◈ Note

1. 물질관의 변천 - 원소

시험대비 요점정리

01. 원소

중2

과

학

Ⅰ. 물질의 구성

학원명     강사명

-  -

학자	주장 내용
아리스토텔레스	만물은 4원소(물, 불, 흙, 공기)와 4가지 성질(따뜻함, 차가움, 건조함, 습함)로 되어 있음
연금술사	아리스토텔레스의 4원소설에 근거하여 값싼 금속을 금으로 바꾸려 했으나 실패함
보일	최초로 현대적인 원소의 개념 제시
라부아지에	∙ 4원소설이 옳지 않음을 실험으로 증명 ∙ 더 이상 나눌 수 없는 물질을 원소로 정의하고, 33종의 원소 발표

2. 원소와 원소 기호

⑴ 원소 : 더 이상 다른 종류의 물질로 분해되지 않는, 물질을 이루는 기본 성분

① 현재까지 110여 종의 원소가 알려져 있으며, 인공적인 방법으로도 만들 수 있다.

② 종류에 따라 각 원소의 특성이 다르다.

⑵ 원소 기호 : 원소를 나타내는 기호로, 현재의 원소 기호는 베르셀리우스가 제안한 것이다.

① 원소 이름의 첫 글자를 대문자로 쓴다.

② 첫 글자가 같을 때에는 중간 글자를 선택하여 첫 글자 다음에 소문자로 나타낸다.

3. 여러 가지 원소의 이용

원소	이용	원소	이용
수소([eqn: rm H])	우주선의 연료, 청정 연료	리튬([eqn: rm Li])	휴대 전화의 배터리
헬륨([eqn: rm He])	광고용 기구의 충전 기체	구리([eqn: rmCu])	전선, 파이프, 주방용품
규소([eqn: rm Si])	유리, 반도체의 원료	수은([eqn: rmHg])	체온계나 전지
질소([eqn: rm N])	과자 봉지의 충전 기체	금([eqn: rmAu])	귀금속, 치과 재료

4. 원소의 확인

⑴ 불꽃 반응 : 일부 금속 원소를 포함하는 물질을 겉불꽃에 넣을 때 특정한 불꽃색을 나타내는 반응

① 실험 방법이 간편하며, 적은 양의 시료로도 금속 원소를 확인할 수 있다.

② 실험 과정에서 니크롬선에 시료를 묻히기 전에 니크롬선을 묽은 염산과 증류수로 깨끗이 씻어야 한다. → 불순물을 제거하기 위해

③ 물질의 종류가 달라도 같은 금속 원소를 포함하고 있으면 불꽃색이 같다.

원소	리튬	나트륨	칼륨	칼슘	스트론튬	바륨	구리
원소 기호	Li	Na	K	Ca	Sr	Ba	Cu
불꽃색	빨간색	노란색	보라색	주황색	빨간색	황록색	청록색

⑵ 스펙트럼 : 빛을 분광기에 통과시킬 때 빛이 분산되어 생기는 색의 띠

① 연속 스펙트럼 : 햇빛을 분광기로 볼 때 나타나는 연속적인 색의 띠

② 선 스펙트럼 : 금속 원소의 불꽃을 분광기로 볼 때 나타나는 밝은 색 선의 띠

→ 선 스펙트럼은 원소의 종류에 따라 다르게 나타나므로, 원소의 불꽃색이 비슷한 경우에도 선 스펙트럼을 비교하여 원소를 구별할 수 있다.

시험대비 기출문제

01. 원소

중2

과

학

Ⅰ. 물질의 구성

이름: 이  름      점수:  점    수

시험에 꼭! 나오는 문제

각 학자들이 주장한 물질관에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 탈레스는 만물의 근원을 물이라고 하였다.

② 엠페도클레스는 만물은 4원소로 이루어져 있다고 하였다.

③ 아리스토텔레스는 만물은 4원소와 4가지 성질로 되어 있다고 하였다.

④ 데모크리토스는 만물은 더 이상 쪼개지지 않는 분자로 구성되어 있다고 하였다.

⑤ 보일은 만물은 더 이상 분해되지 않는 원소로 이루어져 있다고 최초로 주장하였다.

다음은 물질관을 순서 없이 나타낸 것이다.

(가) 만물의 근원은 물이다.

(나) 분자는 물질의 성질을 나타내는 가장 작은 입자이다.

(다) 원소는 더 이상 분해할 수 없는 물질이며, 33종이 있다.

(라) 만물은 4가지 성분으로 이루어져 있으며 서로 변환될 수 있다.

(가)～(라)를 시대 순으로 옳게 나열하시오.

라부아지에의 물질관과 관계가 없는 것은?

① 33종의 원소를 제시하였다.

② 실험을 통해 원소설을 확립하였다.

③ 물은 4원소 중의 하나가 될 수 있다.

④ 물은 수소와 산소가 결합하여 생성된다.

⑤ 원소는 더 이상 나눌 수 없는 물질의 기본 성분이다.

그림은 물의 전기 분해 실험 장치를 나타낸 것이다.

물+수산화 나트륨

위 실험에서 A극과 B극에 모이는 기체의 종류와 발생하는 기체를 확인하는 방법이 바르게 짝지어진 것은?

기체의 종류            확인 방법

① A극 - 수소       석회수에 통과시킨다.

② A극 - 산소     꺼져가는 향불을 대어본다.

③ B극 - 산소     활활 타는 성냥불을 대어본다.

④ B극 - 산소      꺼져가는 향불을 대어본다.

⑤ B극 - 수소      꺼져가는 향불을 대어본다.

원소 기호와 원소 이름이 옳게 짝지어진 것은?

① C - 염소	② Cl - 황

③ Fe - 구리	④ Na - 니켈

⑤ Mg - 마그네슘

원소 기호와 각 원소가 이용되는 예를 옳게 짝지은 것은?

① Ca - 파이프, 전선

② Li - 우주선의 연료

③ Cl - 수영장 물의 소독

④ H - 광고용 기구 속의 기체

⑤ Na - 비료의 원료, 과자 봉지의 충전 기체

[7～8] 그림은 불꽃 반응 실험을 나타낸 것이다.

이 실험을 통해 알 수 있는 것은?

① 시료의 질량

② 시료의 끓는점

③ 시료에 포함된 원소의 개수

④ 시료에 포함된 모든 원소의 종류

⑤ 시료에 포함된 일부 금속 원소의 종류

이 실험에서 시료를 묻히기 전에 니크롬선을 묽은 염산에 담그는 이유는?

① 시료를 염산으로 녹이기 위해서

② 염산으로 시료를 분해하기 위해서

③ 니크롬선에 시료를 많이 묻히기 위해서

④ 니크롬선이 변형되는 것을 막기 위해서

⑤ 니크롬선에 묻은 불순물을 제거하기 위해서

매번 자주! 출제되는 문제

다음 설명에 해당하는 물질관은?

∙아리스토텔레스의 4원소설에 근거하였다.

∙새로운 물질의 발견과 실험 기구의 발명으로 근대 과학의 발달에 기여하였다.

① 1원소설             ② 원자설

③ 연금술              ④ 원소설

⑤ 플로지스톤설

[10～11] 그림은 라부아지에가 주철관을 가열하여 물을 분해하는 실험을 나타낸 것이다.

A

이 실험을 통해 잘못되었음이 밝혀진 물질관으로 옳은 것은?

① 만물의 근원은 공기이다.

② 만물은 물, 불, 흙, 공기로 이루어져 있다.

③ 값싼 물질을 이용하여 금을 만들 수 있다.

④ 만물은 더 이상 쪼개지지 않는 입자로 이루어져 있다.

⑤ 만물은 더 이상 분해되지 않는 원소로 이루어져 있다.

이 실험에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 주철관의 질량은 증가한다.

② 냉각수를 지난 기체는 수소이다.

③ A에 모인 기체는 공기가 분해되어 생성된 것이다.

④ 아리스토텔레스의 물질관이 잘못되었음을 증명하였다.

⑤ 고대의 입자설이 다시 주목받게 되는 계기가 되었다.

다음은 물의 전기 분해 실험 과정과 결과를 나타낸 것이다.

[실험 과정]

전기 분해 장치에 수산화 나트륨을 녹인 물을 넣은 후 양쪽 유리관에서 발생하는 물질을 확인한다.

[실험 결과]

․ 유리관 A에 성냥불을 가까이 하였더니 ‘펑’ 소리를 내며 탔다.

․ 유리관 B에 꺼져가는 성냥불을 가까이 하였더니 불꽃을 내며 탔다.

이 실험 결과로 알 수 있는 것은?

① 물의 성분 원소는 수소와 산소이다.

② 물은 더 이상 분해되지 않는 물질이다.

③ 물은 산소와 질소로 구성된 물질이다.

④ 꺼져가는 성냥불을 잘 타게 하는 것은 수소이다.

⑤ 성냥불을 넣었을 때 ‘펑’ 소리를 내며 타는 것은 산소이다.

다음 설명에 해당하는 것끼리 옳게 짝지어진 것은?

∙물질을 구성하는 기본 성분이다.

∙더 이상 다른 종류의 물질로 분해되지 않는다.

① 황, 암모니아         ② 나트륨, 질소

③ 염소, 소금물	④ 구리, 이산화 탄소

⑤ 물, 과산화 수소

원소 기호에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르면? (2개)

① 전세계 공통으로 사용한다.

② 원소 기호의 모든 글자는 대문자로 쓴다.

③ 오늘날에는 베르셀리우스가 제안한 원소 기호를 사용한다.

④ 돌턴은 원소를 그림으로 나타냈는데, 사용하기 매우 편리하였다.

⑤ 원소 이름의 첫 글자가 같으면 두 번째 글자를 함께 써서 나타낸다.

다음과 같은 물질을 이용하여 불꽃 반응 실험을 하였다.

염화 나트륨      질산 칼슘      황산 칼륨

염화 구리      질산 나트륨     황산 구리

이때 관찰할 수 있는 불꽃색이 아닌 것은?

① 보라색	② 빨간색	③ 노란색

④ 청록색	⑤ 주황색

이것까지 풀면! 100점 맞는 문제

다음과 같은 실험으로 증명할 수 있는 것은?

밀폐된 유리 그릇에 물을 넣고 100일 동안 가열하였더니 유리 그릇 안에 흰색 고체가 생겼다. 이때 물의 질량은 그대로이고, 유리 그릇의 질량은 감소하였다.

① 만물의 근원은 물이다.

② 물은 성분 원소가 아니다.

③ 물은 더 이상 쪼갤 수 없다.

④ 흰색 물질은 물이 흙으로 변한 것이다.

⑤ 물, 불, 흙, 공기는 서로 변환될 수 있다.

다음은 학생들이 원소에 대해 토론한 내용을 나타낸 것이다.

재석 : 어떤 방법으로도 더 이상 다른 물질로 분해되지 않는 물질을 원소라고 해.

명수 : 맞아. 산화 은은 가열하면 은과 산소로 분해되니까 산화 은은 원소가 아니야.

준하 : 그럼 은과 산소는 더 이상 분해되지 않는거야?

동훈 : 응. 은과 산소는 더 이상 분해되지 않는 원소야.

홍철 : 은 목걸이나 은 귀걸이는 잘라지잖아. 은은 원소가 아니야.

위 학생 중 옳지 않은 설명을 한 학생은 누구인지 쓰시오.

물이 원소가 아니라는 사실을 확인할 수 있는 것을 보기에서 모두 고른 것은?

<보기>

ㄱ. 수소와 산소의 반응으로 물이 생성된다.

ㄴ. 물을 전기 분해하면 수소와 산소로 나누어진다.

ㄷ. 물의 끓는점은 1기압에서 100 ℃이다.

ㄹ. 상온에서 물은 고체, 액체, 기체의 상태로 모두 존재한다.

① ㄱ, ㄴ               ② ㄱ, ㄷ

③ ㄱ, ㄹ	④ ㄱ, ㄴ, ㄷ

⑤ ㄴ, ㄷ, ㄹ

다음은 성태네 반 학생들이 불꽃 반응과 스펙트럼에 대해 토의한 내용이다.

∙성태 : 시료의 양이 적어도 원소의 확인이 가능해.

∙희성：불꽃 반응 실험을 통해 모든 원소의 불꽃색을 확인할 수 있어.

∙예란：서로 다른 물질이라도 같은 금속 원소를 포함하고 있으면 같은 불꽃색이 나타나.

∙성은：불꽃색이 비슷한 모든 원소는 선 스펙트럼에 나타나는 선의 위치, 개수, 굵기 등도 같아.

옳은 의견을 제시한 사람을 옳게 짝지은 것은?

① 성태, 희성           ② 성태, 예란

③ 희성, 예란           ④ 희성, 성은

⑤ 예란, 성은

다음은 남희가 몇 가지 물질로 불꽃 반응 실험을 하여 얻은 결과를 정리한 것이다.

㈎ 탄산수소 나트륨을 불꽃 반응시켰더니 불꽃색이 노란색이었다.

㈏ 탄산수소 나트륨을 가열하여 열분해시킨 후 남아 있는 물질을 불꽃 반응시켰더니 불꽃색이 노란색이었다.

이 실험에서 불꽃색이 같은 이유로 옳은 것은?

① 가열해도 물질은 변하지 않는다.

② 화합물이 분해되어도 질량은 변하지 않는다.

③ 화합물이 분해되어도 구성 원소는 변하지 않는다.

④ 화합물이 분해되어도 부피는 변하지 않는다.

⑤ 화합물은 두 가지 이상의 원자가 모여서 이루어진다.

정답과 해설

Ⅰ- 01 원소

1. ④

데모크리토스는 만물은 더 이상 쪼개지지 않는 입자인 원자로 구성되어 있다고 주장하였다.

2. (가)-(라)-(다)-(나)

물질관은 1원소론-4원소설-연금술-원소설-원자설-분자설로 이어진다.

3. ③

라부아지에는 더 이상 분해되지 않는 물질을 원소라고 정의하고, 33종의 원소를 제시하였다. 또한 실험을 통해 물이 수소와 산소로 분해되므로 물은 원소가 아님을 증명하였다.

4. ②

물을 전기 분해하면 (+)극에서는 산소 기체가, (-)극에서는 수소 기체가 1:2의 부피비로 발생한다. 산소 기체에 꺼져가는 향불을 가져다 대면 향불이 다시 타오르고, 수소 기체에 성냥불을 가져다 대면 ‘퍽’ 소리를 내며 탄다.

5. ⑤

C - 탄소, Cl - 염소, Fe - 철, Na - 나트륨

6. ③

①은 Cu, ②는 H, ④는 He, ⑤ N가 이용되는 예이다.

7. ⑤

불꽃 반응 실험을 통해 불꽃색을 나타내는 일부 금속 원소를 확인할 수 있을 뿐, 모든 원소를 확인할 수 있는 것은 아니다.

8. ⑤

니크롬선에 불순물이 묻어 있으면 정확한 불꽃색을 관찰하기 어렵다. 따라서 니크롬선에 시료를 묻히기 전에 묽은 염산과 증류수로 깨끗하게 씻어 불순물을 제거한다.

9. ③

연금술사들은 아리스토텔레스의 4원소설에 근거하여 값싼 금속을 금으로 바꾸려고 했으나 실패하였다. 그러나 새로운 물질을 발견하고 실험 기구를 발명하여 근대 과학의 발달에 기여하였다.

10. ②

라부아지에는 물 분해 실험을 통해 물을 수소와 산소로 분해함으로써 물이 원소가 아님을 증명하였다. 이로부터 4원소설이 옳지 않음을 밝혀내었다.

11. ③

A는 물이 분해되어 생성된 수소 기체로, 물이 다른 물질로 분해되므로 물은 아리스토텔레스의 4원소 중의 하나가 될 수 없다.

12. ①

물을 전기 분해하면 수소와 산소로 나누어지므로 수소와 산소는 물을 구성하는 성분 원소이다.

13. ②

물질을 구성하는 기본 성분으로, 더 이상 다른 종류의 물질로 분해되지 않는 것은 원소이다. 황, 나트륨, 질소, 염소, 구리는 원소이다.

14. ①, ③

원소 기호는 원소 이름의 알파벳에서 첫 글자를 대문자로 나타낸다. 첫 글자가 같을 때는 중간 글자를 선택하여 첫 글자 다음에 소문자로 나타낸다.

15. ②

불꽃색은 물질에 포함된 금속 원소에 의해 나타난다. 나트륨은 노란색, 칼슘은 주황색, 칼륨은 보라색, 구리는 청록색의 불꽃색을 나타낸다.

16. ②

흰색 고체는 물이 흙으로 변한 것이 아니라 유리 그릇에서 떨어진 것이다. 즉, 아리스토텔레스의 4원소설 중 물이 흙으로 변할 수 있다는 주장은 모순됨을 증명한 실험이다.

17. 홍철

은은 크기를 작게 만들거나 크게 만들 수 있지만, 더 이상 다른 물질로 분해할 수 없으므로 원소이다.

18. ①

원소는 어떠한 방법으로도 더 이상 분해할 수 없는 물질의 기본 성분이다. 또한 두 가지 이상의 원소가 결합하여 만들어진 새로운 물질을 분해하면 성분 원소로 나누어진다.

19. ②

불꽃 반응에서 일부 금속 원소만 불꽃색을 나타낸다. 또, 불꽃색이 비슷한 원소도 원소의 종류에 따라 선 스펙트럼이 다르게 나타나므로 선 스펙트럼을 비교하여 쉽게 구별할 수 있다.

20. ③

불꽃색이 같다는 것은 성분 원소가 같다는 의미이다. 즉 화학 변화가 일어나도 불꽃색의 변화가 없다는 것은 원소가 변하지 않았다는 것이다.