[고등화학1] 어려운 중화반응 내신 기출 문제 3편 : 막막하면 가정을 해봅시다

화학1 '중화반응' 단원에서 어려운 내신 기출 문제를 가져와보았습니다. 3편 입니다.

 
 

[2편 바로가기]

[고등화학1] 어려운 중화반응 내신 기출 문제 2편 : 일단 생각하기 편한 값으로 놓아보자

반응형

728x90

 

.

.

 

문제 아래에는 제가 생각하는 문제의 효율적인 [시작]을 달아놓았습니다.
 
 
여러분의 풀이와 비교해보세요!
 
 
그럼 시작해보겠습니다.

 

.

.

 

 

[시작] 그래프를 보면 결국 양이온의 종류는 3가지가 됩니다.

 

염기성 용액에 (가)를 조금씩 넣어주고 있으므로 (가)의 액성은 산성이여야 합니다.

 

.

 

가정 : 0.1M NaOH에 (가)를 조금씩 첨가했다면?

 

위 그래프에서 (가)를 전혀 넣지 않았을 때 존재하는 양이온 ㉠이 Na+ 입니다.

 

㉡은 (가)를 넣어주자마자 증가하므로 K+가 되겠습니다.

 

자연스럽게 ㉢은 H+ 입니다.

 

(가) 100mL에는 Na+가 2.5mmol / K+가 5mmol 존재해야 합니다.

 

그러므로 V2는 12.5mL / V3는 50mL가 됩니다.

 

자연스럽게 V1은 37.5mL 가 되겠습니다.

 

이렇게 되면 (가) 100mL의 액성이 중성이 되어 모순입니다.

 

.

 

그러므로 0.1M KOH에 (가)를 조금씩 넣어준 상황이 되겠습니다.

 

양이온 ㉠이 K+ / ㉡이 Na+ / ㉢은 H+ 입니다.

 

(가) 100mL에는 K+가 2.5mmol / Na+가 5mmol 존재해야 합니다.

 

그러므로 V2는 25mL / V3는 25mL가 됩니다.

 

자연스럽게 V1은 50mL가 되겠습니다.

 

(가) 100mL의 액성은 이제 산성이 되었습니다.

 

.

 

위 문제의 답은 ㄱ, ㄷ 입니다.

 

 

.

.

 

 

 

[시작] 용액의 부피를 정리해봅시다.

 

용액 I의 부피는 40mL / 용액 II의 부피는 60mL / 용액 III의 부피는 60mL 입니다.

 

위 표에 나와있는 몰농도에 부피를 곱해 몰수로 바꿔줍시다.

 

용액 II는 용액 I에 KOH 20mL를 추가하였으므로 H+의 수가 증가할 수는 없습니다.

 

그러므로 C가 H+ 일 수는 없겠습니다.

 

그럼 A가 H+ 일 수 있을까요?

 

용액 II에서 H+가 4mmol 이므로 용액 I에서는 4mmol 보다 더 많이 존재해야 합니다.

 

그런데 용액 I에서 A + B의 몰수는 4mmol 이므로 모순입니다.

 

따라서 B가 H+ 입니다.

 

.

 

가정 : A가 Na+ 라면?

 

용액 II에서 Na+가 4mmol 있었으므로 용액 I에서도 Na+는 4mmol 존재합니다.

 

그러므로 용액 I에서 H+는 존재하지 않습니다.

 

용액 II에서 A+B+C의 몰수는 8이므로 KOH 20mL에는 4mmol이 있어야 합니다.

 

용액 II의 30mL에는 Na+ 2mmol / K+ 2mmol 이 있습니다.

 

그런데 용액 III에서 A+B 몰수는 2.5이므로 H+가 0.5mmol 생성되어야 합니다.

 

도대체 HCl 30mL 에는 얼마 만큼이 들어있었을까요?

 

.

 

용액 III은 산성 용액입니다.

 

따라서 총 양이온 몰수를 구할 때, 초기 산에 들어있는 양이온 수를 기준값으로 잡아야 합니다.

 

HCl 45mL에 들어있는 양이온 수가 되겠습니다.

 

여기에 염기들을 다 넣어준다고 했을 때, 기준값에서 변화가 있나요? 없습니다.

 

그러므로 HCl 45mL에 들어있었던 양이온 몰수는 4.5mmol가 되겠습니다.

 

모순이 없으므로 맞는 가정입니다.

 

.

 

위 문제의 답은 ㄴ, ㄷ 입니다.

 

 

.

.

 

 

4편으로 찾아오겠습니다.

 

 

수고하셨습니다.