2016.06월 모평 화학1 19번. HCl(aq), NaOH(aq), KOH(aq)의 부피를 달리하여 혼합한 용액

2016.06월 모평 화학1 19번. HCl(aq), NaOH(aq), KOH(aq)의 부피를 달리하여 혼합한 용액

 

 

표는 HCl(aq), NaOH(aq), KOH(aq)의 부피를 달리하여 혼합한 용액 (가)~(라)에 대한 자료이다.

 

 

(라)에서 x는? [3점]

 

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아무리 복잡한 문제라도 단순화 과정을 거치면 쉽게 해결할 수 있다.

일단 어떤 가정을 토대로 문제를 해결해 보고,

그 가정이 문제를 해결하지 못하면,

새로운 가정으로 문제를 해결하는 식이다.

(대부분의 과학 이론은 이렇게 만들어졌다.)

 

일단, 산 또는 염기의 더 많은 부피가 용액의 액성을 결정한다고 가정한다.

 

 

따라서 (가) 용액은 염기성이다.

염기성이므로, H+는 존재하지 않는다.

2N은 Na+의 개수이다.

또한 2N은 혼합 전 NaOH(30 mL)의 개수이다.

 

 

(나) 용액은 산성이다.

H+와 K+의 합이 N이다.

이것만으로는 H+와 K+의 개수를 결정할 수 없다.

다음으로 넘어간다.

 

 

(다) 용액은 염기성이다.

염기성이므로, H+는 존재하지 않는다.

Na+와 K+의 합이 2.5N이다.

(가) 용액에서 NaOH 30 mL에 들어있는 Na+가 2N이므로,

K+의 개수는 0.5N이다.

또한 0.5N은 혼합 전 KOH(25 mL)의 개수이다.

 

 

이제 (나) 용액을 다시 보자.

KOH 25 mL에 들어있는 K+가 0.5N이므로,

KOH 15 mL에 들어있는 K+는 0.3N이다.

25 mL : 0.5N = 15 mL : x

x = 0.5 * 15 / 25 = 0.3N

 

따라서 H+와 K+의 합이 N이므로, H+의 개수는 0.7N이다.

그리고 KOH 0.3N에 의해 중화되어 소모된 H+ 0.3N을 더하면,

혼합 전 HCl(20 mL)의 개수는 N이다.

 

 

이제 (라) 용액을 계산해보자.

HCl 30 mL에 들어있는 H+는 3/2N

( 20 : N = 30 : x )

NaOH 10 mL에 들어있는 Na+, OH-는 2/3N

( 30 : 2N = 10 : x )

KOH 25 mL에 들어있는 K+, OH-는 0.5N (1/2N)

( 25 : 0.5N = 25 : x )

 

① H+의 개수 = (HCl의 H+) - [(NaOH의 OH-) + (KOH의 OH-)]

= 3/2N - (2/3N + 1/2N)

② Na+의 개수 = 2/3N

③ K+의 개수 = 1/2N

④ 총 양이온의 개수 = 3/2N - (2/3N + 1/2N) + 2/3N + 1/2N

= 3/2N

 

 

답: 3/2N