2024학년도 9월 모의고사 화학1 19번[중화 반응의 양적 관계]

2023년 9월 6일에 치러진 9월 모의고사 화학1 19번 문항 해설입니다. 농도를 알지 못하는 산과 염기의 혼합 용액에서 각각의 양이온 수의 비율을 다루고 있어요. 하지만 혼합 용액 (가)~(다)의 액성을 모두 알려주고 있어 크게 어렵지 않았습니다.

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19번 풀이

2024학년도 9월 모의고사 화학1 19번

 

먼저 (가)의 액성은 중성이라 하였으니 혼합 용액에 존재하는 양이온은 Na⁺와 K⁺입니다.

(나)와 (다)에서는 세 가지 양이온이 존재하므로 H+가 존재함을 알 수 있고 따라서 액성은 산성입니다.

 

(가)에 존재하는 양이온 수의 비율이 1:2 인데, 이를 Na⁺:K⁺=2:1이라 가정하면

각각의 농도 비는 다음과 같습니다.

a:b:c=3:2:1

 

편의상 a, b, c를 각각 3, 2, 1라고 합시다.

이를 이용하여 (나)에서 양이온의 양(mmol)을 구할 수 있는데

 

Na⁺=40

K⁺=30

H⁺=3x-70 

하지만 양이온 수의 비율을 참고하면 40:30의 비율은 불가능합니다.

따라서 Na⁺:K⁺=2:1이라 가정한 것이 잘못되었고

Na⁺:K⁺=1:2 임을 알 수 있습니다.

 

이를 이용하여 다시 (나)에서 양이온의 양(mmol)을 구하면

Na⁺=20

K⁺=60

H⁺=3x-80

(나)에 존재하는 양이온의 비율이 1:2:3이므로 3x-80=40, x=40입니다.

 

이제 (다)를 살펴보면 혼합용액 속 양이온의 양이 모두 같습니다.

각각의 양이온의 양(mmol)을 구하면

K⁺= 2y 이므로

Na⁺ = H⁺ =2y 이고

H⁺= 3x-2y-2y 이므로

 

y=20입니다.

따라서 답은 1번