Ⅴ. 물질의 특성

천재교육(신) 교과서

출판사별 교과서 밀착 문제

개념 확인 문제

두 가지 이상의 순물질로 이루어진 물질은 (      )이다.

한 가지 성분으로만 이루어진 물질을 (    )이라고 하고, 여러 가지 성분이 섞여 있는 물질을 (    )이라고 한다.

일정 부피에 해당하는 물질의 질량을 (      )라고 하며, 기체의 경우 이 값은 온도가 (      )수록 커진다.

[eqn: 100]원짜리 동전 [eqn: 10]개의 질량이 [eqn: 54`rmg]이고 부피가 [eqn: 6rm`mL]일 때, [eqn: 100]원짜리 동전 1개의 밀도는 얼마인지 구하시오.

물질이 끓는 온도는 (      )이라 하며, 이 값은 외부 압력이 높을수록 (      )진다.

순물질의 경우 고체에서 액체로 변하는 온도인 (      )은 액체에서 고체로 변하는 온도인 (      )과 항상 같다.

한 물질이 다른 물질에 녹아서 고르게 섞이는 현상을 (      )라고 한다. 이때 다른 물질에 녹는 물질을 (      ), 다른 물질을 녹이는 물질을 (      )라고 한다.

일정 온도에서 어떤 용매 [eqn: 100rm`g]에 최대로 녹을 수 있는 용질의 질량을 (      )라고 하며, 이 값은 기체의 경우 온도가 (      )수록, 압력이 (      )수록 커진다.

[eqn: 20°RMC]의 물 [eqn: 50`RMg]에 소금을 최대로 녹였을 때 녹은 소금의 양이 [eqn: 18`rmg]이었다면, [eqn: 20°RMC]에서 물에 대한 소금의 용해도는 얼마인지 구하시오.

잘게 부순 암석 가루 속에서 금을 분리할 때 이용되는 물질의 특성을 쓰시오.

물과 식용유의 혼합물은 (      ) 차이를 이용하여 분리할 수 있다.

잉크가 섞인 물에서 물을 분리할 때 이용하는 혼합물의 분리 방법을 서술하시오.

물과 에탄올 혼합물은 (     ) 차이를 이용하여 분리할 수 있다.

바닷물을 증발시켜 얻은 천일염에는 여러 가지 불순물이 소량 섞여 있다. 천일염으로부터 순수한 소금 결정을 얻을 때 이용하는 혼합물의 분리 방법을 쓰시오.

온도에 따른 용해도 차이를 이용하여 혼합물을 분리 방법은 (      )이라고 한다.

그래프는 여러 가지 고체 물질의 용해도 곡선을 나타낸 것이다.

질산 칼륨과 염화 나트륨의 혼합물과 같이 온도에 따른 용해도 차이가 다른 혼합물을 분리하는 방법을 무엇이라 하는지 쓰시오.

용매에 의한 물질의 이동 속도가 서로 다른 성질을 이용한 혼합물의 분리 방법을 (      )라고 한다.

단원 마무리 문제

그림은 여러 가지 액체와 고체를 비커 속에 넣었을 때의 모습이다. 물질 A∼E를 밀도가 낮은 것부터 순서대로 쓰시오.

물질 A∼E를 밀도가 작은 것부터 순서대로 쓰시오.

열기구는 기구 속의 공기를 가열하여 공중으로 떠오르게 한 장치이다. 온도에 따른 공기의 밀도 변화로 열기구의 원리를 서술하시오.

그래프는 온도에 따른 물의 밀도 변화를 나타낸 것이다.

위 그래프를 이용하여 겨울철에 호수의 물이 바닥에서부터 얼지 않고 표면에서부터 어는 이유를 서술하시오.

주사기에 약 [eqn: 80°RMC]의 물을 넣은 후 고무마개로 끝을 막은 다음 피스톤을 잡아당겼더니 주사기 속의 물이 끓었다. 이러한 현상이 일어나는 이유를 서술하시오.

물질의 종류에 따라 녹는점이 다른 이유를 물질을 구성하는 입자 사이의 인력으로 서술하시오.

설탕은 가열하면 쉽게 녹지만 소금은 잘 녹지 않는 이유를 서술하시오.

오른쪽 그림은 [eqn: 1]기압에서 물 [eqn: 1`rmL]를 가열할 때의 온도 변화를 나타낸 것이다. 다음 상황에 해당하는 그래프를 <보기>에서 고르시오. (단, 가열하는 불의 세기는 모두 같다고 가정한다.)

(1) 물 [eqn: 1`rmL]를 압력솥으로 가열할 때의 온도 변화

(2) 높은 산에서 물 [eqn: 1`rmL]를 냄비에 넣어 가열할 때의 온도 변화

(3) [eqn: 1]기압에서 물 [eqn: 2`rmL]를 냄비에 넣어 가열할 때의 온도 변화

	<보 기>

상온([eqn: 25°RMC])에서 질소가 액체 상태로 존재하지 않는 이유는 무엇인지 서술하시오. (단, 질소의 끓는점은 [eqn: -196°RMC]이다.)

서로 잘 섞이지 않는 에탄올과 식용유의 혼합물을 분별 깔때기에 넣었을 때, 위층과 아래층의 액체는 무엇인지 쓰시오. (단, 에탄올의 밀도는 [eqn: 0.79`rmg/mL], 식용유의 밀도는 [eqn: 0.93`RMg/mL]이다.)

[27～28] 다음 표는 1기압에서 물질 A～D의 녹는점, 끓는점, 밀도를 나타낸 것이다.

물질	녹는점([eqn: °RMC])	끓는점([eqn: °RMC])	밀도([eqn: RMg/mL])
A	[eqn: -219]	[eqn: -183]	[eqn: 0.0014]
B	[eqn: -114]	[eqn: 78]	[eqn: 0.79]
C	[eqn: 0]	[eqn: 100]	[eqn: 1.0]
D	[eqn: 80]	[eqn: 218]	[eqn: 1.14]

상온([eqn: 25°RMC])에서 물질 A～D는 각각 어떤 상태로 존재하는지 쓰시오.

상온([eqn: 25°RMC])에서 B와 C의 혼합물을 분리하는 데 가장 적절한 실험 장치를 고르시오. (단, B와 C는 서로 잘 섞인다.)

①

②

③

④

⑤

[29～30] 그림은 5가지 고체 물질의 물에 대한 용해도 곡선을 나타낸 것이다.

[eqn: 60°rmC]의 물 [eqn: 100`RMg]에 [eqn: 4]가지 고체 물질을 각각 녹여서 포화 용액을 만든 후 각 포화 용액을 [eqn: 20°rmC]로 냉각할 때, 석출되는 고체의 양이 가장 많은 물질의 기호를 쓰시오.

[eqn: 80°RMC]의 물 [eqn: 100`RMg]에 물질 B [eqn: 80`RMg]과 물질 D [eqn: 30RM`g]을 모두 녹인 후 [eqn: 40°rmC]로 냉각할 때, 석출되는 물질과 그 질량을 옳게 짝지은 것은?

① [eqn: rmB,`10` rm g]	② [eqn: RMB,`15`g]	③ [eqn: rmB,`20`g]

④ [eqn: rmD,`5`g]	⑤ [eqn: rmD,`10`g]

수돗물을 소독할 때 염소 기체를 사용한다. 수돗물에 남아 있는 소량의 염소 기체를 제거하는 방법을 기체의 용해도 변화를 이용하여 서술하시오.

그림은 수원지의 물을 정수하여 각 가정에 수돗물을 공급하기까지의 과정을 나타낸 것이다.

침사지, 침전지, 여과지의 각 단계에서 이용되는 혼합물의 분리 방법을 쓰시오.

정답과 해설

Ⅴ. 물질의 특성

1. 혼합물   2. 순물질, 혼합물   3. 밀도, 낮을   4. 9 g/mL   5. 끓는점   6. 녹는점, 어는점   7. 용해, 용질, 용매   8. 용해도, 낮을, 높을   9. 36   10. 밀도   11. 밀도   12. 증류   13. 끓는점   14. 재결정   15. 분별 결정   16. 분별 결정   17. 크로마토그래피   18. A - B - C - D - E   19. 해설 참조   20. 해설 참조   21. 고무마개로 끝을 막은 주사기의 피스톤을 당기면 주사기 속 공기의 부피가 증가하면서 압력이 감소하므로 물의 끓는점이 낮아져 물이 끓는다.   22. 해설 참조   23. 설탕의 녹는점이 소금보다 낮기 때문이다.   24. (1) ㄴ (2) ㄷ (3) ㄱ   25. 질소의 끓는점은 -196 ℃이므로, 실온에서 기체 상태로 존재한다.   26. 위층 - 식용유, 아래층 - 에탄올   27. A : 기체, B : 액체, C : 액체, D : 고체   28. ⑤   29. B   30. ③   31. 물을 가열하여 염소 기체가 물에서 빠져나가도록 한다.   32. 해설 참조

19. [모범 답안] 기구 속의 공기를 가열하면 기체 분자 사이의 거리가 멀어지므로 같은 부피 안의 분자 수가 감소한다. 따라서 공기보다 밀도가 작아지므로 열기구가 뜰 수 있다.

20. [모범 답안] 물은 온도가 낮아질수록 밀도가 커지므로 표면의 온도가 낮은 물은 아래로 내려가고, 아래쪽의 온도가 높은 물은 위로 올라온다. 4 ℃일 때 물의 밀도가 가장 크므로, 표면의 물이 냉각되어 온도가 4 ℃보다 낮아지면 온도가 4 ℃인 아래쪽의 물보다 밀도가 작아서 물의 이동이 일어나지 않는다. 따라서 표면의 온도가 계속 내려가고, 0 ℃가 되면 응고하여 얼음이 된다. 얼음의 밀도는 물보다 작으므로 결국 물의 표면에서부터 얼게 된다.

21. 외부 압력이 증가하면 끓는점은 높아지고, 외부 압력이 감소하면 끓는점은 낮아진다.

22. [모범 답안] 물질을 이루는 입자 사이의 인력이 약하면 열에너지를 조금만 가해도 액체가 되므로 녹는점이 낮다. 그러나 물질을 이루는 입자 사이의 인력이 강한 물질은 액체가 되기 위해 많은 열에너지가 필요하므로 녹는점이 높다.

24. (1) 압력솥으로 물을 가열하면 외부 압력이 증가하므로 물의 끓는점이 100 ℃보다 높아진다.

(2) 높은 산에서는 압력이 낮으므로 물의 끓는점이 100 ℃보다 낮아진다.

(3) 물의 양이 많아지면 끓는점에 도달하는 데 걸리는 시간만 길어질 뿐 끓는점은 일정하다.

26. 밀도가 작은 물질은 밀도가 큰 물질 위로 뜨고, 밀도가 큰 물질은 밀도가 작은 물질 아래로 가라앉는다.

27. 물질은 녹는점보다 낮은 온도에서 고체 상태로 존재하고, 끓는점보다 높은 온도에서 기체 상태로 존재한다. 그리고 녹는점과 끓는점 사이의 온도에서는 액체 상태로 존재한다.

28. B와 C는 서로 잘 섞이는 액체 혼합물이므로 끓는점 차를 이용하여 분별 증류 장치로 분리할 수 있다.

29. 온도에 따른 기울기 변화가 가장 큰 B가 가장 많이 석출된다.

30. 40 ℃에서 B의 용해도가 60이므로 혼합물 수용액의 온도를 40 ℃로 냉각하면 B가 20 g 석출된다.

31. 수돗물에 남아 있는 염소 기체를 제거하기 위해서는 물에 대한 염소 기체의 용해도가 작아져야 하므로 온도를 높이거나, 압력을 낮게 변화시켜야 한다. 그러나 기체의 압력은 변화시키기 어려우므로, 물을 가열하여 염고 기체가 물에서 빠져나가도록 한다.

32. [모범 답안] (가)의 침사지에서는 물속의 흙, 모래 같은 이물질을 가라앉히고, 떠 있는 이물질은 건져서 제거한다. (나)의 침전지에서는 엉겨 붙어 커진 이물질 덩어리를 가라앉힌다. (다)의 여과지에서는 침전지에서 가라앉지 않은 이물질들을 모래, 자갈, 숲 등에 통과시켜 제거한다. 침사지와 침전지에서는 밀도 차이를 이용한 혼합물의 분리 방법을 이용하고, 여과지에서는 흡착을 이용하여 이물질을 분리한다.