Ⅴ. 물질의 특성

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출판사별 교과서 밀착 문제

개념 확인 문제

다음 물질 중 순물질을 모두 고르시오.

식초   철   탄산음료   드라이아이스  수소   암석

한 가지 성분만으로 이루어진 물질을 (      )(이)라고 한다.

성분 물질이 고르게 섞여 있으면 (       ) 혼합물이고, 성분 물질이 고르지 않게 섞여 있으면 (       ) 혼합물이다.

냄새, 맛, 촉감 등과 같이 사람의 감각 기관을 이용하여 알아낼 수 있는 물질의 성질을 무엇이라고 하는가?

다음 중 겉보기 성질에 해당하는 것을 모두 고르시오.

끓는점   어는점   색깔   냄새   질량   맛

표는 세 가지 물질의 녹는점을 나타낸 것이다.

구분	구리	알루미늄	얼음
녹는점([eqn: °rmC])	1,083	660	0

(1) 입자 사이의 인력이 가장 큰 물질을 고르시오.

(2) [eqn: -5````° rm C]에서 같은 질량의 물질을 같은 세기의 불꽃으로 가열할 때, 가장 먼저 녹는 물질을 고르시오.

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

(1) 물질의 종류가 다르면 끓는점이 다르다. -----(    )

(2) 물질의 양이 많아지면 끓는점은 높아진다. ---(    )

(3) 압력이 낮아지면 끓는점이 낮아진다. --------(    )

(4) 물을 항상 [eqn: 100```° rm C]에서 끓는다. -------------(    )

표는 세 가지 물질의 끓는점을 나타낸 것이다. 분자 사이의 인력이 작은 순서대로 쓰시오.

구분	아세트산	물	메탄올
끓는점([eqn: °rmC])	118	100	65

질량이 [eqn: 48` rm g]이고 부피가 [eqn: 6` rm cm ^{3}]인 고체 물질의 밀도를 구하시오.

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

(1) 밀도는 물질의 양에 관계없이 일정하다. ------(    )

(2) 물 [eqn: 100``` rm `g]은 물 [eqn: 200```` rm g]보다 밀도가 작다.--------(    )

(3) 두 물질의 부피가 같을 때 질량이 클수록 밀도가 크다. ----------------------------------------------(    )

(4) 두 물질의 질량이 같을 때 부피가 작을수록 밀도가 작다. -------------------------------------------(    )

(5) 기체의 밀도는 온도와 압력의 영향을 많이 받는다. ----------------------------------------------(    )

식용유의 밀도가 [eqn: 0.93`rmg/cm ^{3}]일 때 식용유 [eqn: 100`rmmL]의 질량을 구하시오.

같은 종류의 동전 [eqn: 5]개의 질량을 측정했더니 [eqn: 100` rm g]이었고, 부피를 측정했더니 [eqn: 10` rm cm ^{3}]이었다. 동전 [eqn: 5]개의 밀도와 [eqn: 1]개의 밀도를 각각 구하시오.

설탕물을 만들 때 설탕은 (       ), 물은 (       )이고, 설탕물은 (       )이다.

물 [eqn: 100RM`g]과 에탄올 [eqn: 50` rm g]을 혼합할 때 용매는 (       )이고, 용질은 (       )이다.

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

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

(1) 온도가 같을 때 용해도는 용질의 종류에 관계없이 일정하다. ---------------------------------------(    )

(2) 불포화 용액에는 용질을 더 녹일 수 있다. -----(    )

(3) 포화 용액의 퍼센트 농도는 [eqn: 100```%]이다. -------(    )

(4) 기체의 용해도는 온도가 낮을수록 증가한다. ---(    )

(5) 기체의 용해도는 압력의 영향을 받지 않는다. --(    )

그림은 어떤 고체 물질의 용해도 곡선이다. 다음 물음에 답하시오.

(1) [eqn: 60``° rm C]에서 이 물질의 용해도를 구하시오.

(2) A와 B는 (    ) 용액이고, C는 (    ) 용액이다.

그래프는 어떤 고체 물질의 용해도 곡선이다. 다음 물음에 답하시오.

(1) A～D 중 포화 용액인 지점을 모두 고르시오.

(2) 물 100 g에 고체 물질을 녹여 D점 용액을 만들었을 때 D점 용액에 더 녹을 수 있는 고체의 질량을 구하시오.

서로 잘 섞이는 액체 혼합물을 끓는점 차이를 이용하여 분리하는 방법을 (       )라고 한다.

그래프는 물과 에탄올 혼합물의 가열 곡선이다. 에탄올과 물이 분리되어 나오는 구간을 각각 쓰시오.

분별 증류탑에서 원유를 분리할 때 끓는점이 ( 낮, 높 )은 물질일수록 증류탑의 위쪽에서 분리된다.

물과 식용유와 같이 서로 잘 섞이지 않는 혼합물을 분리할 때 이용하는 물질의 특성은 ( 끓는점, 밀도 )이다.

속이 찬 볍씨와 쭉정이를 소금물에 넣으면 밀도가 ( 작은, 큰 ) 쭉정이가 소금물 위에 떠서 분리된다.

에테르는 물보다 밀도가 작고 물과 섞이지 않는다. 에테르와 물의 혼합물을 분리하는 데 이용하는 실험 기구를 쓰시오.

그림은 액체 C에 고체 A와 B를 넣었을 때 분리된 모습이다. A～C의 밀도를 부등호로 비교하시오.

소금과 모래의 혼합물을 물에 녹인 후 거름종이로 분리할 때 이용하는 물질의 특성은 ( 용해도, 밀도 )이다.

온도에 따른 용해도 차이가 큰 물질과 작은 물질의 혼합물을 분리할 때 이용하는 방법은 ( 분별 증류, 분별 결정 )이다.

다음과 같은 혼합물의 분리 방법에서 공통적으로 이용하는 물질의 특성을 쓰시오.

거름      분별 결정     재결정

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

(1) 물질의 밀도 차이를 이용하여 분리하는 방법이다. ----------------------------------------------(    )

(2) 물질의 양이 적어도 이용할 수 있다. ----------(    )

(3) 성분 물질이 복잡하면 이용할 수 없다. --------(    )

다음과 같은 혼합물을 분리할 때 이용하는 혼합물의 분리 방법을 쓰시오.

사인펜 잉크의 색소       꽃잎의 색소

단원 마무리 문제

다음 (가)～(다)에 알맞은 말을 쓰시오.

물질을 구별할 수 있는 특성을 보기에서 모두 고르시오.

	<보 기>
㉠ 농도 ㉡ 질량 ㉢ 부피 ㉣ 밀도 ㉤ 끓는점 ㉥ 용해도

우리 주변의 물질을 다음과 같이 분류하였다.

(가)	(나)
식초, 설탕, 탄산음료	물, 에탄올, 아세트산

이에 대한 설명으로 옳은 것은?

① (가)는 각각 한 가지 성분으로 이루어진다.

② (나)는 성분 물질이 고르게 섞인 혼합물이다.

③ (가)는 끓는점이 각각 일정하다.

④ (나)의 가열 곡선에는 수평한 부분이 나타난다.

⑤ (나)는 각 성분 물질이 성질을 그대로 지닌 채 섞여 있다.

그래프는 순수한 액체 A∼D를 같은 조건으로 가열하면서 온도를 측정한 결과이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 끓는점이 가장 낮은 것은 B와 D이다.

② B와 D는 같은 물질이다.

③ D는 B보다 양이 많다.

④ C와 D는 다른 물질이다.

⑤ 분자 사이의 인력이 가장 큰 물질은 A이다.

뜨거운 물을 감압 용기에 넣고 펌프로 공기를 빼내면 물이 갑자기 끓기 시작한다. 이와 같은 원리로 설명할 수 있는 현상은?

① 더운 여름에 마당에 물을 뿌린다.

② 풍선이 하늘 높이 올라가면 터진다.

③ 탄산음료의 뚜껑을 열면 하얀 거품이 생긴다.

④ 높은 산에서 밥을 지으면 쌀이 설익는다.

⑤ 눈이 내린 도로에 염화 칼슘을 뿌린다.

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?

그래프는 얼음 [eqn: 100` rm `g]을 일정한 세기의 불꽃으로 가열했을 때 온도 변화를 나타낸 것이다.

(1) 얼음 [eqn: 50``` rm g]으로 실험할 때 온도 (가), (나)가 어떻게 변하는지 쓰고, 그 이유를 서술하시오.

(2) 외부 압력이 낮아지면 온도 (가)는 어떻게 변하는지 쓰고, 그 이유를 서술하시오.

물 [eqn: 90`` rm `g]에 설탕 [eqn: 10` rm ``g]을 녹여 설탕물을 만들었다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 물은 용매이고, 설탕은 용질이다.

② 설탕물의 질량은 [eqn: 100``` rm g]이다.

③ 오랫동안 놓아두면 설탕이 가라앉는다.

④ 설탕물의 설탕은 거름종이로 거를 수 없다.

⑤ 설탕물의 퍼센트 농도는 [eqn: 10```%]이다.

용해도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 용해도는 용매의 온도에 따라 달라진다.

② 용해도는 용질과 용매의 종류에 따라 달라진다.

③ 물질을 구별할 수 있는 물질의 특성이다.

④ 고체의 용해도는 압력에 영향을 거의 받지 않는다.

⑤ 용액 [eqn: 100``` rm g] 중에 녹아 있는 용질의 질량을 나타낸 값이다.

시험관에 사이다를 넣고 그림과 같이 장치하였다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 기포가 많이 발생할수록 기체의 용해도가 작다.

② 기포가 가장 많이 발생하는 것은 E이다.

③ D의 마개를 빼면 기포가 더 적게 발생한다.

④ 기체의 용해도가 가장 큰 것은 B이다.

⑤ A를 [eqn: 50```° rm C]의 물이 들어 있는 비커로 옮기면 기포가 더 많이 발생한다.

그래프는 물과 에탄올 혼합물의 가열 곡선이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① A 구간에서 물과 에탄올은 액체 상태이다.

② B 구간에서는 주로 에탄올이 끓어 나온다.

③ B 구간에서 분리되는 액체는 푸른색 염화 코발트 종이를 붉게 변화시킨다.

④ D 구간에서는 물이 끓어 나온다.

⑤ 물과 에탄올의 혼합물은 끓는점 차이를 이용하여 분리한다.

그림과 같은 장치를 이용하여 분리할 수 있는 혼합물을 모두 고르면?(2개)

① 에탄올과 메탄올

② 모래와 나프탈렌

③ 간장과 참기름

④ 붕산과 염화 나트륨

⑤ 물과 식용유

분필이 섞인 소금을 분리하기에 가장 적합한 실험 장치를 보기에서 고르시오.

	<보 기>
㉠ ㉡ ㉢ ㉣

(가)∼(다)에서 혼합물을 분리할 때 이용되는 물질의 특성을 각각 쓰시오.

(가) 에테르를 이용하여 콩에서 콩기름을 분리한다.

(나) 모래가 섞인 사금을 흐르는 물에 씻어서 사금을 분리한다.

(다) 원유를 가열하여 증류탑에서 휘발유, 등유, 경유, 중유 등을 얻는다.

다음 글에서 사용되는 혼합물의 분리 방법에 대해 서술하시오.

운동선수들이 금지된 약물을 복용했는지 알아보기 위해 혈액이나 소변 검사를 하는데, 이 방법으로는 극히 적은 양의 성분도 분석할 수 있다.

정답과 해설

Ⅴ. 물질의 특성

1. 철, 드라이아이스, 수소    2. 순물질   3. 균일, 불균일   4. 겉보기 성질	5. 색깔, 냄새, 맛    6. (1) 구리 (2) 얼음   7. (1) ○ (2) × (3) ○ (4) ×    8. 메탄올, 물, 아세트산     9. [eqn: 8` rm g/cm ^{3}]    10. (1) ○ (2) × (3) ○ (4) ×  (5) ○    11. [eqn: 93` rm g]    12. 동전 5개의 밀도 : [eqn: 10` rm g/cm ^{3}], 동전 1개의 밀도 : [eqn: 10` rm g/cm ^{3}]    13. 용질, 용매, 용액    14. 물, 에탄올    15. 20 %    16. (1) × (2) ○ (3) × (4) ○  (5) ×     17. (1) 120 (2) 포화, 불포화    18. (1) B, C  (2) 50 g    19. 분별 증류    20. 에탄올 : B, 물 : D    21. 낮    22. 밀도    23. 작은    24. 분별 깔때기   25. A<C<B     26. 용해도    27. 분별 결정    28. 용해도    29. (1) × (2) ○ (3) ×     30. 크로마토그래피    31. (가) 순물질, (나) 균일 혼합물, (다) 불균일 혼합물    32. ㉣, ㉤, ㉥     33. ➃    34. ➂    35. ➃    36. [eqn: 3`` rm g/cm ^{3}]    37. 해설 참조    38. ➂    39. ➄    40. ➂    41. ➂    42. ➂, ➄    43. ㉡    44. (가) 용해도, (나) 밀도, (다) 끓는점    45. 해설 참조

6. (1) 녹는점이 높은 물질일수록 입자 사이의 인력이 크다.

(2) 고체를 가열하면 녹는점이 가장 낮은 물질이 먼저 녹는다.

7. (1), (2) 끓는점은 물질의 종류에 따라 다르며, 같은 물질인 경우 물질의 양에 관계없이 일정하다.

(3), (4) 외부 압력이 낮아지면 끓는점이 낮아지고, 외부 압력이 높아지면 끓는점이 높아진다. 따라서 물은 1기압에서는 [eqn: 100```° rm C]에서 끓지만, 기압이 달라지면 끓는점이 변한다.

8. 분자 사이의 인력이 작을수록 끓는점이 낮다.

10. (1), (2) 밀도는 물질의 양에 관계없이 일정하므로 물 100 g과 물 200 g은 밀도가 같다.

(3), (4) 밀도=[eqn: {질량} over {부피}]이므로 두 물질의 부피가 같을 때 질량이 클수록 밀도가 크고, 두 물질의 질량이 같을 때 부피가 작을수록 밀도가 크다.

(5) 기체의 부피는 온도와 압력의 영향을 많이 받으므로 기체의 밀도도 온도와 압력의 영향을 많이 받는다.

11. 밀도=[eqn: {질량} over {부피}]이므로

질량=밀도×부피=[eqn: 0.93`rmg/cm ^{3}]×[eqn: 100`rmmL]=[eqn: 93` rm g]

12. 동전 1개의 질량은 [eqn: 20` rm g]이고, 부피는 [eqn: 2` rm cm ^{3}]이므로 밀도=[eqn: {질량} over {부피}]=[eqn: 10` rm g/cm ^{3}]이다. 밀도는 양에 관계없이 일정하므로 동전 5개의 밀도도 [eqn: 10` rm g/cm ^{3}]이다.

14. 같은 상태의 물질이 섞인 경우 양이 많은 것이 용매가 된다.

15. 퍼센트 농도=[eqn: rm {용질의`````질량} over {용액의````질량} TIMES 100= {25```g} over {125```g} TIMES 100]=20 %

16. (3) 퍼센트 농도가 [eqn: 100```%]인 용액은 존재하지 않는다.

(4), (5) 기체의 용해도는 온도가 낮을수록, 압력이 높을수록 증가한다.

18. (1) 용해도 곡선 상의 모든 점은 포화 용액이고, 용해도 곡선 아래의 점은 불포화 용액이다.

20. 물과 에탄올 혼합물을 가열하면 끓는점이 낮은 에탄올이 먼저 끓어 나오고, 끓는점이 높은 물이 나중에 끓어 나온다.

21. 가열한 원유 증기를 증류탑에 넣으면 끓는점이 낮은 물질은 기체가 되어 위로 올라가고, 끓는점이 높은 물질은 중간에 액체로 된다.

25. 밀도가 큰 물질은 아래로 가라앉고, 밀도가 작은 물질은 위로 뜬다.

33. (가)는 균일 혼합물이고, (나)는 순물질이므로 (가)는 끓는점이 일정하지 않고, (나)는 끓는점이 일정하다.

34. 끓는점은 B=D<C<A 순이다. B와 D는 끓는점이 같으므로 같은 물질이며, D가 B보다 빨리 끓으므로 D는 B보다 양이 적다. 분자 사이의 인력이 가장 큰 물질은 끓는점이 가장 높은 A이다.

35. 감압 용기의 공기를 빼내면 감압 용기 속 압력이 줄어들어 물의 끓는점이 낮아지므로 100 ℃보다 낮은 온도에서 물이 끓는다.

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

37. [모범 답안]

(1) 변하지 않는다. 녹는점과 끓는점은 물질의 양에 관계없이 일정하기 때문이다.

(2) 온도 (가)는 낮아진다. 외부 압력이 낮아지면 끓는점이 낮아지기 때문이다.

38. 설탕물은 균일 혼합물이며, 오랫동안 놓아두어도 설탕이 가라앉지 않는다.

39. 용해도는 용매 [eqn: 100``` rm g]에 최대로 녹을 수 있는 용질의 질량을 나타낸 값이다.

40. ➁, ➃ 온도가 낮을수록, 압력이 높을수록 기체의 용해도가 크므로 기체의 용해도가 가장 큰 것은 B이고, 기체의 용해도가 가장 작은 것은 E이다.

➂ D의 마개를 빼면 압력이 낮아지므로 기포가 더 많이 발생한다.

➄ A를 [eqn: 50```° rm C]의 물이 들어 있는 비커로 옮기면 온도가 높아지므로 기포가 더 많이 발생한다.

41. ➂ B 구간에서는 끓는점이 낮은 에탄올이 먼저 분리된다. 푸른색 염화 코발트 종이를 붉게 변화시키는 것은 물이며, 물은 D 구간에서 분리된다.

43. 분필은 물에 녹지 않고 소금은 물에 녹으므로 혼합물을 물에 녹여 거른다.

44. (가) 콩 속의 지방 성분을 에테르에 녹여 분리하므로 용해도를 이용한다.

(나) 모래가 섞인 사금을 흐르는 물에 씻으면 밀도가 작은 모래는 씻겨 나가고 밀도가 큰 사금이 남는다.

(다) 원유를 가열하여 증류탑에 넣으면 끓는점 차이에 따라 분리된다.

45. [모범 답안] 혼합물의 성분 물질이 복잡하고 양이 적은 경우에도 사용할 수 있는 크로마토그래피를 이용하여 분리할 수 있다.