1. 끓는점 차를 이용한 분리

◈ Note

시험대비 요점정리

03. 혼합물의 분리(1)

중2

과

학

Ⅴ. 물질의 특성

학원명     강사명

⑴ 증류 : 액체 상태의 혼합물을 가열할 때 끓어 나오는 기체를 냉각하여 순수한 액체를 얻는 방법

□ 바닷물에서 식수 얻기, 곡물을 발효시켜 만든 탁한 술에서 맑은 소주 얻기 등

⑵ 분별 증류 : 서로 잘 섞이는 액체의 혼합물을 증류가 여러 번 일어나게 하여 각각의 성분 물질로 분리하는 방법

□ 물과 에탄올 혼합물의 분리, 원유의 분리 등

온도계의 밑부분이 가지 달린 부분에 오도록 하여 기화되어 나오는 물질의 온도를 측정한다.

냉각기는 비스듬히 설치하며, 찬물이 아래쪽에서 들어가 위쪽으로 나오도록 장치한다.

삼각 플라스크에서는 끓어 나오는 물질이 냉각되어 액체로 모아진다.

유리 도막에서는 여러 번 증류되는 효과가 있다.

끓임쪽은 액체가 갑자기 끓어 넘치는 것을 방지해 준다.

(3) 물과 에탄올 혼합물의 분리 : 물과 에탄올 혼합물을 가열하면 끓는점이 낮은 에탄올이 먼저 끓어 나오고, 끓는점이 높은 물이 나중에 끓어 나온다.

(4) 원유의 분리 : 원유를 가열하여 증류탑으로 보내면 끓는점이 낮은 물질일수록 증류탑의 위쪽에서 분리되어 나온다. ⇨ 끓는점이 낮은 물질은 기체 상태로 위로 올라가고, 끓는점이 높은 물질은 중간에 식어 바닥에 모이기 때문

-  -

◈ Note

2. 밀도 차를 이용한 분리

⑴ 고체 혼합물의 분리 : 밀도가 두 물질의 중간 정도이며, 두 물질을 모두 녹이지 않는 액체에 넣어서 분리한다.

좋은 볍씨 고르기	신선한 달걀 고르기	모래와 스타이로폼 분리하기
밀도 : 좋은 볍씨 > 소금물 > 쭉정이	밀도 : 신선한 달걀 > 소금물 > 오래된 달걀	밀도 : 모래 > 물 > 스타이로폼

⑵ 액체 혼합물의 분리 : 서로 섞이지 않고 밀도가 다른 액체 혼합물은 분별 깔때기를 사용하여 분리한다. ⇨ 밀도가 큰 액체는 아래층으로, 밀도가 작은 액체는 위층으로 분리되기 때문

액체 혼합물	아래층(밀도가 큰 것)	위층(밀도가 작은 것)
물과 식용유	물	식용유
물과 에테르	물	에테르
물과 사염화 탄소	사염화 탄소	물
간장과 참기름	간장	참기름

⑶ 밀도 차를 이용한 혼합물 분리의 예

구분	원리	밀도 비교
사금 채취	사금이 섞인 모래를 그릇에 담아 물속에서 흔들면 모래는 씻겨 나가고, 사금이 남는다.	모래<사금
키질로 곡물 분리	불순물이 섞인 곡물을 키에 넣고 까부르면 쭉정이는 날아가고, 돌은 안쪽에 모인다.	쭉정이<곡물<돌
혈액 분리	혈액을 원심 분리기에 넣고 회전시키면 혈구는 아래로, 혈장은 위로 분리된다.	혈장<혈구
바다에 유출된 기름 제거	바다에 기름이 유출되면 오일펜스를 설치한 후 흡착포를 이용하여 물 위에 뜬 기름을 제거한다.	기름<바닷물

시험대비 기출문제

03. 혼합물의 분리(1)

중2

과

학

Ⅴ. 물질의 특성

이름: 이  름      점수:  점    수

시험에 꼭! 나오는 문제

[1～2] 그림은 물과 에탄올 혼합물을 분리하는 실험 장치와 혼합물의 가열 곡선을 나타낸 것이다.

이 실험에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

① 액체가 끓어 넘치는 것을 방지하기 위해서 끓임쪽을 넣는다.

② 온도계의 끝부분이 가지가 있는 부분에 위치하도록 장치한다.

③ 위 실험에서는 혼합물을 물중탕으로 가열한다.

④ 성분 물질이 증류될 때는 온도가 일정하게 유지된다.

⑤ 이 실험에서 이용한 분리 방법은 각 성분 물질의 녹는점 차를 이용한 것이다.

이 그래프의 B와 D 구간에서 주로 끓어 나오는 물질의 이름을 각각 쓰시오.

원유의 성분 물질 분리에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 원유는 여러 가지 물질이 섞여 있는 복잡한 혼합물이다.

② 원유는 분별 결정으로 여러 가지 성분 물질들을 분리할 수 있다.

③ 원유는 온도 변화 곡선에서 온도가 일정하게 유지되는 구간이 나타나지 않는다.

④ 원유의 성분 물질 중 끓는점이 높은 물질일수록 아래쪽에서 액화되어 액체로 분리된다.

⑤ 원유를 증류탑 안에서 가열하면 끓는점의 차에 따라 여러 가지 액체 연료로 나누어진다.

다음과 같은 혼합물을 분리할 때 끓는점 차를 이용할 수 없는 것은?

① 공기에서 질소를 분리한다.

② 바닷물에서 식수를 얻는다.

③ 원유를 증류탑에서 분리한다.

④ 바다에 유출된 기름을 제거한다.

⑤ 적색 포도주의 각 성분 물질을 분리한다.

원유를 분리하는 방법과 같은 원리로 분리할 수 있는 것은?

① 물과 식용유

② 물과 사염화 탄소

③ 물과 에탄올

④ 물과 에테르

⑤ 간장과 기름

두 물질의 혼합물을 각 성분 물질로 분리하려고 할 때 이용되는 물질의 특성이 나머지 넷과 다른 것은?

① 설탕과 모래

② 질산 칼륨과 소금

③ 나프탈렌과 소금

④ 질소와 산소

⑤ 산소와 암모니아

두 고체 물질의 혼합물을 밀도 차를 이용하여 간단히 분리하려고 한다. 이때 사용하는 액체의 조건을 보기에서 모두 고른 것은?

<보기>

ㄱ. 두 고체 물질을 녹이지 않아야 한다.

ㄴ. 두 고체 물질을 녹일 수 있어야 한다.

ㄷ. 두 고체 물질 중 한 성분을 녹여야 한다.

ㄹ. 밀도가 두 물질보다 커야 한다.

ㅁ. 밀도가 두 물질보다 작아야 한다.

ㅂ. 밀도가 두 물질의 중간이어야 한다.

① ㄱ, ㄹ	② ㄱ, ㅂ	③ ㄴ, ㅁ

④ ㄴ, ㅂ	⑤ ㄷ, ㅂ

밀도 차를 이용하여 혼합물을 분리하는 예가 아닌 것은?

① 모래에 섞인 사금을 채취한다.

② 볍씨를 소금물에 넣어 쭉정이 볍씨를 골라낸다.

③ 바닷물에 기름이 쏟아지면 위에 떠 오른 기름만 걷어낸다.

④ 달걀을 소금물에 넣었을 때 떠오르는 것은 오래된 달걀이다.

⑤ 공기를 높은 압력에서 냉각하면 산소가 먼저 액체로 되어 분리할 수 있다.

[9～10] 오른쪽 그림은 액체 혼합물을 분리할 때 이용하는 실험 기구이다.

이 실험 기구에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 밀도 차에 의한 혼합물의 분리 방법이다.

② 마개를 닫은 다음 꼭지를 열어 액체를 분리한다.

③ 밀도가 큰 물질이 아래쪽에 위치한다.

④ 깔때기의 끝은 비커의 벽에 닿도록 한다.

⑤ 서로 섞이지 않는 액체 혼합물을 분리할 때 사용한다.

이 실험 기구를 사용하여 가장 효과적으로 두 물질을 분리할 수 있는 것은?

① 모래와 톱밥           ② 물과 사염화 탄소

③ 소금과 분필 가루      ④ 잉크에서 물 얻기

⑤ 공기와 암모니아 기체

매번 자주! 출제되는 문제

옛날 우리 선조들은 탁주에서 맑은 청주를 얻기 위해 그림과 같은 방법을 사용하였다.

이와 같은 분리 방법을 무엇이라 하는가?

① 거름	② 증류	③ 재결정

④ 분별 결정	⑤ 크로마토그래피

[12～13] 그림은 액체 혼합물을 분리하는 실험 장치를 나타낸 것이다.

이 그림과 같은 장치를 무엇이라고 하는지 쓰시오.

이 그림과 같은 장치로 분리하는데 가장 적당한 혼합물은?

① 소금과 붕산	② 물과 메탄올

③ 물과 사염화 탄소	④ 물과 에테르

⑤ 산소와 암모니아

분별 증류에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 끓는점 차를 이용한 분리 방법이다.

② 끓는점이 높은 물질이 먼저 끓어 나온다.

③ 서로 잘 섞이는 액체 혼합물의 분리 방법이다.

④ 성분 물질이 분리될 때 온도는 거의 일정하다.

⑤ 여러 번 반복하면 더욱 순수한 물질을 얻을 수 있다.

다음과 같은 혼합물을 분리하는 데 공통적으로 이용되는 물질의 특성은?

∙탁주에서 맑은 청주의 분리

∙액체 공기에서 질소와 산소의 분리

① 밀도	② 녹는점

③ 끓는점	④ 용해도

⑤ 성분 물질 사이의 흡착력

그림은 증류탑에서 원유를 분리하는 과정을 나타낸 것이다.

물질 A～D 중 끓는점이 높은 곳에서 분리되는 물질부터 낮은 곳에서 분리되는 물질을 순서대로 나열하시오.

끓는점의 차를 이용하여 분리해야 하는 혼합물은?

① 물과 에탄올

② 소금과 나프탈렌

③ 염화 나트륨과 모래

④ 염화 나트륨과 붕산

⑤ 암모니아와 공기

산소의 끓는점은 －183.0 ℃이고, 질소의 끓는점은 －195.8 ℃이다. 이 두 기체의 혼합물을 냉각시킬 때 두 기체를 분리할 수 있는 가장 적당한 온도는?

① 100 ℃ 이상

② 0 ℃와 100 ℃ 사이

③ －183.0 ℃와 0 ℃ 사이

④ －183.0 ℃와 －195.8 ℃ 사이

⑤ －195.8 ℃ 이하

눈금실린더에 어떤 액체 혼합물을 넣었더니 오른쪽 그림과 같이 세 개의 층이 나타났다. 이에 대한 설명 중 옳은 것은?

① A의 밀도가 가장 크다.

② B는 C에 녹는다.

③ C의 농도가 가장 진하다.

④ 세 가지 액체는 서로 잘 섞인다.

⑤ 분별 깔때기에 넣고 꼭지를 열면 C가 가장 먼저 분리된다.

다음의 여러 가지 혼합물을 분리할 때 공통으로 이용되는 물질의 특성은?

(가) 사금 채취하기

(나) 오래된 달걀 고르기

(다) 바다에 유출된 기름 제거하기

① 밀도	② 질량	③ 용해도

④ 녹는점	⑤ 끓는점

3 소금물이 담긴 수조에 볍씨를 넣었더니 그림과 같이 분리되었다.

좋은 볍씨와 소금물, 쭉정이의 밀도를 옳게 비교한 것은?

① 좋은 볍씨 > 소금물 > 쭉정이

② 좋은 볍씨 > 쭉정이 > 소금물

③ 소금물 > 좋은 볍씨 > 쭉정이

④ 소금물 > 쭉정이 > 좋은 볍씨

⑤ 쭉정이 > 소금물 > 좋은 볍씨

혼합물을 분리하는 데 이용된 물질의 특성이 나머지 넷과 다른 것은?

① 모래 속에 있는 사금 채취하기

② 바닷물을 이용하여 식수 만들기

③ 기름으로 오염된 바다에서 기름 제거하기

④ 소금물에 볍씨를 넣어 좋은 볍씨 고르기

⑤ 곡물에서 불순물을 골라내기 위해 키질하기

그림은 신선한 달걀과 오래된 달걀을 구별하기 위해 소금물에 달걀을 넣었을 때의 모습이다.

이와 같은 물질의 특성을 이용하여 혼합물을 분리하는 경우가 아닌 것은?

① 쌀에서 돌 고르기

② 모래에서 사금 고르기

③ 모래와 스타이로폼 분리하기

④ 소금과 나프탈렌 분리하기

⑤ 키를 이용하여 곡식에서 쭉정이 고르기

오른쪽 그림과 같이 실험 기구로 분리할 수 있는 혼합물과 이때 이용되는 물질의 특성을 옳게 짝지은 것은?

① 물과 에탄올 : 밀도 차

② 물과 에탄올 : 끓는점 차

③ 물과 에테르 : 밀도 차

④ 물과 에테르 : 끓는점 차

⑤ 물과 에테르 : 용해도 차

표는 액체 A와 액체 B의 특성을 정리한 것이다.

성분	액체 A	액체 B
끓는점(℃)	79.0	78.5
밀도(g/cm3)	1.6	0.8
물과의 섞임 정도	섞이지 않음	매우 잘 섞임

이와 같은 물리적 특성을 가진 액체 A와 액체 B의 혼합물을 분리하려고 할 때, 가장 적당한 분리 방법은?

① 거름	② 분별 결정

③ 분별 증류	④ 분별 깔때기 이용

⑤ 크로마토그래피

다음 그림은 서로 섞이지 않는 액체 혼합물을 분리하는 과정이다.

위의 그림에서 물과 사염화 탄소를 섞을 때는 A에 물, B에는 사염화 탄소가 분리되고 물과 에테르를 섞을 때는 A에 에테르, B에는 물이 분리되었다. 이 세 물질의 밀도를 비교하시오.

밀도가 1.0g/cm³인 고체 A와 밀도가 0.7g/cm³인 고체 B의 혼합물을 액체에 넣어서 밀도 차이를 이용하여 분리하려고 한다. 각 액체 밀도가 다음 표와 같을 때 혼합물을 분리하기 위하여 넣어 줄 가장 적당한 액체는? (단, 두 고체는 모두 액체에 녹지 않는다.)

액체	수은	사염화 탄소	물	벤젠	에탄올
밀도 (g/cm³)	13.6	1.6	1.0	0.88	0.79

① 수은	② 사염화 탄소	③ 물

④ 벤젠	⑤ 에탄올

이것까지 풀면! 100점 맞는 문제

서로 섞이는 액체 혼합물을 분리하고자 한다. 꼭 필요한 기구로만 짝지어진 것은?

① 거름종이, 알코올램프, 냉각기

② 분별 깔때기, 알코올램프, 온도계

③ 거름종이, 수조, 찬물, 비커, 온도계

④ 저울, 온도계, 거름종이, 깔때기, 시험관

⑤ 온도계, 알코올램프, 냉각기, 가지 달린 시험관

오른쪽 그림은 뷰테인과 프로페인의 혼합물을 분리하기 위한 장치이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?(단, 뷰테인의 끓는점은 －0.5 ℃이고, 프로페인은 －42.1 ℃이다.)

① 두 기체의 끓는점 차를 이용해서 분리한다.

② 온도를 －0.5 ℃～－42.1 ℃사이로 냉각시켜서 분리한다.

③ －5℃에서 뷰테인은 기체 상태, 프로페인은 액체 상태이다.

④ 소금을 섞어 준 이유는 얼음의 온도를 0 ℃이하로 낮추기 위해서이다.

⑤ 뷰테인과 프로페인은 물에 녹지 않는 기체이다.

우리가 수입하는 원유는 높은 탑들이 세워져 있는 정유 공장에서 휘발유, 경유, 중유 등으로 분리하는데 이것은 각 물질의 어떤 성질을 이용한 것인가?

① 밀도	② 용해도	③ 끓는점

④ 어는점	⑤ 전류

오래된 달걀과 신선한 달걀을 분리할 때 달걀을 소금물에 넣어서 분리한다. 달걀이 잘 떠오르지 않을 때 소금을 더 넣어 주는 이유는?

① 소금물의 부피를 크게 하기 위해

② 소금물의 밀도를 크게 하기 위해

③ 소금물의 끓는점을 높이기 위해

④ 소금물의 어는점을 낮추기 위해

⑤ 소금물의 질량을 크게 하기 위해

다음은 쓰레기를 분리하는 방법을 설명한 것이다.

거의 같은 크기로 부순 쓰레기를 컨베이어 벨트 위로 통과시키면, 물질의 종류에 따라 아래로 떨어지는 지점이 다르므로 여러 종류의 물질로 분리된다.

이와 같이 혼합물을 분리할 때 이용되는 물질의 특성은?

① 밀도	② 어는점	③ 녹는점

④ 용해도	⑤ 끓는점

표는 물과 미지의 물질 A, B의 성질을 정리한 것이다.

성질	끓는점 (℃)	어는점 (℃)	밀도 (g/mL)	용해성
물	100	0	1.00	A와 잘 섞인다.
A	78.3	-114.1	0.79	B와 잘 섞인다.
B	80.1	5.5	0.87	물과 섞이지 않는다.

물과 A의 혼합물, 물과 B의 혼합물을 분리하기에 적당한 방법을 옳게 짝지은 것은?

물과 A의 혼합물	물과 B의 혼합물

①  분별 깔때기 이용	거름

②	거름	분별 증류

③	분별 증류	분별 증류

④	분별 증류	분별 깔때기 이용

⑤  분별 깔때기 이용	분별 깔때기 이용

1. ⑤

그림은 분별 증류 장치로, 분별 증류 장치는 끓는점 차를 이용하여 혼합물을 분리할 때 사용한다.

온도계의 끝부분은 가지 부분에 오게 하고, 액체가 갑자기 끓어넘치는 것을 방지하기 위해 끓임쪽을 넣어 준다.

2. B 구간 -에탄올, D 구간 - 물

끓는점이 낮은 에탄올이 먼저 끓어 나오고, 나중에 물이 끓어 나온다.

3. ②

② 원유는 끓는점 차를 이용한 분별 증류로 각 연료로 분리한다.

③ 원유는 여러 가지 액체 및 고체의 혼합물이므로 온도 변화가 일정하지 않다.

4. ④

기름과 물은 섞이지 않고, 기름의 밀도가 물의 밀도보다 작아서 물 위에 뜨므로 밀도 차를 이용하여 분리한다.

5. ③

원유는 끓는점 차를 이용하여 분별 증류로 분리한다.

물과 에탄올은 서로 잘 섞이지만 끓는점이 다르므로 분별 증류로 분리할 수 있다.

6. ④

질소와 산소의 혼합물을 －200℃ 이하로 냉각하여 액체 공기를 만든 후 서서히 온도를 높이면 끓는점이 낮은 질소가 먼저 기체로 분리된다.

①, ②, ③, ⑤는 용해도 차를 이용하여 분리한다.

7. ②

밀도가 다른 두 고체 물질의 혼합물은 두 고체 물질을 모두 녹이지 않으면서 두 성분의 중간 정도의 밀도를 가지는 액체 속에 넣어 분리한다.

8. ⑤

공기를 냉각시켜 끓는점이 높은 산소부터 액체로 분리한다. 끓는점 차를 이용한 것이다.

9. ②

그림은 분별 깔때기를 나타낸 것으로, 서로 섞이지 않으면서 밀도가 다른 액체의 혼합물을 분리할 때 사용한다.

마개를 닫고 꼭지를 열면 액체가 잘 빠져나오지 않는다.

10. ②

물과 사염화 탄소는 밀도가 다르며 서로 섞이지 않는다. 사염화탄소는 아래층, 물은 위층에 위치한다.

11. ②

12. 분별 증류 장치

13. ②

서로 잘 섞이는 액체 혼합물을 가열하여 각 액체의 끓는점에 따라 끓어 나오는 기체를 나누어 받아 액화하여 분리하는 방법을 분별 증류라고 한다.

③ 물과 사염화 탄소, ④ 물과 에테르는 분별 깔때기를 이용하여 분리한다.

14. ②

분별 증류하면 끓는점이 낮은 물질이 먼저 끓어 나온다.

15. ③

공통적으로 성분 물질의 끓는점 차를 이용하여 분리하는 것이다.

16. D → C → B → A

원유를 증류탑에 넣고 가열하면 위쪽에서 끓는점이 낮은 성분이 끓어 나온다.

17. ①

②, ③, ④, ⑤는 용해도 차를 이용하여 분리한다.

18. ⑤

두 기체 끓는점의 중간 온도로 온도를 맞추면 끓는점이 높은 기체는 액체로 분리된다.

19. ⑤

밀도가 클수록 눈금 실린더의 아래쪽에 위치하며, 서로 섞이지 않는 액체 물질이다.

20. ①

21. ①

밀도가 크면 아래로 가라앉고, 밀도가 작으면 위로 뜬다.

22. ②

바닷물을 이용하여 식수를 만들 때는 끓는점 차를 이용한다.

①, ③, ④, ⑤는 밀도 차이를 이용한 것이다.

23. ④

오래된 달걀을 소금물을 이용하여 분리하는 것은 밀도 차를 이용하는 것이다.

④ 소금과 나프탈렌은 물에 녹여 거름 장치로 거르면 분리할 수 있다. 이것은 용해도 차를 이용한 것이다.

24. ③

분별 깔때기는 서로 섞이지 않는 액체의 혼합물을 밀도 차를 이용하여 분리하는 실험 장치이다.

25. ④

밀도가 다르고 서로 섞이지 않으므로 분별 깔때기를 이용하여 혼합물을 분리할 수 있다.

26. 사염화 탄소>물>에테르

밀도가 큰 액체가 아래층, 밀도가 작은 액체가 위층에 위치한다.

27. ⑤

용매에 녹지 않고, 밀도가 다른 두 고체 물질을 분리할 때 용매의 밀도는 두 액체의 밀도의 중간 정도이어야 한다.

28. ⑤

서로 섞이는 액체 혼합물은 끓는점 차이를 이용한 분별 증류 장치로 분리한다.

거름종이는 용매에 따른 용해도 차이를 이용하여 혼합물을 분리할 때 필요하다. 분별 깔때기는 서로 섞이지 않는 액체 혼합물을 분리할 때 사용된다.

29. ③

－5 ℃에서 끓는점이 더 낮은 프로페인은 기체 상태로 존재하고,  끓는점이 높은 뷰테인은 액체 상태로 존재한다.

30. ③

31. ②

오래된 달걀은 공기집이 커져서 신선한 달걀보다 밀도가 작다. 따라서 소금물의 밀도를 그 중간으로 만들면 신선한 달걀과 오래된 달걀을 분리할 수 있다.

32. ①

재활용 쓰레기를 컨베이어 벨트 위로 통과시키면 밀도가 큰 유리는 밑으로 떨어지고, 밀도가 작은 플라스틱 종류는 위쪽 판자로 떨어진다.

33. ④

물과 A는 잘 섞이는 액체이므로 분별 증류로 분리하고, 물과 B는 서로 섞이지 않고, 밀도 다르므로 분별 깔때기를 이용하여 분리한다.