2016.09월 모평 화학1 18번. HCl(aq), NaOH(aq), KOH(aq)의 부피를 달리하여 혼합한 용액

2016.09월 모평 화학1 18번. HCl(aq), NaOH(aq), KOH(aq)의 부피를 달리하여 혼합한 용액

 

 

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

 

 

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

(단, 혼합 용액의 부피는 혼합 전 각 용액의 부피의 합과 같다.) [3점]

 

<보기>

ㄱ. 단위 부피당 이온 수는 HCl(aq)이 KOH(aq)보다 크다.

ㄴ. (가)에 NaOH(aq) 4 mL를 혼합한 용액은 중성이다.

ㄷ. (가)와 (나)를 혼합한 용액은 중성이다.

 

① ㄴ    ② ㄷ    ③ ㄱ, ㄴ    ④ ㄱ, ㄷ    ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

 

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혼합 용액의 전체 이온 수는 혼합 용액이

① 산성이면 혼합 전 HCl(aq)의 전체 이온의 몰수,

② 염기성이면 혼합 전 염기 수용액의 전체 이온의 몰수와 같다.

 

HCl 10개 + NaOH 5개 → HCl 5개 + NaCl 5개 + H2O 5개

HCl 5개 + NaOH 10개 → NaOH 5개 + NaCl 5개 + H2O 5개

 

 

혼합 후 용액에 들어있는 총 이온 수를 계산하면 다음과 같다.

총 부피(mL) × 단위 부피당 이온 수 = 총 이온 수

(가) 용액: 20 × 3N = 60N

(나) 용액: 20 × 5N = 100N

(다) 용액: 30 × 4N = 120N

 

 

혼합 전 각 용액에 들어있는 총 이온 수를 계산하면 다음과 같다.

 

“(가)에 NaOH(aq) 4 mL를 혼합한 용액은 중성이다.”의 지문으로부터,

일단 (가) 용액을 산성이라 가정하면,

HCl(aq)에 들어있는 총 이온 수는 60N이다.

 

“(가)와 (나)를 혼합한 용액은 중성이다.”의 지문으로부터,

(가) 용액이 산성이면, (나) 용액은 염기성이므로,

NaOH(aq)에 들어있는 총 이온 수는 100N이다.

 

(다) 용액의 총 이온 수가 120N이므로,

KOH(aq)에 들어있는 총 이온 수는 20N이다.

( (나) 용액이 염기성이므로, (다) 용액도 염기성이다. )

 

 

ㄱ. 단위 부피당 이온 수는

HCl(aq) = 60N / 10 mL = 6N

KOH(aq) = 20N / 10 mL = 2N

이므로, HCl(aq)이 KOH(aq)보다 크다.

 

 

ㄴ. (가)에서 H+ 30N과 OH- 10N이 반응하므로, 남아있는 H+는 20N.

NaOH(aq) 10 mL에 들어있는 OH-는 50N이므로,

NaOH(aq) 4 mL에 들어있는 OH-는 20N.

10 mL : 50N = 4 mL : x

x = 50 * 4 / 10 = 20N

 

H+ 20N과 OH- 20N이 반응하므로, 용액은 중성이다.

 

 

ㄷ. (가)에서 H+ 30N과 OH- 10N이 반응하므로, 남아있는 H+는 20N.

(나)에서 H+ 30N과 OH- 50N이 반응하므로, 남아있는 OH-는 20N.

H+ 20N과 OH- 20N이 반응하므로, 용액은 중성이다.

 

 

정답: ⑤