[고등화학1] "중화반응 3점 (2025 수능특강) 1편" : 이것을 잘할 수 있어야 합니다

2025 수능특강 4단원 중화반응 2점에 이은 3점 문제 1편입니다.

 

[2점 문제 바로가기]

 

[고등화학1] "중화반응 2점 (2025 수능특강)" : 2가지를 잘 하면 쉬워집니다

 

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중화반응 2점 게시물에서 언급하였듯이, 중화반응 단원에서 부드럽게 할 수 있어야 하는 것은 두가지가 있습니다.


1) 전체이온수, 양이온수, 음이온수 구하기


2) 양이온수/음이온수 비율의 해석


2025 수능특강 중화반응 3점 문제들에서 위 두가지가 나올시 어떻게 대응하였는지 기준으로 보시면 좋을 것 같습니다.

문제 사진 아래에 있는 [시작]은 제가 생각했을 때에 효율적인 문제의 시작입니다.

 

문제를 딱보고 떠올려야 하는 생각 정도가 되겠습니다.

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[시작] 실험과정 (나)에서 만든 혼합용액은 산성입니다.


여기서 전체 이온의 양은 어떻게 구하면 될까요?


우선, 산성이기 때문에, 초기 산에 들어있던 이온수를 기준으로 삼아봅시다. (나)에서는 8mmol이 되겠습니다.


여기에 NaOH를 넣어준다고 생각해봅시다.


OH-가 H+를 하나없애더라도, Na+ 하나가 보충되기 때문에 전체이온수는 유지됩니다. 따라서 (나)에서 만들어진 용액의 전체이온수는 8mmol이 되겠습니다.


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[시작] 두번째 꼭지에 의해, (가) 용액의 액성은 산성이 됩니다.


여기서 (가) 용액의 전체 양이온수는 어떻게 구할까요?


바로 앞의 문제에서 전체이온수를 구한 방법과 동일합니다.


일단, 산성이기때문에 초기 산에 있던 양이온수를 기준으로 삼아봅니다. 임의로 a개라고 해봅시다.


여기에다가 NaOH를 넣어준다고 생각해봅시다.


여전히 액성은 산성이므로 양이온수는 a개로 쭉 유지될 것입니다.


문제의 맨 마지막 꼭지에서 (가)에 존재하는 양이온수 쪽, 분모 쪽의 숫자가 4로 되어있는데요,


그렇기때문에, 그냥 초기 산에 있는 양이온의 수를 4로 놓아도 상관없겠습니다.


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[시작] (나) 이온의 몰수 비를 먼저 구해봅시다.


3x50 : 5x60 이므로 1 : 2 가 되겠습니다.


따라서 (나)는 X2-가 될 수 없습니다. 그러므로 (나)는 OH- 입니다.


NaOH를 10mL 추가로 가했을때, 1만큼의 이온 몰수비가 증가하였으므로, 중화점은 NaOH를 20mL 첨가하였을 때가 되겠습니다.


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[시작] H+, Na+ 중에 NaOH를 가하면서 농도가 확실히 줄어야 하는 것은 H+ 입니다. 따라서. (나)가 H+이고, (가)가 Na+ 입니다.


이때, (나) 그래프를 보면 NaOH를 3V 넣을때까지, 0이 되지 않으므로 계속 산성입니다.


그러면 용액 속 총 양이온 수는 어떻게 될까요?


맞습니다. 초기 HCl에 있었던 총 양이온수가 쭉 유지될 것입니다. 50x mmol이 되겠습니다.


이것을 이용하면, 식을 좀 더 편하게 세울 수가 있습니다.


NaOH를 2V 넣었을때, (가), (나)의 농도가 같으므로, 몰 수는 25x mmol로 같을 것입니다.


그러므로 NaOH 2V 에는 25x mmol이 들어있습니다.


NaOH 3V 에는 75x/2mmol이 들어있겠죠?


1) y = 37.5xmmol / (50 + 3V)


NaOH를 3V 넣었을때, H+는 12.5x mmol이 들어있습니다.


2) 0.02 = 12.5x mmol / (50 + 3V)


1), 2) 에 의해, y = 0.06 입니다.


원래 Na+의 몰농도는 0.1M 인데, 0.06M이 되었다는 것은 원래 부피 에서 5/3 배 되었다는 뜻입니다.


3V x (5/3) = 3V + 50


따라서, V = 25mL 입니다.


2)식에 대입하면, x = 0.2  입니다.


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감사합니다. 많은 도움되었으면 합니다.