01 그림은 묽은 염산(HCl)에 아연 조각을 넣었을 때 일어나는 변화를 나타낸 것이다.

Ⅳ. 닮은꼴 화학 반응 / 2. 산과 염기

중단원 문제

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 시간이 지날수록 수용액의 pH는 증가한다. ㄴ. 시간이 지날수록 수용액에 들어 있는 이온 수는 증가 한다. ㄷ. 같은 농도의 CH3COOH(aq)으로 실험하면 수소 기체 가 더 느리게 발생한다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

02 그림과 같이 장치하고 같은 질량의 산 A, B에 각각 1g의 아연 조각을 넣었더니 양쪽에서 기체가 발생하면서 저울이 B 용액 쪽으로 서서히 기울어졌다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 산 A와 B의 단위 부피당 용해된 분자 수는 같다.)

	<보 기>
ㄱ. A는 B보다 강한 산이다. ㄴ. 아연을 넣기 전 용액의 pH는 A가 B보다 크다. ㄷ. 생성된 수소 기체의 분자 수는 B가 A보다 많다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

03 그림은 2종류의 산 HA와 HB를 각각 같은 부피의 증류수에 녹여 만든 수용액의 모형을 나타낸 것이다.

HA와 HB를 비교한 것으로 옳지 않은 것은?

① 산의 세기: HA>HB

② 수용액의 pH: HA>HB

③ 이온화되는 정도: HA>HB

④ 수용액의 전기 전도도: HA>HB

⑤ Mg과 반응할 때 수소 기체의 발생 속도: HA>HB

04 그림과 같이 암모니아 (NH3)가 들어 있는 시험관을 물이 담긴 비커에 거꾸로 세워 놓았더니 시험관 안의 수면이 점점 높아졌다.

(가)~(다)에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 수용액 속의 이온 수는 증가한다. ㄴ. NH3는 브뢴스테드-로우리 염기로 작용한다. ㄷ. 수용액에 페놀프탈레인 용액을 떨어뜨리면 붉은색으 로 변한다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

05 다음은 암모니아와 관련된 반응의 모식도이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. (가)에서 H의 산화수는 증가한다. ㄴ. (나)에서 NH3는 산화제이다. ㄷ. (다)에서 HNO3은 아레니우스 산으로 작용한다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

06 다음은 아미노산 중 하나인 알라닌의 구조식이다.

알라닌에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. (가)에서 N의 산화수와 (나)에서 C의 산화수는 같다. ㄴ. 산성 수용액에 녹이면 루이스 염기로 작용한다. ㄷ. 염기성 수용액에 녹이면 (나)는 [eqn: rmOH ^{-}]을 내놓는다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

07 다음은 3가지 산 염기 반응의 화학 반응식이다.

(가) NH3+H+ → NH4+

(나) BF3+F- → BF4-

(다) NH3+BF3 → NH3BF3

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. (가)에서 NH3는 브뢴스테드-로우리 염기이다. ㄴ. (가)와 (다)에서 N의 산화수는 감소한다. ㄷ. (나)와 (다)에서 BF3는 루이스 산이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

08 그림은 4가지 물질을 3가지 기준에 따라 분류한 결과를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. ㉠으로 ‘수용액의 pH는 7보다 크다.’를 사용할 수 있 다. ㄴ. (가)에 해당하는 물질을 물에 녹이면 아레니우스 염 기로 작용한다. ㄷ. (나)에 해당하는 물질의 수용액에 Mg을 넣으면 수소 기체가 발생한다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

09 그림은 같은 부피의 수산화 나트륨(NaOH) 수용액과 수산화 칼륨(KOH) 수용액이 들어 있는 2개의 비커에 묽은 염산을 각각 10mL 넣은 수용액에 녹아 있는 이온을 모형으로 나타낸 것이다.

(가)                (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 는 OH-이다. ㄴ. 중화 반응에 의해 생성된 물의 몰수는 (가)가 (나)보 다 크다. ㄷ. 혼합 전 같은 부피 속에 들어 있는 이온의 총수비는 NaOH(aq) : KOH(aq)=5 : 3이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

10 표는 수산화 나트륨(NaOH) 수용액, 묽은 염산(HCl), 묽은 황산(H2SO4)을 여러 부피비로 혼합한 용액 (가)~(라)와 각 혼합 용액에서 중화 반응에 의해 생성된 물 분자 수를 상댓값으로 나타낸 것이다.

혼합 용액	NaOH(aq) (mL)	HCl(aq) (mL)	H2SO4(aq) (mL)	생성된 물 분자 수
(가)	30	0	30	3[eqn: N]
(나)	30	10	20	4[eqn: N]
(다)	30	20	10	5[eqn: N]
(라)	30	30	0	5[eqn: N]

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

	<보 기>
ㄱ. 혼합 용액 속 총 이온 수는 (가)가 (나)보다 많다. ㄴ. 혼합 용액의 온도는 (다)와 (라)가 같다. ㄷ. 혼합 전 수용액 속 단위 부피당 [eqn: rmH ^{+}] 수의 비는HCl(aq) : [eqn: rmH _{2} SO _{4}](aq)=1 : 1이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

11 표는 NaOH 수용액, HCl 수용액, HBr 수용액을 실험 Ⅰ~Ⅲ과 같이 혼합한 후, 혼합 용액 속 단위 부피당 이온 수를 상댓값으로 나타낸 것이다.

실험	NaOH(aq) 부피(mL)	HCl(aq) 부피(mL)	HBr(aq) 부피(mL)	단위 부피당 이온 수
Ⅰ	10	10	0	4[eqn: N]
Ⅱ	10	0	10	5[eqn: N]
Ⅲ	10	10	10	5[eqn: N]

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 단위 부피당 H+ 수는 HBr(aq)이 HCl(aq)의 2배이다. ㄴ. 실험 Ⅱ의 혼합 용액은 산성이다. ㄷ. 실험 Ⅲ의 혼합 용액에 실험 Ⅰ의 혼합 용액을 넣으 면 중성이 된다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

12 그림 (가)는 실험에 사용한 같은 부피의 산 HA(aq)와 염기 B(OH)2(aq)의 이온 모형을 나타낸 것이고, (나)는 B(OH)2(aq) 20`mL에 HA(aq)을 조금씩 가할 때 혼합 용액 속에 존재하는 이온 수를 나타낸 것이다.

(가)                   (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. [eqn: a]=10이다. ㄴ. 단위 부피당 수는 ㉠보다 ㉡에서 적다. ㄷ. 혼합 용액의 총 이온 수는 ㉠보다 ㉡에서 크다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

13 표는 HCl(aq), NaOH(aq), KOH(aq)의 부피를 달리하여 혼합한 용액 (가)와 (나)에 대한 자료이다.

용액		(가)	(나)
혼합 전 각 용액의 부피(mL)	HCl(aq)	20	40
	NaOH(aq)	5	20
	KOH(aq	15	20
혼합 후 용액의 단위 부피 속에 존재하는 양이온의 모형

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 는 H+이다. ㄴ. [eqn: {(가)에서`생성된`물의`몰수} over {(나)에서`생성된`물의`몰수} = {3} over {8}]이다. ㄷ. 단위 부피당 양이온 수는 NaOH(aq) : KOH(aq)=3 : 1이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

14 다음은 글라이신과 수산화 나트륨의 화학 반응식이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 글라이신은 루이스 염기이다. ㄴ. 글라이신은 브뢴스테드-로우리 산이다. ㄷ. 글라이신을 NaOH(aq)에 녹인 용액에 전류를 흘려주 면 (가)는 (-)극으로 끌려간다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ

④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄴ, ㄷ

15 그림은 DNA를 구성하는 염기인 사이토신과 아데닌의 구조식을 나타낸 것이다.

사이토신과 아데닌의 공통점으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. DNA에서 당과 결합한다. ㄴ. 5개의 비공유 전자쌍이 있다. ㄷ. 루이스 염기로 작용할 수 있다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

16 다음은 아미노산의 한 종류인 글라이신과 DNA를 구성하는 인산의 구조식이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X, Y는 임의의 원소 기호이다.)

	<보 기>
ㄱ. X와 Y는 같은 족 원소이다. ㄴ. DNA에서 인산은 당과 결합하여 바깥쪽 골격을 형성 한다. ㄷ. 글라이신을 인산 수용액에 넣으면 브뢴스테드-로우리 염기로 작용한다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답과 해설

01 ③ 02 ① 03 ② 04 ⑤ 05 ① 06 ② 07 ④ 08 ⑤

09 ③ 10 ② 11 ③ 12 ① 13 ⑤ 14 ② 15 ⑤ 16 ⑤

01

ㄱ. 알짜 이온 반응식은 Zn+2H+ → Zn2++H2↑이다. 따라서 시간이 지날수록 수소 이온 수가 감소하므로 수용액의 pH는 증가한다.

ㄷ. 약산인 아세트산 수용액으로 실험하면 이온화된 수소 이온수가 적으므로 반응이 느려진다. 따라서 수소 기체가 발생하는 속도가 더 느려진다.

ㄴ. H+ 2개가 반응하여 수소 기체로 발생할 때 Zn2+ 1개가 생성되므로 수용액 속 이온 수는 감소한다.

오답 체크

02

ㄱ. A는 수소 기체가 더 빠르게 발생하였으므로 A는 B보다 강한 산이다.

ㄴ. A가 B보다 강한 산이므로 아연을 넣기 전 용액의 pH는 A가 B보다 작다.

오답 체크

ㄷ. 저울이 산 B 쪽으로 기울어졌으므로 산 A에서 수소 기체가 더 많이 발생한다.

03

② 수용액 속 수소 이온이 많을수록 산의 세기가 강하므로 pH는 작다. 따라서 수용액의 pH는 HB가 HA보다 크다.

① 강산은 물에 녹아 이온화가 잘 되므로 수소 이온이 많다. 따라서 수소 이온이 많을수록 산의 세기가 강하므로 HA>HB이다.

오답 체크

③ 수용액 속에 용해된 분자 수가 적고 이온이 많을수록 이온화되는 정도가 크다. 따라서 이온화되는 정도는 HA>HB이다.

④ 수용액 속 이온이 많을수록 전기 전도도가 크다. 따라서 전기 전도도는 HA>HB이다.

⑤ Mg은 수소 이온과 반응하므로 수소 이온이 많을수록 수소 기체의 발생 속도가 빠르다. 따라서 수소 기체의 발생 속도는 HA>HB이다.

04

ㄱ. [eqn: rmNH _{4} ^{+}]과 OH-이 생성되므로 수용액 속의 이온 수는 증가한다.

ㄴ. [eqn: rmNH _{3}]는 물로부터 양성자(H+)를 받아 NH4+이 되므로 브뢴스테드-로우리 염기이다.

ㄷ. 암모니아와 물이 반응하여 OH-이 생성되므로 용액이 염기성을 나타난다. 따라서 페놀프탈레인 용액을 떨어뜨리면 붉은색으로 변한다.

05

ㄱ. (가)에서 H의 산화수는 0에서 +1로 증가한다.

ㄴ. (나)에서 N의 산화수는 -3에서 +5로 증가하여 산화되고, O의 산화수는 0에서 -2로 감소하여 환원되

오답 체크

므로 NH3는 환원제이다.

ㄷ. 아레니우스 산은 물에 녹아 수소 이온을 내놓는 물질

이다. (다)의 반응에서 용매가 물이 아니므로 [eqn: rmHNO _{3}]은 아

레니우스 산이 아니다.

06

ㄴ. 알라닌을 산성 용액에 넣으면 (가) 부분에 있는 질소 원자가 비공유 전자쌍을 수소 이온에게 제공하여 결합하므로 루이스 염기로 작용한다.

ㄱ. 전기 음성도는 O>N>C>H이므로 공유 결합

오답 체크

에서 전기 음성도가 큰 원자는 공유 전자쌍을 더 세게 끌

어오므로 ‘-’ 산화수를 가지고, 전기 음성도가 작은 원자는

‘+’ 산화수를 가진다. (가)에서 N는 H와 C로부터 전자를

얻으므로 산화수는 -3이고, (나)에서 C는 O에게 전자를

빼앗기므로 산화수는 +3이다.

ㄷ. 알라닌을 염기성 수용액에 녹이면 (나)는 [eqn: rmH ^{+}]을 내놓

는다.

07

ㄱ. (가)에서 NH3는 양성자(H+)를 받았으므로 브뢴스테드-로우리 염기이다.

ㄷ. (나)와 (다)에서 BF3의 중심 원자 B는 비공유 전자쌍을 받았으므로 루이스 산이다.

ㄴ. (가)와 (다)에서 N의 산화수는 변하지 않는다.

오답 체크

08

ㄱ. NH3와 NaOH은 염기성 물질이므로 ㉠으로 ‘수용액의 pH는 7보다 크다.’를 사용할 수 있다.

ㄴ. (가)는 NaOH으로 이온 결합 물질이다. NaOH을 물에 녹이면 OH-을 내놓으므로 아레니우스 염기로 작용한다.

NaOH(aq) → Na+(aq)+OH-(aq)

ㄷ. (나)에 해당하는 물질은 HF와 HCN으로, 수용액은 산

성이므로 수용액에 Mg을 넣으면 수소 기체가 발생한다.

09

ㄱ. (가)와 (나)에서 공통으로 있는 은 Cl-이다. (가) 수용액에서 양이온 수와 음이온 수가 같아야 하므로 은 OH-이다.

ㄷ. (가)에는 (Na+)가 5개, (나)에는 (K+)가 3개 있으므로 혼합 전 같은 부피 속에 들어 있는 이온의 총수비는 NaOH(aq):KOH(aq)=5:3이다.

ㄴ. (가)는 염기성 용액이고, (나)는 중성 용액이며, (가)와 (나)에 있는 [eqn: rmCl ^{-}]수가 같으므로 중화 반응에 의

오답 체크

해 생성된 물의 몰수는 같다.

10

ㄴ. (다)와 (라)에서 중화 반응에 의해 생성된 물의 분자 수와 혼합 용액의 부피가 같으므로 혼합 용액의 온도는 같다.

ㄱ. (가)에는 Na+ 5[eqn: N], OH- 2[eqn: N], SO42- 1.5[eqn: N]이 있고, (나)에는 Na+ 5[eqn: N], OH- [eqn: N], Cl-  2[eqn: N], SO42- [eqn: N]이 있다. 따라서 같은 부피 속에 있는 이온 수가 (가)는 8.5[eqn: N], (나)는 9[eqn: N]이므로 혼합 용액 속 총 이온 수는 (나)가 (가)보다 많다.

오답 체크

ㄷ. HCl(aq) 30mL 속에 들어 있는 H+ 수는 6[eqn: N]이고, H2SO4  30mL 속에 들어 있는 H+ 수는 3[eqn: N]이므로 단위 부피당 H+ 수의 비는 HCl(aq):H2SO4(aq)=2:1이다.

11

ㄱ. HCl(aq) 10mL에는 25[eqn: N]의 H+이 들어 있고, HBr(aq)

10mL에는 50[eqn: N]의 H+이 들어 있으므로 HBr(aq)이 HCl(aq)

의 2배이다.

ㄴ. 실험 Ⅱ에서 NaOH(aq) 10mL에는 40[eqn: N]의 OH-이 있고, HBr(aq) 10mL에는 50[eqn: N]의 H+이 있으므로 혼합 용액은 산성이다.

ㄷ. 실험 I의 용액에는 OH-이 15[eqn: N]이 있고, 실험 Ⅲ의 용액에는 H+이 35[eqn: N]이 있다. 따라서 실험 Ⅲ의 혼합

오답 체크

용액에 실험 I의 혼합 용액을 넣으면 산성이 된다.

12

ㄴ. 는 [eqn: rmB ^{2+}]으로 중화 반응이 일어나도 이온 수는 변하지 않는다. 그러나 혼합 용액의 부피는 증가하므로 단위 부피당 이온 수는 감소한다. 따라서 ㉠>㉡이다.

ㄱ. ㉡에서 OH-이 모두 반응하여 존재하지 않으므로 ㉡까지 넣어 준 [eqn: rmH ^{+}] 수는 OH- 수와 같다. (가)에서 같은 부피 속에 들어 있는 H+ 수와 OH- 수가 같으므로 ㉡까지 넣어준 HA(aq)의 부피는 B(OH)2(aq)의 부피와 같다. 따라서 [eqn: a]=20이다.

오답 체크

ㄷ. 반응이 지날수록 OH-이 H+ 과 반응하여 그 수가 감소한다. 그러나 감소한 OH- 수 만큼 A- 수가 증가하므로 총 이온 수는 같다.

13

ㄱ. (가)와 (나)에 과 는 공통적으로 있지만 는 (가)에만 있고 (나)에는 없으므로 는 H+이다.

ㄴ. (가)는 산성 용액이므로 생성된 물 분자 수는 수용액 속에 존재하는 Na+ 수와 K+ 수의 합과 같고, (나)는 중성 용액이므로 생성된 물 분자 수는 수용액 속에 존재하는 Na+ 수와 K+ 수의 합이나 Cl- 수와 같다.

따라서 [eqn: {(가)에서`생성된`물의`몰수} over {(나)에서`생성된`물의`몰수} = {240} over {640} = {3} over {8}]이다.

ㄷ. (가)에서 NaOH(aq) 5mL 속에 Na+이 3개 있고,

KOH(aq) 15mL 속에 K+이 3개 있으므로 단위 부피당 양

이온 수는 NaOH(aq):KOH(aq)=3:1이다.

14

ㄴ. 글라이신은 수소 이온(H+)을 내놓았으므로 브뢴스테드-로우리 산이다.

ㄱ. 글라이신이 내놓은 수소 이온(H+)은 수산화 이온(OH-)으로부터 비공유 전자쌍을 받으므로 루이스 산이다.

오답 체크

ㄷ. (가)는 음전하를 띠므로 전류를 흘려주면 (+)극으로 끌려간다.

15

ㄱ. DNA에서 염기는 당과 결합한다.

ㄴ. 염기에 포함된 N와 O는 각각 1개, 2개의 비공유 전자쌍이 있다. 사이토신에는 N 원자 3개와 O 원자 1개가 있으므로 총 5개의 비공유 전자쌍이 있고, 아데닌에는 N 원자 5개가 있으므로 총 5개의 비공유 전자쌍이 있다.

ㄷ. N의 비공유 전자쌍을 다른 물질에게 줄 수 있으므로 사이토신과 아데닌은 루이스 염기로 작용할 수 있다.

16

ㄱ. X는 N이고, Y는 P으로, 모두 15족 원소이다.

ㄴ. DNA에서 인산은 당과 결합하여 바깥쪽 골격을 형성한다.

ㄷ. 글라이신을 인산 수용액에 넣으면 양성자(H+)를 받으므로 브뢴스테드-로우리 염기로 작용한다.