산과 염기의 중화 반응 단원은 pH와 이온 농도의 관계에서 출발해, 산과 염기가 만나 물을 만드는 반응을 양으로 따지는 방법까지 다룹니다. 아래 시험지 20문항으로는 pH 해석, 중화 적정 계산, 알짜 이온 반응식, 혼합 용액의 액성과 이온 수, 혼합 시 온도 변화 해석이 얼마나 자리 잡았는지 확인합니다.
📝 산과 염기의 중화 반응 시험지 — 20문항, 정답·해설은 뒤쪽 별지
이름
날짜
점수/100
배점 · 20문항 · 한 문항 5점 · 100점 만점 · 권장 풀이 시간 30분 · 기본·보통·심화가 섞여 나옵니다(정답·해설은 별지).
‘PDF 만들기’를 누르면 화면과 같은 문제로 A4 PDF 파일이 내려받아지고, 폰에서도 됩니다. 같은 학년·같은 과목 문제는 하루에 한 번 만들어지고, 그날은 같은 문제가 다시 나옵니다. 인쇄물 맨 위에 이름·날짜·점수 칸이 함께 찍힙니다.
원장 한마디
저는 화학을 가르치는 사람이 아니라 수학학원 원장입니다. 그래서 이 단원의 내용을 풀이해 드리지는 않겠습니다. 시험지 한 장을 집에서 어떻게 쓰느냐만 말씀드립니다.
20문항은 아이 혼자 풀게 하십시오. 계산이 많은 단원이라 막히는 지점이 분명히 나옵니다. 그때 곁에서 식을 불러 주면 아이 실력이 아니라 부모 실력이 채점됩니다. 막히면 막힌 채로 두는 쪽을 권합니다.
풀이는 지우지 말고 종이에 남기게 하세요. 어디서 틀렸는지는 거기에 적혀 있습니다. 틀린 번호에만 표시해 두었다가, 며칠 지나 그 번호만 다시 풀게 하면 한 장으로 충분합니다.
— 수학의 신호 원장
시험지에서 뽑아 본 문제
브뢴스테드·로우리 산·염기 정의에서, 반응물 H₂O이 산으로 작용하는 반응은? ① HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻ ② NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻ ③ CH₃COOH + H₂O ⇌ CH₃COO⁻ + H₃O⁺ ④ HNO₃ + H₂O → H₃O⁺ + NO₃⁻정답 · ② NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻ — 브뢴스테드·로우리 정의에서 산은 H⁺을 내놓는 물질, 염기는 H⁺을 받는 물질이다. NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻에서는 H₂O이 NH₃에게 H⁺을 주므로 산으로 작용한다. 나머지 반응에서는 H₂O이 H⁺을
미지 농도의 HCl(aq)을 피펫으로 일정량 취해 삼각 플라스크에 넣고 NaOH 표준 용액으로 적정하여 HCl의 농도를 구한다. 다음 중 구한 HCl의 농도에 영향을 주지 않는 것은? ① 삼각 플라스크를 증류수로 씻은 뒤 물기를 말리지 않고 사용하였다. ② 피펫을 HCl(aq)으로 헹구지 않고, 증류수로 씻은 채 HCl(aq)을 취하였다. ③ 뷰렛을 증류수로 씻은 뒤 NaOH 표준 용액으로 헹구지 않고 곧바로 채웠다. ④ 종말점을 지나 용액이 진한 분홍색이 될 때까지 NaOH 표준 용액을 가하였다.정답 · ① 삼각 플라스크를 증류수로 씻은 뒤 물기를 말리지 않고 사용하였다. — 삼각 플라스크에 남은 증류수는 산의 몰수를 바꾸지 않으므로 중화에 필요한 NaOH의 부피도 변하지 않는다. 피펫에 물이 남아 있으면 산의 몰수가 줄고, 뷰렛에 물이 남아 있으면 표준 용액이 묽어지며, 종말점을 지나치
표의 실험 결과에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 혼합 용액의 부피는 혼합 전 부피의 합이고, 온도는 같으며 열 손실은 없다.) 0.6 M HCl(aq)과 0.4 M NaOH(aq)을 부피의 합이 50 mL가 되도록 섞고, 혼합 직후 최고 온도의 상승폭을 측정하였다. 실험 | HCl(aq) 부피(mL) | NaOH(aq) 부피(mL) | 온도 상승(℃) (가) | 10 | 40 | 1.6 (나) | 20 | 30 | 3.2 (다) | 30 | 2 ① (가)의 혼합 용액은 산성이다. ② (나)의 혼합 용액은 중성이고, 용액에 Na⁺과 Cl⁻이 들어 있다. ③ (다)에서 생성된 물 분자 수는 (나)에서보다 많다. ④ (라)의 혼합 용액은 염기성이다.정답 · ② (나)의 혼합 용액은 중성이고, 용액에 Na⁺과 Cl⁻이 들어 있다. — H⁺과 OH⁻의 양(mmol)은 (가) 6, 16 / (나) 12, 12 / (다) 18, 8 / (라) 24, 4이다. (나)는 양이 같아 중성이고 Na⁺과 Cl⁻이 남으며 반응한 양이 12 mmol로 가장 많아
표의 (가)~(다)에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 25 ℃이고, 혼합 용액의 부피는 혼합 전 부피의 합이며, 물의 자동 이온화는 무시한다.) 0.1 M H₂SO₄(aq) 20 mL에 0.2 M NaOH(aq)의 부피를 달리하여 섞은 혼합 용액 (가)~(다)를 만들었다. 혼합 용액 | NaOH(aq) 부피(mL) (가) | 20 (나) | 40 (다) | 60 ① (가)의 액성은 산성이다. ② [OH⁻]는 (나)에서가 (다)에서의 2/3배이다. ③ (가)에 들어 있는 이온의 총 몰수는 (나)에서의 1/2배이다. ④ (다)에서 [Na⁺]는 0.20 M이다.정답 · ② [OH⁻]는 (나)에서가 (다)에서의 2/3배이다. — H₂SO₄ 2 mmol은 H⁺ 4 mmol을 내놓고, NaOH는 (가)~(다)에서 OH⁻ 4, 8, 12 mmol을 내놓는다. 따라서 [OH⁻]는 (나)에서 4/60 M, (다)에서 8/80 M로 비가 2/3이다.
시험지는 같은 단원의 기본·보통·심화 문항을 섞어 20개로 냅니다. 위 문제는 그 가운데 몇 개를 옮겨 놓은 것입니다.
산과 염기의 중화 반응, 무엇이 이어지나
먼저 pH = −log[H⁺]라는 관계로 수용액의 산성과 염기성을 수로 읽습니다. pH가 3 작으면 [H⁺]는 1000배가 됩니다. 이어서 산이 내놓는 H⁺과 염기가 내놓는 OH⁻이 만나 물이 되는 것이 중화 반응이며, 이 관계가 뒤에 나오는 모든 계산의 바탕이 됩니다.
중화 계산은 H⁺의 몰수와 OH⁻의 몰수를 맞대어 보는 일입니다. 적정에서는 농도를 아는 NaOH 수용액으로 식초 속 아세트산의 농도를 구하고, 혼합 문제에서는 남는 이온이 무엇인지로 액성과 pH를 정합니다. 황산과 수산화 바륨처럼 앙금이 함께 생기면 알짜 이온 반응식도 달라집니다.