◈ Note

1. 물질을 이루는 기본 성분에 대한 학자들의 생각 - 원소

시험대비 요점정리

01. 원소

중2

과

학

Ⅰ. 물질의 구성

학원명     강사명

-  -

학자	주장 내용
탈레스	모든 물질의 근원은 물이다.
아리스토텔레스	만물은 물, 불, 흙, 공기의 4가지 기본 성분으로 되어 있고, 이들이 조합하여 여러 물질이 만들어진다.
보일	원소는 물질을 이루는 기본 성분으로, 더 이상 분해되지 않는 단순한 물질이다. ➡ 현대적인 원소의 개념을 제시하였다.
라부아지에	실험을 통해 물이 산소와 수소로 분해되는 것을 확인하여, 물이 원소가 아님을 증명하였다. ➡ 아리스토텔레스의 생각이 옳지 않음을 증명하였다.

2. 원소  더 이상 다른 종류의 물질로 분해되지 않으면서 물질을 이루는 기본 성분

⑴ 현재까지 120여 가지의 원소가 알려져 있다.

□ 수소, 산소, 탄소, 질소, 구리, 철, 은, 금, 알루미늄 등

⑵ 90여 가지는 자연에서 발견된 것이고, 그 밖의 원소는 인공적으로 만든 것이다.

⑶ 우리 주변의 모든 물질은 원소로 이루어져 있다.

3. 여러 가지 원소의 이용

원소	이용	원소	이용
수소	우주 왕복선의 연료	산소	물질 연소, 생물 호흡
철	기계, 건축 재료	금	장신구의 재료
헬륨	비행선의 충전 기체	구리	전선
규소	반도체 소자	질소	과자 봉지의 충전제

4. 원소의 확인

⑴ 불꽃 반응 : 일부 금속 원소나 금속 원소를 포함하는 물질을 불꽃에 넣었을 때 금속 원소의 종류에 따라 특정한 불꽃 반응 색이 나타나는 현상

① 실험 방법이 쉽고 간단하다.

② 물질의 양이 적어도 물질에 포함된 금속 원소를 확인할 수 있다.

③ 물질의 종류가 달라도 같은 금속 원소를 포함하고 있으면 불꽃 반응 색이 같다.

□ 염화 나트륨, 질산 나트륨 → 불꽃 반응 색이 노란색으로 같다.

④ 여러 가지 원소의 불꽃 반응 색

원소	리튬	나트륨	칼륨	칼슘	스트론튬	바륨	구리
불꽃 반응 색	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 불꽃 반응 색이 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

그림은 라부아지에가 주철관을 가열하여 물을 분해하는 실험을 나타낸 것이다.

이 실험에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

A

① 주철관의 질량은 증가한다.

② 냉각수를 지난 기체는 수소이다.

③ A에 모인 기체는 공기가 분해되어 생성된 것이다.

④ 아리스토텔레스의 생각이 옳지 않음을 증명하였다.

⑤ 물은 물질을 이루는 기본 성분임을 증명하였다.

그림은 물의 전기 분해 실험 장치를 나타낸 것이다.

물+수산화 나트륨

이 실험에서 A극과 B극에 모이는 기체의 종류와 발생하는 기체를 확인하는 방법을 옳게 짝 지은 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.

원소에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 물질을 이루는 기본 성분이다.

② 더 이상 다른 물질로 분해되지 않는다.

③ 현재 알려진 원소의 종류는 90여 가지이다.

④ 원소는 자연에서 발견된 것도 있고 인공적으로 만든 것도 있다.

⑤ 우리 주변의 모든 물질은 원소로 이루어져 있다.

물질을 이루는 기본 성분이 아닌 것은?

① 칼슘	② 리튬	③ 소금

④ 나트륨	⑤ 알루미늄

원소의 이용에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 수소 - 물질의 연소나 생물의 호흡에 이용된다.

② 질소 - 과자 봉지의 충전제로 이용된다.

③ 헬륨 - 비행선의 충전 기체로 이용된다.

④ 규소 - 반도체 소자에 이용된다.

⑤ 철 - 기계나 건축 재료에 이용된다.

불꽃 반응 실험에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 실험 방법이 간단하다.

② 일부 금속 원소를 구별할 수 있다.

③ 시료의 양이 적으면 불꽃 반응 색을 확인하기 어렵다.

④ 같은 금속 원소를 포함하면 같은 불꽃 반응 색이 나타난다.

⑤ 불꽃 반응 색이 비슷한 원소는 구별하기 어렵다.

물질과 그 물질의 불꽃 반응 색을 옳게 짝 지은 것은?

① 염화 리튬 - 주황색

② 염화 칼륨 - 황록색

③ 질산 바륨 - 보라색

④ 질산 나트륨 - 청록색

⑤ 질산 스트론튬 - 빨간색

스펙트럼에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 햇빛을 분광기로 관찰하면 연속 스펙트럼이 나타난다.

② 금속 원소의 불꽃을 분광기로 관찰하면 선 스펙트럼이 나타난다.

③ 금속 원소의 종류에 따라 선의 색깔, 개수, 위치 등이 다르게 나타난다.

④ 불꽃 반응 색이 비슷해도 다른 종류의 원소라면 선 스펙트럼이 다르게 나타난다.

⑤ 물질에 여러 가지 금속 원소가 포함되어 있다면 각 원소의 스펙트럼은 나타나지 않는다.

그림은 물질 (가)와 원소 A~C의 선 스펙트럼을 나타낸 것이다.

물질 (가)에 포함된 원소를 모두 고른 것은?

① A	② B	③ C

④ A, C	⑤ B, C

매번 자주! 출제되는 문제

학자들이 주장한 물질관에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

<보기>

ㄱ. 탈레스는 만물의 근원을 물이라고 하였다.

ㄴ. 아리스토텔레스는 만물은 더 이상 분해되지 않는 원소로 이루어져 있다고 주장하였다.

ㄷ. 보일은 만물은 4가지 성분으로 되어 있고, 이들이 조합하여 여러 물질이 만들어진다고 하였다.

ㄹ. 라부아지에는 물이 수소와 산소로 분해되는 것을 확인하여 물이 원소가 아님을 증명하였다.

① ㄱ, ㄴ	② ㄱ, ㄷ	③ ㄱ, ㄹ

④ ㄱ, ㄴ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ, ㄹ

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 짝 지은 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

[13～14] 그림은 불꽃 반응 실험을 나타낸 것이다.

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

실험에서 시료를 묻히기 전에 니크롬선을 묽은 염산에 담그는 까닭은?

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

다음과 같은 물질을 이용하여 불꽃 반응 실험을 하였다.

염화 나트륨      질산 칼슘      황산 칼륨

염화 구리      질산 나트륨     황산 구리

이때 관찰할 수 있는 불꽃 반응 색이 아닌 것은?

① 보라색	② 빨간색	③ 노란색

④ 청록색	⑤ 주황색

리튬과 스트론튬은 불꽃 반응 색이 비슷하므로 이를 통해 물질을 구별할 수 없다. 리튬과 스트론튬을 구별하기에 가장 적당한 방법은?

① 냄새를 맡아 본다.

② 선 스펙트럼을 비교한다.

③ 수용액의 색깔을 비교한다.

④ 손으로 만져 촉감을 비교한다.

⑤ 불꽃 반응 색을 오랫동안 관찰한다.

이것까지 풀면! 100점 맞는 문제

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. 실온에서 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 불꽃 반응 색을 확인할 수 있어.

∙예란：서로 다른 물질이라도 같은 금속 원소를 포함하고 있으면 같은 불꽃 반응 색이 나타나.

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

옳은 의견을 제시한 사람을 옳게 짝 지은 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 불꽃 반응 색이 노란색이었다.

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

이 실험에서 불꽃 반응 색이 같은 까닭으로 옳은 것은?

① 가열해도 물질은 변하지 않는다.

② 탄산수소 나트륨이 분해되어도 질량은 변하지 않는다.

③ 탄산수소 나트륨이 분해되어도 구성 원소는 변하지 않는다.

④ 탄산수소 나트륨이 분해되어도 부피는 변하지 않는다.

⑤ 탄산수소 나트륨은 두 가지 이상의 원자가 모여서 이루어진다.

정답과 해설

Ⅰ- 01 원소

1. ⑤

물은 수소와 산소로 나누어지므로 물질을 이루는 기본 성분이 아님을 증명하였다.

2. ②

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

3. ③

현재 알려진 원소의 종류는 120여 가지이다.

4. ③

소금은 나트륨과 염소로 이루어진 물질이다.

5. ①

물질의 연소나 생물의 호흡에 이용되는 것은 산소이며, 수소는 우주 왕복선의 연료로 이용된다.

6. ③

시료의 양이 적어도 불꽃 반응 색을 확인할 수 있다.

7 ⑤

염화 리튬은 빨간색, 염화 칼륨은 보라색, 질산 바륨은 황룍색, 질산 나트륨은 노란색의 불꽃 반응 색이 나타난다.

8. ⑤

물질에 여러 가지 금속 원소가 포함되어 있다면 각 원소의 스펙트럼이 모두 합쳐져서 나타난다.

9. ④

물질에 여러 가지 금속 원소가 포함되어 있는 경우 각 원소의 스펙트럼이 모두 합쳐져서 나타난다.

10. ③

ㄴ은 보일이 주장한 내용이고, ㄷ은 아리스토텔레스가 주장한 내용이다.

11. ①

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

12 ②

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

13. ⑤

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

14. ⑤

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

15. ②

불꽃 반응 색은 물질에 포함된 금속 원소에 의해 나타난다. 나트륨은 노란색, 칼슘은 주황색, 칼륨은 보라색, 구리는 청록색의 불꽃 반응 색을 나타낸다.

16. ②

리튬과 스트론튬은 다른 물질이므로 선 스펙트럼이 다르게 나타난다.

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 불꽃 반응 색을 나타낸다. 또, 불꽃 반응 색이 비슷한 원소도 원소의 종류에 따라 선 스펙트럼이 다르게 나타나므로 선 스펙트럼을 비교하여 쉽게 구별할 수 있다.

20. ③

불꽃 반응 색이 같다는 것은 성분 원소가 같다는 의미이다. 즉 화학 변화가 일어나도 불꽃 반응 색의 변화가 없다는 것은 원소가 변하지 않았다는 것이다.