• 고대 물질관과 중세의 연금술

Ⅰ. 물질의 구성

반┃  이름┃

서술형 문제

1  중세의 연금술사들은 납과 같이 값싼 금속을 값비싼 금으로 바꿀 수 있다고 생각했는데, 이러한 생각은 고대의 자연 철학자의 물질관에 근거한 것이었다. 이 학자는 누구이며, 이 학자의 물질관은 어떤 내용인지 간단히 설명하시오.

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• 물의 전기 분해와 성분 원소의 확인

2  그림과 같이 장치하고 수산화 나트륨을 약간 넣은 물에 전류를 흘려 주었다.

이때 (－)극에서는 ㈎ 기체가 발생하였고, (＋)극에서는 ㈏ 기체가 발생하였다. ㈎와 ㈏ 기체는 각각 무엇이며, 이 기체들을 확인할 수 있는 방법은 무엇인지 각각 설명하시오.

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• 불꽃 반응과 스펙트럼

3  리튬과 스트론튬을 포함하는 물질들의 불꽃색은 빨간색이므로 거의 비슷하여 눈으로 구별하기 어렵다. 이러한 경우 두 원소를 구별할 수 있는 방법을 설명하시오.

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• 불꽃 반응과 돌턴의 원자설

4  다음은 어떤 실험 과정을 나타낸 것이다.

㈎ 탄산수소 나트륨을 니크롬선에 묻혀 불꽃 반응시켰더니 노란색이 나타났다.

㈏ 탄산수소 나트륨을 시험관에 넣고 가열하여 완전히 분해시킨 후 시험관에 남아 있는 고체 물질을 불꽃 반응시켰더니 노란색이 나타났다.

위 실험에서 ㈎와 ㈏의 불꽃색이 같은 이유를 돌턴의 원자설로 설명하시오.

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• 원자의 구성 입자와 원자의 성질

5  원자는 원자핵과 전자로 이루어져 있는데, 원자핵은 (＋)전하를 띠는 양성자를 포함하고 있으며, 전자는 (－)전하를 띤다. 이와 같이 전하를 띤 입자로 이루어진 원자가 전기적으로 중성인 이유를 설명하시오.

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• 전해질과 비전해질의 구분

6  흰색 결정인 설탕과 소금을 구별할 수 있는 방법을 두 가지 쓰시오.(단, 맛을 보는 방법은 제외한다.)

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• 이온 모형

7  그림은 어떤 원자가 이온이 되었을 때의 모형을 나타낸 것이다. 이 모형으로부터 이 원자 또는 이온에 대하여 알 수 있는 사실을 세 가지 설명하시오.

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• 이온의 이동

8  그림과 같이 무색의 질산 칼륨([eqn: rmKNO_3]) 수용액을 적신 거름종이의 중앙에 보라색의 과망가니즈산 칼륨 수용액과 노란색의 크로뮴산 칼륨 수용액을 한 방울씩 떨어뜨린 다음, 전류를 흘려 주었다.

이때 보라색과 노란색의 이동 방향을 예측하고, 그 이유를 설명하시오.

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• 분자식

9  다음은 물과 포도당을 분자식으로 나타낸 것이다.

[eqn: rmH_2 O]                [eqn: rm C_6 H_12 O_6]

위와 같이 분자식으로 분자를 표현했을 때 알 수 있는 것을 두 가지 쓰시오.

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• 앙금 생성 반응

10 그림은 염화 나트륨([eqn: rmNaCl]) 수용액과 질산 은([eqn: rmAgNO_3])수용액의 반응을 모형으로 나타낸 것이다.

혼합 수용액에서 전류가 흐르는지 쓰고, 그 이유를 설명하시오.

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• 앙금 생성 반응

11 그림은 염화 칼륨([eqn: rmKCl]) 수용액과 질산 은([eqn: rmAgNO_3]) 수용액의 반응을 입자 모형으로 나타낸 것이다.

혼합 수용액의 상태를 입자 모형으로 나타내시오.

• 전해질과 앙금 생성 반응

12 그림은 염화 나트륨, 설탕, 탄산 나트륨을 구별하기 위한 과정을 나타낸 것이다.

[eqn: rmA]~[eqn: rmC]에 해당하는 물질을 쓰고, 질산 칼슘 수용액을 넣었을 때 [eqn: rmB]와 [eqn: rmC]를 구별할 수 있는 원리를 설명하시오.

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Ⅰ. 물질의 구성

1 모범 답안 | 아리스토텔레스, 물질은 물, 불, 흙, 공기의 4원소로 이루어져 있으며, 4가지 성질에 의해 물질은 서로 변환된다.

2 모범 답안 | ㈎는 수소 기체이며, 수소는 가연성이 있어 불꽃을 대면 ‘퍽’ 소리를 내며 타오른다. ㈏는 산소 기체이며, 산소는 조연성이 있어 꺼져 가는 불꽃을 가까이 하면 불꽃이 다시 살아난다.

3 모범 답안 | 불꽃색을 분광기로 관찰하여 선 스펙트럼으로 구별한다.

4 모범 답안 | 화학 반응이 일어나도 원자는 없어지거나 새로 생기지 않으며, 다른 원자로 변하지 않기 때문이다.

5 모범 답안 | 원자핵의 (＋)전하량과 전자들의 (－)전하량이 같기 때문이다.

6 모범 답안 | 불꽃 반응색을 확인한다. 수용액에 전류가 흐르는지 확인한다.

7 모범 답안 | 이온이 되기 전에 원자가 가진 전자는 3 개였다. 원자가 전자를 잃고 양이온이 되었다. 원자가 전자 1 개를 잃고 전하가 ＋1인 이온이 되었다. 등

8 모범 답안 | 보라색과 노란색 모두 (＋)극 쪽으로 이동한다. 과망가니즈산 이온은 보라색, 크로뮴산 이온은 노란색을 나타내며, 두 이온 모두 음이온이므로 (＋)극 쪽으로 이동한다.

9 모범 답안 | 분자를 구성하는 원자의 종류와 개수를 알 수 있다.

10 모범 답안 | 전류가 흐른다, 혼합 수용액에 [eqn: rmNa^+]과 [eqn: rmNO_3^-]이 들어 있기 때문이다.

11 모범 답안 |

12 모범 답안 | A：설탕, B：탄산 나트륨, C：염화 나트륨, 질산 칼슘의 칼슘 이온과 탄산 나트륨의 탄산 이온이 반응하면 앙금이 생성되지만, 질산 칼슘의 칼슘 이온과 염화 나트륨의 염화 이온은 앙금을 생성하지 않기 때문에 탄산 나트륨과 염화 나트륨을 구별할 수 있다.