Ⅰ. 물질의 구성

지학사 교과서

출판사별 교과서 밀착 문제

개념 확인 문제

엠페도클레스의 4원소설을 수정하고 보완한 학자는 (          )이다.

라부아지에는 실험을 통해 더 이상 분해할 수 없는 물질을 무엇이라고 정의하였는가?

물질을 이루는 가장 기본적인 성분은 무엇인가?

물은 수소와 (      )로 이루어져 있다.

물을 이루고 있는 원소의 종류를 쓰시오.

공기를 구성하는 원소 중 가장 많은 부피를 차지하는 것은 무엇인가?

금속 원소와 비금속 원소 중 전기와 열을 잘 통하고 힘을 가하면 얇게 펴지는 성질을 가진 것은 무엇인가?

염소, 칼슘, 나트륨의 원소 기호를 쓰시오.

칼륨의 원소 기호를 쓰고, 칼륨과 같은 금속 원소를 확인하는 방법을 설명하시오.

탄소의 원소 기호와 [eqn: rm Cl]의 원소 이름을 쓰시오.

물질 속에 포함된 금속 원소를 확인하는 방법에는 스펙트럼과 (        )이/가 있다.

돌턴은 더 이상 쪼갤 수 없는 가장 작은 입자를 (        ) 라고 하였다.

원자를 구성하고 있는 입자 두 가지는 무엇인가?

원자의 중심에는 (      )이/가 있고, 그 주위를 (        )이/가 움직이고 있다.

원소와 원자의 정의를 비교하여 설명하시오.

원자가 전자를 얻거나 잃어서 만들어지는 것을 (      )(이)라고 한다.

원자가 전자를 얻으면 (        )이/가 형성되고, 전자를 잃으면 (        )이/가 형성된다.

칼륨 이온을 이온식으로 나타내고, [eqn: rm Br^-]의 이온 이름을 쓰시오.

나트륨 원자의 총 전하와 나트륨 이온의 총 전하를 쓰시오.

[eqn: rm Ca^2+]은 [eqn: rm Ca]이 전자를 2개 잃어서 형성된 것이며, 이름은 (        )이다.

산화 이온을 이온식으로 나타내시오.

원자 번호가 11인 나트륨([eqn: rmNa]) 원자가 전자 1개를 잃어 양이온이 된 [eqn: rm Na^+]의 모형을 나타내시오. (단, 나트륨 원자핵의 전하량은 +11이다.)

양이온과 음이온의 정의를 쓰시오..

칼슘([eqn: rm Ca])이 전자 2개를 잃어 양이온이 되었을 때의 이온식을 나타내시오.

아이오딘화 납은 노란색 앙금이다. 아이오딘화 납 속에 포함된 이온은 (         ) 이온과 (        ) 이온이다.

나트륨 이온과 염화 이온이 결합하면 (        )이/가 생성되며, 이 화합물의 화학식은 (        )이다.

황산 나트륨 수용액과 염화 칼슘 수용액을 섞었을 때 생성되는 앙금의 화학식과 이로부터 확인할 수 있는 이온의 종류를 쓰시오.

염화 나트륨 수용액에 질산 은 수용액을 떨어뜨리면 흰색 앙금인 (        )이/가 생성되고, 이를 통해 확인할 수 있는 양이온과 음이온을 쓰시오.

사람의 혈액이나 조직액 속에 공통적으로 많이 포함되어 있는 이온 두 가지를 쓰시오.

바닷물 속에 가장 많이 들어 있는 이온은 (        )이다.

(        )은/는 혈액 속 헤모글로빈의 구성 성분이며, 폐에서 산소와 결합했다가 각 조직으로 산소를 공급하여 생명 활동에 도움을 준다.

단원 마무리 문제

여러 학자들이 주장한 물질관에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 탈레스는 모든 물질의 근원을 공기라고 생각하였다.

② 아리스토텔레스는 4원소설이 옳지 않음을 실험으로 증명하였다.

③ 엠페도클레스는 물이 모든 물질의 근원이 된다고 주장하였다.

④ 라부아지에는 네 가지 성질이 조화를 이루어 4원소가 서로 변환된다고 주장하였다.

⑤ 데모크리토스는 모든 물질을 계속 쪼개어 나가면 더 이상 쪼갤 수 없는 입자가 남는다고 주장하였다.

원소에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 있는 대로 고르시오.

	<보 기>
ㄱ. 화학적인 방법으로 더 이상 분해되지 않는다. ㄴ. 공기 속 성분 중 하나인 이산화 탄소는 원소이다. ㄷ. 구리와 철은 한 가지 종류의 원소로 이루어져 있다. ㄹ. 현재까지 알려진 원소는 모두 인공적으로 만들어진 것이다.

다음에서 설명하는 원소의 이름과 원소 기호를 옳게 짝지은 것은?

대기의 약 21 %를 차지하고 있다. 물질이 연소할 때 꼭 필요하며, 금속이 공기 중에서 녹스는 것은 이것 때문이다.

① 질소 - [eqn: rm N]               ② 헬륨 - [eqn: rm He]

③ 산소 - [eqn: rm O]               ④ 플루오린 - [eqn: rm F]

⑤ 수소 - [eqn: rm H]

원소 기호에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 원소 기호는 항상 대문자로 나타낸다.

② 원소 기호는 항상 두 글자로 나타낸다.

③ 모든 원소 기호는 그리스 어에서 시작되었다.

④ 현재는 돌턴이 제안한 원소 기호를 사용하고 있다.

⑤ 두 글자로 된 원소에서 첫 글자를 대문자로 쓰고, 두 번째 글자는 소문자로 나타낸다.

불꽃 반응 실험을 했을 때 같은 불꽃색을 나타내는 물질 을 모두 고르면?(2개)

① 염화 구리             ② 염화 칼륨

③ 질산 구리             ④ 질산 나트륨

⑤ 질산 스트론튬

다음에서 설명하고 있는 것은 무엇인지 쓰시오.

⦁영국의 과학자 돌턴은 더 이상 쪼개지지 않는 가장 작은 입자라고 하였다.

⦁원자핵과 전자로 이루어져 있다.

돌턴의 원자설에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 원자가 쪼개지지 않음을 실험으로 알아내었다.

② 원자 2개가 결합하여 새로운 원자가 생성되기도 한다.

③ 화학 반응에서 원자는 없어지거나 새로 생겨나지 않는다.

④ 화학 반응에서 한 원자는 다른 종류의 원자로 바뀔 수 있다.

⑤ 같은 원소의 원자라도 크기, 모양, 질량이 항상 같은 것은 아니다.

(가)와 (나)는 이온이 형성되는 과정을 모형으로 나타낸 것이다.

(가)

(나)

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 있는 대로 고르시오.

	<보 기>
ㄱ. (가)에서 형성된 이온은 ([eqn: +]) 전하를 띠고 있다. ㄴ. (나)에서 형성된 이온에 전류를 흘려주면 ([eqn: -])극으로 이동한다. ㄷ. (가)에서 형성된 이온과 (나)에서 형성된 이온은 서로 인력이 작용한다. ㄹ. (가)에서 형성된 이온은 음이온이고, (나)에서 형성된 이온은 양이온이다.

금속 원소의 원자들은 양이온이 되려는 경향이 있고, 비금속 원소의 원자들은 음이온이 되려는 경향이 있다. 리튬 원자와 산소 원자가 이온으로 되었을 때 예상되는 이온의 모형을 그려 보고, 이온식을 쓰시오.

리튬                      산소

수용액 중의 이온과 이온의 이름을 잘못 짝지은 것은?

① [eqn: rmK^2+] - 칼륨 이온

② [eqn: rm Cl^-] - 염화 이온

③ [eqn: rmNa^+] - 나트륨 이온

④ [eqn: rmCO_3^2-] - 탄산 이온

⑤ [eqn: rmNH_4^+] - 암모늄 이온

다음은 몇 가지 물질의 수용액을 혼합하여 앙금 생성 여부를 조사한 실험 결과이다.

[결과1] [eqn: rm AX] 수용액에 [eqn: rmBY_2]수용액을 섞었더니 흰색 앙금이 생성되었다.

[결과2] [eqn: rm AZ] 수용액에 [eqn: rmBY_2]수용액을 섞었더니 노란색 앙금이 생성되었다.

[결과3] [eqn: rm AX] 수용액에 [eqn: rmCY]수용액을 섞었더니 아무 변화도 일어나지 않았다.

위 실험 결과로 알 수 있는 흰색 앙금과 노란색 앙금의 화학식을 각각 쓰시오.

이온의 존재와 이용에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 바닷물에는 여러 가지 종류의 이온이 존재한다.

② 사람의 혈액에는 이온이 존재하지 않는다.

③ 이온 음료는 우리 몸속의 이온과 성분이 비슷하다.

④ 사람의 몸속에도 이온이 들어 있으므로 전류가 흐를 수 있다.

⑤ 채소나 해초에 들어 있는 이온을 음식물로 섭취하기도 한다.

밤하늘을 수놓는 불꽃놀이에서 눈부신 흰색 광채 및 빨간색, 황록색, 청록색의 불빛은 어떤 원소를 포함한 물질 때문인지 설명하시오.

그림(가)~(라)는 돌턴의 원자설을 모형으로 나타낸 것이다.

현대 원자설과 비교하여 수정되어야 할 원자설을 골라 기호를 쓰고, 수정 사항을 설명하시오.

(가)

(나)

(다)

(라)

그림은 금속 원소 리튬([eqn: rm Li])과 비금속 원소 플루오린([eqn: rm F])이 이온이 된 상태를 모형으로 나타낸 것이다.

리튬 이온                 플루오린화 이온

(1) 이온식을 쓰고, 각각 이온이 형성된 과정을 설명하시오.

(2) 리튬 이온과 플루오린화 이온이 만나 형성되는 화합물의 화학식과 이름을 쓰시오.

정답과 해설

Ⅰ. 물질의 구성

1. 아리스토텔레스   2. 원소   3. 원소   4. 산소   5. 수소, 산소   6. 질소   7. 금속 원소   8. [eqn: rm Cl], [eqn: rm Ca], [eqn: rm Na]   9. [eqn: rm K], 불꽃 반응을 시켜 불꽃색을 관찰한다.  10. [eqn: rm C], 염소   11. 불꽃 반응   12. 원자   13. 원자핵, 전자   14. 원자핵, 전자  15. 원소는 물질의 성질을 나타내는 기본 성분이고, 원자는 물질을 구성하는 입자이다.    16. 이온   17. 음이온, 양이온   18. [eqn: rm K^+], 브로민 이온  19. 0, +1   20. 칼슘 이온  21. [eqn: rm O^2-]  22. 해설 참조   23. 양이온은 원자가 전자를 잃어서 (+)전하를 띠고 있는 입자이다. 음이온은 원자가 전자를 얻어서 (-)전하를 띠고 있는 입자이다.    24. [eqn: rm Ca^2+]   25. 아이오딘화 이온([eqn: rm I^-])과 납 이온([eqn: rm Pb^2+])    26. 염화 나트륨, [eqn: rm NaCl]   27. 황산 칼슘([eqn: rm CaSO_4]), 칼슘 이온([eqn: rm Ca^2+]), 황산 이온([eqn: rm SO_{4}^2-])   28. 염화 은([eqn: rm AgCl]), 양이온 : [eqn: rm Ag^+], 음이온 : [eqn: rm Cl^-]   29. 염화 이온([eqn: rm Cl^-]), 나트륨 이온([eqn: rm Na^+])   30. 염화 이온([eqn: rm Cl^-])   31. 철 이온([eqn: rm Fe^2+])   32. ⑤  33. ㄱ, ㄷ  34. ③  35. ⑤  36. ①, ③  37. 원자   38. ③  39. ㄱ, ㄷ  40. 해설 참조, [eqn: rm K^+], [eqn: rm O^2-]  41. ①   42. 흰색 앙금 : [eqn: rm BX_2], 노란색 앙금 : [eqn: rm BZ_2]   43. ②   44. 해설 참조  45. (가)와 (나), (가) : 원자는 원자핵과 전자로 나뉘며, 핵분열에 의해 쪼개질 수 있다. (나) : 같은 원소라도 질량이 다른 동위 원소가 존재한다.  46. (1) [eqn: rm Li^+], [eqn: rm F^-], 리튬은 전자 1개를 잃고 +1의 전하를 나타내는 양이온이 된다. 플루오린은 전자 1개를 얻어 -1의 전하를 나타내는 음이온이 된다.  (2) [eqn: rm LiF], 플루오린화 리튬

22. [모범 답안]

원자 번호가 11이므로 나트륨([eqn: rm Na]) 원자는 11개의 전자를 가지고 있다. 따라서 전자 1개를 잃어 양이온인 [eqn: rm Na^+]이 되므로 총 10개의 전자를 가지게 된다.

27. 황산 나트륨 수용액과 염화 칼슘 수용액을 섞으면 황산 이온([eqn: rm SO_4^{2-}])과 칼슘 이온([eqn: rm Ca^2+])이 결합하여 물에 잘 녹지 않는 황산 칼슘([eqn: rm CaSO_4])의 흰색 앙금이 생성된다. 이를 통해 황산 이온과 칼슘 이온을 확인할 수 있다.

32. ① 탈레스는 모든 물질의 근원이 되는 원소는 물이라고 하였다.

② 아리스토텔레스는 엠페도클레스와 같이 4원소설을 주장하면서 네 가지 성질이 조화를 이루어 4원소가 서로 변환된다고 주장하였다.

③ 엠페도클레스는 불, 물, 공기, 흙의 네 가지 원소가 조금씩 혼합되어 물질을 구성한다고 생각하였다.

④ 라부아지에는 실험을 통해 아리스토텔레스의 4원소설이 옳지 않음을 증명하였다.

33. ㄴ. 이산화 탄소는 산소와 탄소가 결합하여 만들어진 것이므로 원소가 아니다.

ㄹ. 현재까지 알려진 원소는 110여 종류이다. 자연적으로 발견된 원소가 대부분이지만, 일부는 인공적으로 만들어진 원소이다.

34. 물질이 연소할 때에는 산소가 필요하며, 금속이 녹스는 것도 산소와 결합하는 것이다.

35. 원소 기호는 라틴 어와 그리스 어 등으로부터 유래하였으며, 현재 사용하고 있는 원소 기호는 베르셀리우스가 제안한 것이다. 한 글자로 된 원소 기호는 대문자를 사용하며, 두 글자로 된 원소 기호는 첫 글자는 대문자로 쓰고 두 번째 글자는 소문자로 나타낸다.

36. 금속 원소를 불꽃 반응시키면 특유의 불꽃색을 나타낸다. 염화 구리와 질산 구리처럼 같은 금속 원소를 포함하고 있으면 서로 다른 물질이라도 같은 불꽃색을 나타낸다.

37. 원자는 물질을 이루는 입자를 의미한다.

38. 돌턴의 원자설

1항 : 모든 물질은 더 이상 쪼갤 수 없는 입자로 이루어져 있다.

2항 : 같은 원소의 원자들은 모양, 크기, 질량이 같고, 다른 원소의 원자들은 모양, 크기, 질량이 다르다.

3항 : 화학 반응에서 원자는 없어지거나 새로 생기지 않으며, 다른 종류의 원자로 바뀌지 않는다.

4항 : 서로 다른 원자들이 일정한 비율로 결합하여 새로운 물질을 만든다.

39. ㄴ. (나)에서 형성된 이온은 (-)전하를 띤 음이온이므로, 전류를 흘려주면 (+)극으로 이동한다.

ㄹ. (가)에서는 원자가 전자를 잃었으므로 양이온이 만들어지고, (나)에서는 원자가 전자를 얻었으므로 음이온이 만들어진다.

40.  [모범 답안]

리튬([eqn: rm Li^+])                  산소([eqn: rm O^2-])

원자핵의 전하가 +3인 원소는 리튬([eqn: rm Li])으로, 중성 원자의 경우 전자 수는 3개이다. 리튬은 전자 1개를 잃어 전자 수가 총 2개인 리튬 이온([eqn: rm Li^+])이 된다.

원자핵의 전하가 +8인 원소는 산소([eqn: rm O])로, 중성 원자의 경우 전자 수는 8개이다. 산소는 전자 2개를 얻어 전자 수가 총 10개인 산화 이온([eqn: rm O^2-])이 된다.

41. [eqn: rm K^+]은 칼륨 이온이라고 부른다.

42. [eqn: rm AX] 수용액과 [eqn: rm BY_2] 수용액의 반응으로 생성된 흰색 앙금은 [eqn: rm AY] 또는 [eqn: rm BX_2]이다. 만약 [eqn: rm AY]라면 [eqn: rm AZ] 수용액과 [eqn: rm BY_2] 수용액의 반응으로 생성된 앙금과 같으므로 색깔도 같아야 한다. 그러나 색깔이 서로 다른 앙금이므로 첫 번째 반응에서 생성된 흰색 앙금은 [eqn: rm BX_2]이고 두 번째 반응으로 생성된 노란색 앙금은 [eqn: rm BZ_2]이다.

43. 사람의 혈액에는 여러 가지 이온이 존재하여 생명 유지나 생활하는 데 중요한 역할을 한다.

44. 흰색 광채는 마그네슘의 불꽃색이고, 빨간색은 리튬이나 스트론튬, 황록색은 바륨, 청록색은 구리의 불꽃색이다.

45. (가) 원자가 쪼개지지 않는다. ➡ 원자는 더 작은 입자인 양성자, 중성자, 전자 등으로 이루어져 있다.

(나) 같은 원소의 원자는 크기와 모양, 질량이 같으며, 다른 원소의 원자는 크기와 모양, 질량이 다르다. ➡ 같은 원소 중에도 질량이 다른 원자가 존재한다. 이를 동위 원소라고 한다.

46. (1) +3의 핵전하는 리튬 원자([eqn: rm Li])를 의미하며, 전자가 2개이므로 전자 1개를 잃어버린 리튬 이온([eqn: rm Li^+])이다. +9의 핵전하는 플루오린 원자([eqn: rm F])를 의미하며, 전자가 10개이므로 전자 1개를 얻은 플루오린화 이온([eqn: rm F^-])이다.

(2) 리튬 이온과 플루오린화 이온이 결합하면 플루오린화 리튬([eqn: rm LiF])이 생성된다.