기성 용액이다. 따라서 석회석과 반응하지 않는다.

오답 체크

ㄴ. C는 중화점이므로 혼합 용액 속에 들어 있는 양이온

의 총수는 C가 가장 적다. 따라서 혼합 용액 속 양이온의

총수는 A가 C보다 많다.

15

ㄱ. 처음 용액과 (나)에 공통적으로 이 있으므로 은 A-이다. 따라서 은 H+, 은 OH-, 은 B+이다.

ㄴ. (나)에서 BOH(aq) 20mL를 넣었을 때 이 4개 있으므로 BOH(aq) 10mL 속에는 B+과 OH-이 각각 2개씩 들어 있다.

HA(aq) 10mL 속에는 H+과 A-이 각각 3개씩 있으므로 HA(aq) 10mL와 BOH(aq) 10mL를 혼합한 (가)에는 A-

3개, B+ 2개, H+ 1개가 들어 있다. 따라서 (가)는 산성 용액이므로 Mg을 넣으면 수소 기체가 발생한다.

ㄷ. (가)는 HA(aq) 20mL와 BOH(aq) 10mL의 혼합 용액이므로 부피가 30mL이며, 그 속에 (B+) 2개가 있다. (나)는HA(aq) 20`mL와 BOH(aq) 20`mL의 혼합 용액이므로 부피가 40mL이며, 그 속에 (B+) 4개가 있다. 따라서 단위 부피당 의 개수비는 (가):(나)=2:3이다.

16

모범답안_ (다), 이온화되는 H+이 적을수록 pH가 크기 때문이다.

해설_ pH는 수용액 속의 H+ 농도를 간단히 나타낸 값이다.

H+

정답 키워드

등급	채점 기준	배점(%)
A	pH가 가장 큰 것을 고르고, 이유를 옳게 서술한 경우	100
B	pH가 가장 큰 것만 옳게 고른 경우	40

17

모범답안_ (가) 산성, (나) 중성, (다) 염기성, (가)는 H+이 있으므로 산성, (나)는 H+이 모두 중화되었으므로 중성, (다)는 OH-이 있으므로 염기성이다.

H+, 중화, OH-

정답 키워드

등급	채점 기준	배점(%)
A	(가)~(다)의 액성을 옳게 쓰고, 이유를 옳게 서술한 경우	100
B	(가)~(다)의 액성만 옳게 쓴 경우	50

18

모범답안_ (1) 묽은 황산 10mL, 혼합 용액 1mL에 SO42- 1개, Na+ 4개가 있으므로 H2SO4(aq) 10mL에는 H+ 40개,

NaOH(aq) 10mL에는 OH- 80개가 있다. 따라서 혼합 용

액의 pH를 7로 만들려면 묽은 황산 10mL가 더 필요하기

때문이다.

(2) H+ 20개, SO42- 30개, Na+ 40개

해설_ (1) 혼합 용액 1mL 속에 SO42- 1개가 있으므로 H2SO4(aq) 10mL 속에는 H+ 40개가 있다. 혼합 용액 1 mL속에 Na+ 4개가 있으므로 NaOH(aq) 10mL 속에는 OH- 80개가 있어 모두 중화시키려면 H2SO4(aq) 20mL가 필요하므로 10mL를 더 넣어 주어야 한다.

(2) H2SO4(aq) 10mL에 H+ 40개, SO42- 20개가 있고, NaOH(aq) 10mL에 Na+ 80개, OH- 80개가 있으므로 H2SO4(aq) 15mL에는 H+ 60개, SO42- 30개가 있고, NaOH(aq) 5mL에는 Na+ 40개, OH- 40개가 있다. 따라서 두 용액을 혼합한 용액에는 H+ 20개, SO42- 30개, Na+ 40개가 있다.

(1) 묽은 황산

정답 키워드

등급	채점 기준	배점(%)
A	더 넣어 주어야 할 용액과 부피를 옳게 구하고, 이유를 옳게 서술한 경우	100
B	묽은 황산 10mL라고만 쓴 경우	40

19

모범답안_ Cl-:Na+:H+=2:1:1, (가)는 염기성 용액이므로 혼합 용액에 가장 많이 들어 있는 이온은 Na+이다. Na+의 수를 3N이라고 한다면 Cl-은 2N, OH-은 N이다.(Cl-이 N이면 (나)에서 이온 수비가 3:1:2가 될 수 없다.) (나)에서 이온 수비가 3:1:2이고, Cl- 수는 일정하므로 Cl-은 2N, OH-은 4N, Na+은 6N이다. 따라서 HCl(aq) 10mL 속에는 H+ 2N, Cl-2N이 있고, NaOH(aq) 10mL 속에는 Na+ N, OH-N이 있으므로 두 용액을 혼합하면 Na+ N, Cl- 2N, H+ N이 남게 되어 Cl-:Na+:H+=2N:N:N=2:1:1이 된다.

Cl-, Na+, H+

정답 키워드

등급	채점 기준	배점(%)
A	혼합 용액에 들어 있는 이온의 개수비를 옳게 구하고, 구하는 방법을 옳게 서술한 경우	100
B	혼합 용액에 등어 있는 이온의 개수비만을 옳게 구한 경우	40

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모범답안_ (1) 무색

(2) [eqn: {N _{rmA} ` TIMES 3y} over {50}], 각 수용액 10mL에 들어 있는 양이온 수를 구하면 HA(aq)은 [eqn: {1} over {25} x]몰이고, BOH(aq)은 [eqn: {1} over {25} y]몰이다. [eqn: x]:[eqn: y]=3:2이므로 [eqn: x]=[eqn: {3} over {2} y]이다. (다)에 들어 있는 양이온 수는 [eqn: {1} over {25} x]몰이므로 [eqn: y]로 나타내면 [eqn: {N _{rmA} ` TIMES 3y} over {50}]이다.

해설_ (1) 같은 부피 속에 들어 있는 H+ 수가 OH- 수보다 많으므로 HA(aq) 10mL와 BOH(aq) 10mL를 혼합한 용액은 산성이다. 따라서 페놀프탈레인 용액은 무색을 나타낸다.

(2) 각 수용액 250mL를 만들었으므로 10mL에 들어 있는 각 양이온 수를 구하면 HA(aq)는 [eqn: {1} over {25} x]몰이고, BOH(aq)는 [eqn: {1} over {25} y]몰이다. 두 수용액을 혼합하면 H+과 OH-은 1:1로 반응하여 물을 생성하므로 H+의 수는 [eqn: LEFT ( {1} over {25} x몰- {1} over {25} y몰 RIGHT )]이고, B+의 수는 [eqn: {1} over {25} y]몰이다. 따라서 전체 양이온 수는 [eqn: {1} over {25} x]몰-[eqn: {1} over {25} y]몰+[eqn: {1} over {25} y]몰=[eqn: {1} over {25} x]몰이다.

[eqn: {1} over {25} x]몰, [eqn: {1} over {25} y]몰, [eqn: x]=[eqn: {3} over {2} y]

정답 키워드

등급	채점 기준	배점(%)
A	양이온 수를 옳게 구하고, 구하는 방법을 옳게 서술한 경우	100
B	양이온 수만 옳게 구한 경우	40