화학1 중화 N제 하나 풀고가세요
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다음 실험은 0.4M HCl, yM NaOH, zM Ca(OH)2 를 섞는 실험이다. z÷y의 값은?
_______________________________________________
(가)는 HCl 10ml가 담긴 상태이다.
(나)에서 (가)에 NaOH를 총 20ml 넣는다.
(라)에서 (다)에 Ca(OH)2를 총 30ml 넣는다.
(나)와 (라) 의 각각의 특정 시점들을 t1, t2 라고 할 때,
*음이온의 총수(상댓값)의 값의 비율은 t1:t2=4:5 였다.
*(다)에서 t2로 갈 때의 음이온 개수의 변화량은 t2에서 (마)로 갈 때의 음이온 개수 변화량의 0.5배 였고, t2에서의 용액의 총 부피는 (다)에서 용액의 총 부피의 3/2 배이다.
[해설]
① 초기 상태 정리
HCl 0.4 M 10 mL → Cl⁻ = 4 mmol
(다)의 총 부피 = 10 + 20 = 30 mL
t₂의 부피 = (다)의 \frac{3}{2}배 → 45 mL
⇒ (다) → t₂ : Ca(OH)₂ 15 mL 첨가
⇒ t₂ → (마) : Ca(OH)₂ 15 mL 첨가
---
② 음이온 해석
용액 내 음이온 종류: Cl⁻, OH⁻
- 산성: Cl⁻만 존재 → 음이온 수 = 4 mmol
- 염기성: Cl⁻ + 남은 OH⁻ → 음이온 수 증가
---
③ t₁, t₂에서 음이온 수
t₁은 (나) 과정 중 → 아직 산성
⇒ 음이온 수 = 4
주어진 비율:
t₁ : t₂ = 4 : 5
⇒ t₂에서 음이온 수 = 5
---
④ 변화량으로 액성 판단
(다) → t₂ 변화량
ΔN₁ = 5 - 4 = 1
조건: ΔN₁ = 0.5 × ΔN₂
⇒ ΔN₂ = 2
⇒ (마)에서 음이온 수 = 5 + 2 = 7
※ 변화량이 다른 이유 → (다)는 산성, t₂ 이후는 염기성
---
⑤ 식 세우기
t₂에서 (염기성)
총 OH⁻ = 음이온 수
⇒ 20y + 30z = 5 … (1)
(마)에서 (염기성)
⇒ 20y + 60z = 7 … (2)
---
⑥ 연립방정식
(2) - (1):
30z = 2
⇒ z = 1/15
(1)에 대입:
20y + 2 = 5
⇒ y = 3/20
---
⑦ 최종값
z / y = (1/15) ÷ (3/20) = 4/9
[정답] ④ 4/9
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