Ⅴ. 물질의 특성

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과산화 수소에 이산화 망가니즈를 조금 넣으면 물과 산소로 나누어진다. 과산화 수소, 물, 산소 중 화합물을 고르시오.

과산화 수소 → 물 ＋ 산소

다음 물질을 원소, 화합물, 혼합물로 구분하시오.

(1) 에탄올 ------(     )   (2) 합금 ------------(     )

(3) 식초 --------(     )   (4) 다이아몬드 ------(     )

(5) 산소 --------(     )

한 가지 물질로 되어 있는 물질을 (      )이라 하고, 두 가지 이상의 물질이 섞여 있는 물질을 (      )이라고 한다.

두 가지 이상의 물질이 고르게 섞여 있는 것을 (      )이라 하고, 고르게 섞여 있지 않은 것을 (      )이라고 한다.

고체 물질이 녹는 동안 일정하게 유지되는 온도를 무엇이라고 하는가?

액체 물질인 경우에는 (      )이나 어는점을 측정하면 순물질과 혼합물을 구별할 수 있다.

어떤 고체가 순물질인지 혼합물인지 구별할 수 있는 방법을 쓰시오.

단위 부피당 물질의 질량을 무엇이라고 하는가?

다음 중 물질을 구별하는 데 사용하는 물질의 특성이 될 수 없는 것은?

① 끓는점          ② 용해도         ③ 부피

④ 밀도            ⑤ 녹는점

질량이 [eqn: 24`` rm g]인 금속 조각을 [eqn: 20.0``` rm mL]의 물이 든 눈금실린더에 넣었더니 수면의 높이가 그림과 같이 되었다. 이 금속 조각의 밀도는 몇 [eqn: rm g/cm ^{3}]인가?

물 [eqn: 100`` rm g]과 [eqn: 200`` rm g]의 끓는점을 비교하시오.

끓는점은 물질에 따라 다르며 외부 압력이 커지면 끓는점이 ( 높아, 낮아 )진다.

질소와 수소가 상온인 [eqn: 25``° rm C]에서 기체로 존재하는 이유는 (      )이 상온보다 낮기 때문이다.

다음 표는 1기압에서 몇 가지 물질의 끓는점과 녹는점을 나타낸 것이다.

물질	끓는점 ([eqn: °rmC])	녹는점 ([eqn: °rmC])	물질	끓는점 ([eqn: °rmC])	녹는점 ([eqn: °rmC])
염화 나트륨	1,465	801	벤젠	80	5.5
금	2,856	1,064	암모니아	-33	-78
수은	357	-39	프로페인	-42	-188

(1) [eqn: 25``° rm C]에서 액체로 존재하는 물질을 고르시오.

(2) [eqn: 100``° rm C]에서 기체로 존재하는 물질을 고르시오.

[eqn: 1]기압에서 에탄올의 녹는점은 [eqn: -114```° rm C]이고 끓는점은 [eqn: 78.5```° rm C]이다. 다음 온도에서 에탄올은 각각 어떤 상태로 존재하는지 쓰시오

(1) [eqn: -200```° rm C]        (2) [eqn: 90```° rm C]       (3) [eqn: -10``° rm C]

다음 물질 중 용액인 것을 고르고 용매와 용질을 각각 쓰시오.

탄산음료       흙탕물       식초

용액 [eqn: 100` rm g]에 녹아 있는 용질의 [eqn: rm g]수로 나타낸 농도를 무엇이라고 하는가?

물 [eqn: 100 rm `g]에 소금 [eqn: 25` rm g]을 녹인 소금물의 퍼센트 농도(%)를 구하시오.

포화 용액에서 용매 [eqn: 100` rm g]에 녹아 있는 용질의 [eqn: rm g]수를 무엇이라고 하는가?

그림은 몇 가지 물질의 용해도 곡선을 나타낸 것이다. 온도에 따른 용해도 차가 가장 큰 물질과 가장 작은 물질은 각각 쓰시오.

기체 물질의 용해도는 온도가 (     )수록, 압력이 (      )수록 작아진다.

[eqn: 30```° rm C]에서 물 [eqn: 200``` rm g]에 어떤 고체 물질 [eqn: 150` rm ``g]을 녹였더니 [eqn: 20``` rm g]이 녹지 않고 남아 있었다. [eqn: 30```° rm C]에서 이 물질의 용해도를 구하시오.

여문 볍씨와 쭉정이 볍씨를 소금물에 넣어 분리할 때 이용하는 물질의 특성을 쓰시오.

사염화 탄소는 물보다 밀도가 크고 물과 섞이지 않는다. 사염화 탄소와 물의 혼합물을 분리하는 방법을 설명하시오.

혼합물을 가열할 때 끓어 나오는 기체를 냉각하여 순수한 액체 물질을 얻는 방법을 무엇이라고 하는가?

염화 나트륨과 나프탈렌의 혼합물을 물에 녹여 거르면 거름종이 위에 (       )이 남고, 아세톤에 녹여 거르면 거름종이 위에 (       )이 남는다.

높은 온도에서 고체 혼합물을 물에 녹인 후에 냉각시키면 용해도 차이가 큰 물질만 결정으로 석출되어 혼합물을 분리할 수 있다. 이러한 분리 방법을 무엇이라고 하는가?

대도시에서는 자동차에 의해 공기가 오염되고, 미세 먼지에 의해 대기가 뿌옇게 흐려지는데 비가 온 후에는 대기가 맑고 깨끗해진다. 이러한 현상이 나타나는 이유는 무엇인가?

다음 혼합물을 분리할 때 이용할 수 있는 물질의 특성을 각각 쓰시오.

(1) 물과 에테르

(2) 질소와 산소

(3) 염화 나트륨과 붕산

혼합물의 분리에 대한 설명으로 옳은 것은 ○, 옳지 않은 것은 ×로 표시하시오.

(1) 물과 식용유의 혼합물은 끓는점 차를 이용하여 분별 깔때기로 분리할 수 있다. -----------------------(    )

(2) 소금과 모래의 혼합물은 물에 녹인 후 거름 장치로 분리할 수 있다. ---------------------------------(    )

(3) 원유를 분리할 때 분별 결정을 이용한다. ------(    )

(4) 혈액의 성분 물질은 크로마토그래피로 분리할 수 있다. -------------------------------------------(    )

(5) 온도에 따른 용해도 차이를 이용하여 혼합물을 분리하는 것을 분별 증류라고 한다. ------------------(    )

보기는 여러 가지 혼합물의 분리 방법이다.

	<보 기>
ㄱ. 분별 증류 ㄴ. 분별 깔때기 ㄷ. 크로마토그래피 ㄹ. 거름 장치

다음 혼합물을 분리할 때 이용되는 방법을 보기에서 각각 고르시오.

(1) 물과 기름                (2) 꽃잎의 색소

(3) 분필과 소금              (4) 원유

단원 마무리 문제

그림은 물질 (가)～(다)를 모형으로 나타낸 것이다.

(가)             (나)              (다)

이에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르면?(2개)

① (가)는 혼합물이다.

② (가)는 밀도가 일정하다.

③ (나)는 화합물이다.

④ (다)는 끓는점이 일정하다.

⑤ (가)는 한 종류 원소로 이루어져 있다.

오른쪽 그림은 물질의 분류 단계를 나타낸 것이다. 이에 설명으로 옳지 않은 것은?

① (가)는 나트륨이다.

② 소금물은 소금과 물을 성분으로 하는 화합물이다.

③ 물과 소금은 한 가지 물질로만 이루어진 순물질이다.

④ 수소와 산소는 더 이상 분해되지 않는다.

⑤ 염소는 한 종류의 원자로 이루어진 순물질이다.

오른쪽 그래프는 물과 소금물을 가열할 때 시간에 따른 온도 변화를 나타낸 것이다. 물의 가열 곡선을 고르고 그렇게 생각한 이유를 서술하시오.

다음 그래프는 물질 A～C의 부피에 따른 질량 변화를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은?

① A의 밀도가 가장 작다.

② A의 밀도는 C의 밀도의 1.5배이다.

③ 질량이 같을 때 부피가 가장 큰 것은 B이다.

④ C가 물에 녹지 않는 고체라면 물에 가라앉는다.

⑤ A와 B가 섞이지 않는 액체라면 B는 A의 아래쪽에 놓인다.

다음 현상이 나타나는 이유를 밀도와 관련지어 서술하시오.

(1) 열기구를 가열하면 하늘 높이 올라간다.

(2) 밀도가 큰 철로 만든 배가 바다에 떠 있다.

표는 1기압에서 물질 A～D의 녹는점과 끓는점을 나타낸 것이다.

물질	녹는점([eqn: °RMC])	끓는점([eqn: °RMC])
A	-114	78
B	-188	-42
C	-23	77
D	1,538	1,730

(1) [eqn: 25``° rm C]에서 액체로 존재하는 물질을 고르시오.

(2) 물질 B는 [eqn: 0``° rm C]에서 어떤 상태로 존재하는지 쓰시오.

이산화 탄소를 녹여 탄산음료를 만들려고 할 때 이산화 탄소가 가장 많이 녹을 수 있는 조건은?

① [eqn: 10``° rm C,```1기압]	② [eqn: 10``° rm C,```3기압]

③ [eqn: 30``° rm C,```1기압]        ④ [eqn: 30``° rm C,```3기압]

⑤ [eqn: 50``° rm C,```3기압]

그림은 어떤 고체 물질의 용해도 곡선을 나타낸 것이다. 다음 물음에 답하시오.

(1) 용액 A∼D 중 포화 용액을 모두 고르시오.

(2) 용액 C의 온도를 낮추면 어떤 변화가 일어나는지 서술하시오.

(3) 용액 B의 퍼센트 농도를 구하시오.

여름철에 얼음물이 담긴 유리컵을 방에 놓아두면 물과 유리의 접촉면에 기포가 생기는 이유를 서술하시오.

다음은 에탄올 수용액의 가열 곡선이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은?

① A 구간에서는 주로 에탄올이 끓어 나온다.

② B와 C 구간에서는 모두 물이 끓어 나온다.

③ B와 D 구간에서는 성분 물질이 각각 끓어 나온다.

④ D 구간에서는 끓어 나오는 물질이 없다.

⑤ 에탄올 수용액은 용해도 차를 이용하여 분리한다.

뷰테인과 프로페인의 혼합물을 그림과 같이 분리할 때 어떤 원리를 이용하는지 서술하시오.(단, 뷰테인의 끓는점은 [eqn: -0.5``° rm C]이고, 프로페인의 끓는점은 [eqn: -42.1``° rm C]이다.)

정답과 해설

Ⅴ. 물질의 특성

1. 과산화 수소, 물    2. (1) 화합물 (2) 혼합물 (3) 혼합물 (4) 원소 (5) 원소    3. 순물질, 혼합물    4. 균일 혼합물, 불균일 혼합물    5. 녹는점    6. 끓는점    7. 녹는점을 측정한다.    8. 밀도    9. ➂    10. [eqn: 3`` rm g/cm ^{3}]    11. 같다.    12. 높아    13. 끓는점    14. (1) 수은, 벤젠  (2) 벤젠, 암모니아, 프로페인    15. (1) 고체 (2) 기체 (3) 액체    16. 탄산음료(용매 : 물, 용질 : 이산화 탄소), 식초(용매 : 물, 용질 : 아세트산)    17. 퍼센트 농도    18. 20 %   19. 용해도   20. 온도에 따른 용해도 차가 가장 큰 물질은 질산 칼륨이고, 가장 작은 물질은 염화 나트륨이다.   21. 높을, 낮을   22. 65   23. 밀도   24. 해설 참조   25. 증류   26. 나프탈렌, 염화 나트륨   27. 분별 결정   28. 빗물에 의해 오염 물질이 씻겨 나가기 때문이다.   29. (1) 밀도 (2) 끓는점 (3) 용해도   30. (1) × (2) ○ (3) × (4) ○  (5) ×    31. (1) ㄴ (2) ㄷ (3) ㄹ (4) ㄱ   32. ➁, ➃   33. ➁   34. (가), 물은 순물질이므로 끓는점이 일정하기 때문이다.   35. ➃   36. (1) 해설 참조 (2) 해설 참조   37. (1) A, C (2) 기체   38. ➁   39. (1) B, C (2) 결정이 석출된다. (3) 60 %   40. 해설 참조   41. ➂    42. 해설 참조

9. 부피는 물질의 양에 따라 달라지는 값이므로 물질의 특성이 아니다.

10. 밀도=[eqn: rm {질량} over {부피} = {24```g} over {28.0```mL-20.0```mL}# `````````````````# ``````````````````= rm 3```g/mL=3``g/cm ^{3}]

14. 물질은 녹는점보다 낮은 온도에서 고체, 녹는점과 끓는점 사이의 온도에서 액체, 끓는점보다 높은 온도에서 기체 상태로 존재한다.

16. 흙탕물은 물과 흙이 고르게 섞여 있지 않으므로 용액이 아니다. 용액은 용매와 용질이 고르게 섞여 있는 균일 혼합물이다.

18. 퍼센트 농도 =[eqn: rm {용질의`````질량} over {용액의````질량} TIMES 100= {25```g} over {125```g} TIMES 100]

= 20 %

22. [eqn: 30```° rm C]에서 물 [eqn: 200``` rm g]에 고체 물질 [eqn: 130` rm ``g]이 녹을 수 있으므로 물 [eqn: 100``` rm g]에는 고체 물질 [eqn: 65` rm ``g]이 녹을 수 있다.

24. [모범 답안] 분별 깔때기에 혼합물을 넣고 가만히 놓아두면 밀도가 큰 사염화 탄소가 아래층, 밀도가 작은 물이 위층을 이룬다. 이때 분별 깔때기의 콕을 열어 사염화 탄소를 빼낸다.

32. (가)는 두 가지 원소로 이루어진 화합물이고, (나)는 두 가지 물질이 섞여 있는 혼합물이며, (다)는 기체 상태인 원소이다.

➁, ➃ (가)와 (다)는 순물질이므로 물질의 특성은 밀도와 끓는점이 일정하다.

33. 소금물은 소금과 물의 혼합물이고, 물은 수소와 산소의 화합물이며, 소금은 염소와 나트륨의 화합물이다. 수소, 산소, 염소, 나트륨은 더 이상 분해되지 않는 원소이다.

34. (가)는 가열 곡선에서 수평한 구간이 나타나므로 끓는점이 일정한 물이다. (나)는 가열 곡선에서 수평한 구간이 나타나지 않으므로 끓는점이 일정하지 않은 소금물이다.

35. ➀ 밀도는 A>B>C 순이다.

➁ A의 밀도는 [eqn: 4`` rm g/cm ^{3}]이고 C의 밀도는 [eqn: 2`` rm g/cm ^{3}]이므로 A의 밀도는 C의 밀도의 2배이다.

➂ 밀도=[eqn: {질량} over {부피}]이므로 질량이 같을 때 부피가 클수록 밀도가 작다. 따라서 질량이 같을 때 부피가 가장 큰 것은 밀도가 가장 작은 C이다.

➃ C는 물보다 밀도가 크므로 물에 가라앉는다.

➄ A는 B보다 밀도가 크므로 A가 B의 아래쪽에 놓인다.

36. [모범 답안]

(1) 공기를 가열하면 부피가 증가하여 밀도가 감소한다. 따라서 열기구 주위에 있는 공기보다 가벼워져 열기구가 뜨게 된다.

(2) 배 안에는 비어 있는 공간이 있어서 부피에 비해 질량이 작기 때문에 밀도가 작아져 바다에 떠 있을 수 있다.

37. 물질은 녹는점보다 낮은 온도에서 고체, 녹는점과 끓는점 사이의 온도에서 액체, 끓는점보다 높은 온도에서 기체 상태로 존재한다.

38. 기체의 용해도는 온도가 낮을수록, 압력이 높을수록 증가한다.

39. (1) 용해도 곡선 상의 점은 모두 포화 용액이다.

(2) 온도가 낮아지면 용해도가 감소하므로 용질이 결정으로 석출된다.

(3) 퍼센트 농도 =[eqn: rm {용질의`````질량} over {용액의````질량} TIMES 100= {150```g} over {250```g} TIMES 100]

= 60 %

40. [모범 답안] 유리컵 주위에서 흡수된 열에 의해 물의 온도가 높아지면 차가운 물에 녹아 있던 공기의 용해도가 감소하여 기체 상태로 빠져나오기 때문이다.

41. B 구간에서는 끓는점이 낮은 에탄올이 먼저 끓어 나오고, D 구간에서는 끓는점이 높은 물이 끓어 나온다.

42. [모범 답안] 소금이 섞인 얼음의 온도는 0 ℃보다 훨씬 낮다. 뷰테인과 프로페인의 혼합물을 소금이 섞인 얼음에 넣으면 끓는점이 높은 뷰테인이 액화되어 분리된다.