#37 중화열과 중화점 (1)

문제 1 · OX 문제

산과 염기가 만나 물(H₂O)을 생성하는 중화 반응이 일어날 때 발생하는 열의 크기는, 생성되는 물 분자의 양이 많을수록 더 커진다. ( )

정답: O

중화 반응은 수소 이온(H⁺)과 수산화 이온(OH⁻)이 만나서 춤을 추는 '짝짓기 파티'예요! 커플이 많이 탄생해서 물(H₂O)이 많이 만들어질수록 댄스파티의 열기가 후끈 달아올라 온도가 쑥쑥 올라가는 거랍니다.

문제 2 · OX 문제

농도와 온도가 같은 묽은 염산(HCl)과 수산화 나트륨(NaOH) 수용액을 혼합했을 때, 혼합 용액의 온도가 가장 높게 측정된 지점의 액성은 염기성이다. ( )

정답: X

온도가 가장 높다는 건 파티에 온 남녀(H⁺와 OH⁻)가 단 한 명의 솔로도 없이 완벽하게 짝을 지었다는 뜻이에요! 남는 이온이 없기 때문에 산성도 염기성도 아닌 아주 평화로운 '중성' 상태가 된답니다.

문제 3 · OX 문제

산과 염기 수용액을 섞었을 때, 혼합 용액 속에 반응하지 않고 남은 수산화 이온(OH⁻)이 존재한다면 이 용액은 염기성을 띤다. ( )

정답: O

짝짓기 파티가 끝났는데 OH⁻ 친구들만 짝을 못 찾고 벤치에 우두커니 남아있네요! 이 남겨진 솔로(OH⁻)들의 성격이 용액 전체의 분위기를 지배하기 때문에, 이 용액은 결국 '염기성'이 되는 거예요.

문제 4 · OX 문제

농도가 같은 묽은 염산과 수산화 나트륨을 섞을 때, 혼합하는 두 수용액의 부피가 정확히 같을 때 생성된 물(H₂O)의 양이 가장 적다. ( )

정답: X

1대 1 미팅에 남자 6명, 여자 6명이 정확히 숫자를 맞춰서 나왔어요! 짝을 못 찾고 겉도는 사람 없이 전원 커플(물)이 되었으니, 이때 만들어진 물의 양이 최고로 많겠죠?

문제 5 · OX 문제

중화 반응이 완벽하게 일어나 중성이 된 혼합 용액에 BTB 지시약 용액을 떨어뜨리면, 색깔이 노란색으로 변한다. ( )

정답: X

BTB 지시약은 교통 신호등이에요! 산성은 노란불(경고!), 염기성은 파란불(통과!), 그리고 둘이 완벽하게 만나 화해한 중성 상태는 마음이 편안해지는 '초록불'이 켜진답니다.

문제 6 · 빈칸 채우기

산의 수소 이온(H⁺)과 염기의 수산화 이온(OH⁻)이 만나 서로의 성질을 잃고 물을 생성하는 반응을 ( ) 반응이라고 한다. (2글자)

정답: 중화

불같이 뜨거운 산과 미끌미끌한 염기가 만나 서로의 성질을 싹 지워버리고(중화) 평화로운 물로 변신하는 놀라운 화학적 화해의 과정이에요!

문제 7 · 빈칸 채우기

산과 염기가 중화 반응을 할 때 생성되는 물의 양이 많을수록 발생하는 ( )의 크기도 커진다. (3글자)

정답: 중화열

짝짓기 파티에서 커플(물)이 많이 탄생할수록 댄스파티의 열기(중화열)가 후끈 달아올라 혼합 용액의 온도가 쑥쑥 올라가는 거랍니다.

문제 8 · 빈칸 채우기

농도가 같은 산과 염기를 섞었을 때, 혼합 용액의 ( )이/가 가장 높은 지점이 중화 반응이 가장 많이 일어난 중화점이다. (2글자)

정답: 온도

열기가 가장 뜨겁다는 건 파티에 온 남녀(H⁺와 OH⁻)가 단 한 명의 솔로도 없이 100% 완벽하게 짝을 지어 춤을 추고 있다는 뜻이에요!

문제 9 · 빈칸 채우기

혼합 용액 속에 반응하지 않고 남은 수소 이온(H⁺)이 둥둥 떠다니며 존재하면, 이 용액의 액성은 ( )을/를 띤다. (2글자)

정답: 산성

짝을 찾지 못하고 씩씩거리며 남아있는 H⁺ 선수들 때문에 용액 전체가 레몬처럼 톡 쏘는 산성의 성질을 강하게 띠게 된답니다.

문제 10 · 빈칸 채우기

혼합 용액 속에 짝을 짓지 못하고 남은 수산화 이온(OH⁻)이 넉넉하게 존재하면, 이 용액의 액성은 ( )을/를 띤다. (3글자)

정답: 염기성

파티가 끝났는데 OH⁻ 친구들만 우두커니 남아있네요! 이 남겨진 솔로들의 성격이 용액 전체를 텁텁하고 미끌미끌한 염기성으로 만들어 버려요.

문제 11 · 단답형

산과 염기가 만나 서로의 톡 쏘는 성질과 미끌거리는 성질을 잃고 열을 발생시키며 물로 변하는 화학 반응의 이름은 무엇인가? (4글자)

정답: 중화반응

아주 강력한 무기를 가진 두 라이벌 부대가 만나 무기를 내려놓고 완벽하게 화해(중화)하는 평화로운 화학 반응이랍니다.

문제 12 · 단답형

농도와 온도가 같은 묽은 염산과 수산화 나트륨 수용액을 혼합했을 때, 용액의 온도가 가장 높게 측정된 지점의 액성은 무엇인가? (2글자)

정답: 중성

산성의 공격적인 성질도, 염기성의 미끌거리는 성질도 모두 사라진 완벽한 평화의 상태예요! 남는 이온이 없으니 한쪽으로 치우치지 않은 아주 공평한 '중성'이 된답니다.

문제 13 · 단답형

농도가 같은 묽은 염산 2mL와 수산화 나트륨 수용액 10mL를 섞은 혼합 용액에 BTB 지시약을 떨어뜨리면 관찰할 수 있는 색깔은 무엇인가? (3글자)

정답: 파란색, 파랑색

수소 이온(H⁺)은 2명인데 수산화 이온(OH⁻)은 10명이나 파티에 왔어요! 당연히 짝을 맺고도 OH⁻가 8명이나 남겠죠? 염기성이 된 이 구역에는 BTB 신호등이 통과를 뜻하는 시원한 '파란불'을 켠답니다.

문제 14 · 단답형

농도가 같은 묽은 염산 10mL와 수산화 나트륨 수용액 2mL를 섞은 혼합 용액에 BTB 지시약을 떨어뜨리면 관찰할 수 있는 색깔은 무엇인가? (3글자)

정답: 노란색, 노랑색

이번엔 반대예요! H⁺가 10명이나 몰려왔는데 OH⁻는 2명뿐이네요. 결국 H⁺가 8명이나 남아서 장악했으니, 산성 구역임을 알리는 경고의 '노란불'이 켜진답니다.

문제 15 · 단답형

중화 반응에서 산의 수소 이온(H⁺)과 염기의 수산화 이온(OH⁻)이 만나 공통으로 만들어 내는 투명한 액체 물질은 무엇인가? (1글자)

정답: 물

산과 염기가 치열하게 싸우다가 화해의 악수를 하면서 만들어내는 땀방울이자 지구 생명의 상징! 우리가 매일 마시는 바로 그 맑은 '물'이랍니다.

문제 16 · 보기 선택

중화열과 중화 반응에 대한 화학적 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 물(H₂O) 분자가 많이 만들어질수록 발생하는 열이 많아져 혼합 용액의 온도가 높아진다.
• ㄴ. 수소 이온(H⁺)과 수산화 이온(OH⁻)이 결합하는 화학 반응이 일어날 때 열이 발생한다.
• ㄷ. 중화 반응은 열을 흡수하여 용액을 꽁꽁 얼려버리는 강력한 냉각 반응이다.
• ㄹ. 혼합 용액의 온도가 가장 높은 지점이 두 용액 속 이온이 남김없이 중화된 곳이다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄹ

중화 반응은 댄스파티예요! H⁺와 OH⁻가 만나 커플(물)이 되어 신나게 춤을 출 때마다 후끈후끈한 열기(중화열)가 뿜어져 나오죠. 커플이 가장 많이 탄생한 순간, 파티장의 온도는 최고조를 찍게 된답니다!

문제 17 · 보기 선택

농도가 같은 묽은 염산(HCl)과 수산화 나트륨(NaOH) 수용액을 완벽하게 동일한 부피로 섞었을 때 나타나는 현상으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 중화열이 가장 많이 발생하여 혼합 용액의 온도가 최고점에 도달한다.
• ㄴ. 지시약인 BTB 용액을 떨어뜨리면 중성을 나타내는 초록색 불이 켜진다.
• ㄷ. 두 용액 속 이온들이 1:1로 결합하므로 생성된 물 분자의 수는 가장 적다.
• ㄹ. 반응하지 않고 남은 H⁺나 OH⁻가 없으므로 혼합 용액은 산성도 염기성도 띠지 않는다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄹ

남자 6명 대 여자 6명의 완벽한 짝짓기 파티! 한 명의 솔로도 남지 않고 모두 짝을 찾았으니 분위기는 너무나 평화로운 중성(초록색)이 되고, 다 같이 열정적으로 춤을 추니 파티장의 온도는 펄펄 끓어오른답니다.

문제 18 · 보기 선택

농도가 같은 상태에서 염기성 수용액(NaOH)의 부피를 산성 수용액(HCl)의 부피보다 훨씬 많이 넣고 섞었을 때, 혼합 용액의 특징으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 수용액 속에 짝을 찾지 못하고 반응하지 않은 OH⁻가 그대로 남아 있다.
• ㄴ. 지시약인 BTB 용액을 떨어뜨리면 염기성임을 알리는 파란색으로 변한다.
• ㄷ. 혼합 용액 전체의 액성은 미끌거리는 염기성이다.
• ㄹ. 짝을 짓지 못하고 남은 이온들이 돌아다니므로, 혼합 용액의 온도는 실험 중 가장 높다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄷ

염기성 팀(OH⁻)에서 선수를 너무 많이 보냈어요! 산성 팀(H⁺)과 모두 짝을 맺고 나서도 OH⁻ 선수들이 벤치에 잔뜩 남아있게 되죠. 이 남은 선수들 때문에 용액은 염기성이 되고, BTB 신호등은 시원한 파란불이 켜진답니다.

문제 19 · 보기 선택

농도가 같은 상태에서 산성 수용액(HCl)의 부피를 염기성 수용액(NaOH)의 부피보다 훨씬 많이 넣고 섞었을 때, 혼합 용액의 특징으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 수용액 속에 짝을 찾지 못하고 반응하지 않은 H⁺가 그대로 남아 있다.
• ㄴ. 지시약인 BTB 용액을 떨어뜨리면 경고를 뜻하는 노란색으로 변한다.
• ㄷ. 혼합 용액 전체의 액성은 톡 쏘는 산의 성질을 띠는 산성이다.
• ㄹ. 적게 들어온 염기성 수용액(NaOH)은 반응하지 않고 용액 속에서 무시당한다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄷ

이번엔 산성 팀(H⁺)에서 선수가 우르르 몰려왔네요! 적게 들어온 OH⁻ 선수들과 얼른 짝을 지었지만, 그래도 H⁺ 선수들이 많이 남아서 씩씩거리고 있어요. H⁺가 장악한 이 구역은 당연히 산성(노란색)이 된답니다.

문제 20 · 보기 선택

산과 염기의 중화 반응 원리에 대한 화학적 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 강력한 산과 염기가 섞이면 서로의 독특한 성질을 지우고 화해하는 반응이다.
• ㄴ. 중화 반응이 일어날 때 진짜 반응하는 이온들의 식은 H⁺ + OH⁻ → H₂O 이다.
• ㄷ. 혼합 용액의 액성은 짝짓기 반응이 모두 끝난 후 용액에 남아있는 이온에 따라 결정된다.
• ㄹ. 혼합 용액의 온도는 반응이 완전히 끝난 후에도 식지 않고 무한히 계속 올라간다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄷ

치열하게 싸우던 불(산)과 얼음(염기)이 만나 서로의 힘을 싹 지워버리고(중화), 예쁜 물방울로 변신하는 아름다운 평화 협정이에요! 누가 더 많이 병력을 보냈느냐에 따라 살아남은 녀석들이 용액의 최종 액성을 결정짓는 깃발을 꽂게 된답니다.

문제 21 · 객관식

농도가 같은 묽은 염산(HCl)과 수산화 나트륨(NaOH) 수용액을 여러 가지 부피 비율로 혼합하는 실험에서, 혼합 용액의 온도가 최고점을 찍는 완벽한 조건으로 가장 적절한 것은?

• ① 두 수용액의 혼합 부피가 정확히 같아서 수소 이온과 수산화 이온이 남김없이 모두 짝을 지었을 때
• ② 묽은 염산의 부피를 수산화 나트륨보다 정확히 두 배 더 부어 수소 이온이 넉넉히 남을 때
• ③ 수산화 나트륨의 부피를 염산보다 정확히 두 배 더 부어 수산화 이온이 넉넉히 남을 때
• ④ 염산과 수산화 나트륨이 중화되지 못하고 각자의 톡 쏘고 미끌거리는 성질을 그대로 유지할 때
• ⑤ 두 수용액의 혼합 비율과 상관없이 무조건 용액을 양껏 많이 부어주면 온도가 무한정 상승한다.

정답: ①

댄스파티의 열기가 최고조에 달하려면 파티장에 노는 사람(남는 이온)이 한 명도 없어야 해요! 남녀 성비(부피)가 정확히 맞아서 전원이 커플(물)이 되어 춤을 출 때 뿜어져 나오는 땀(중화열)이 가장 뜨겁고 많답니다.

문제 22 · 객관식

묽은 염산 2mL와 수산화 나트륨 수용액 10mL를 섞은 혼합 용액에 BTB 지시약을 떨어뜨렸더니 파란색으로 변했다. 이 현상을 설명하는 화학적 원리로 가장 올바른 것은? (단, 두 용액의 농도는 같다)

• ① 수산화 이온보다 수소 이온이 더 많이 들어와 반응 후 H⁺가 남았기 때문이다.
• ② 두 이온이 1:1로 완벽하게 짝을 지어 물 분자만 가득한 중성 상태가 되었기 때문이다.
• ③ 수소 이온보다 수산화 이온이 훨씬 더 많아, 반응 후 짝을 찾지 못한 OH⁻가 넉넉히 남았기 때문이다.
• ④ 염산과 수산화 나트륨이 반응하여 파란색 물감을 내뿜는 화합물을 새롭게 합성했기 때문이다.
• ⑤ BTB 지시약이 용액의 온도와 마찰을 일으켜 물리적으로 색깔이 멍들었기 때문이다.

정답: ③

H⁺ 선수는 2명인데, OH⁻ 선수는 10명이나 들이닥쳤어요! 당연히 커플 2쌍이 맺어지고 나서도 OH⁻가 8명이나 벤치에 남아있겠죠? 이 벤치에 남은 OH⁻ 선수들 때문에 용액은 염기성을 띠게 되고, BTB 신호등은 파란불을 켜게 된답니다.

문제 23 · 객관식

산과 염기가 섞일 때 발생하는 '중화열'의 크기를 결정하는 가장 핵심적인 화학적 요인은 무엇인가?

• ① 반응 전 산성 수용액이 가지고 있던 고유한 냄새의 강도
• ② 수소 이온과 수산화 이온이 결합하여 생성된 물(H₂O) 분자의 총량
• ③ 반응에 참여하지 않고 구경만 하고 있는 구경꾼 이온(Na⁺, Cl⁻)들의 달리기 속도
• ④ BTB 지시약이 용액 속에서 변화시키며 흡수하는 빛의 파장 에너지
• ⑤ 반응 전 염기성 수용액을 담아두었던 비커 유리의 두께와 열전도율

정답: ②

중화열은 H⁺와 OH⁻가 만나 사랑에 빠져 물(H₂O)이라는 커플이 탄생할 때 터져 나오는 뜨거운 축하 폭죽과 같아요! 커플이 많이 탄생하면 탄생할수록 폭죽도 빵빵 많이 터지니까 온도가 팍팍 올라가는 건 당연한 이치겠죠?

문제 24 · 객관식

농도와 온도가 같은 묽은 염산 8mL와 수산화 나트륨 수용액 4mL를 혼합한 용액의 화학적 특징으로 올바르지 않은 것은?

• ① 두 용액이 섞이면서 H⁺와 OH⁻가 만나 열(중화열)이 방출된다.
• ② 염산의 양이 더 많아 수소 이온(H⁺)이 수산화 이온(OH⁻)보다 개수가 많다.
• ③ 이 혼합 용액에 BTB 지시약을 떨어뜨리면 산성의 특징인 노란색으로 변한다.
• ④ 반응하지 못한 수산화 이온(OH⁻)이 넉넉하게 남아있어 용액의 액성은 염기성이다.
• ⑤ 적게 들어온 수산화 이온(OH⁻)은 100% 모두 수소 이온과 결합하여 물이 되어버렸다.

정답: ④

산성 팀(H⁺)에서 8명이나 선수를 보냈는데, 염기성 팀(OH⁻)은 4명밖에 안 왔네요! OH⁻ 4명은 얼른 짝을 지어 물이 되었지만, 그래도 H⁺ 선수가 4명이나 짝 없이 남아돌아요. H⁺가 득실거리는 이 구역은 당연히 톡 쏘는 산성(노란색)이 될 수밖에 없답니다.

문제 25 · 객관식

농도가 같은 묽은 염산과 수산화 나트륨 수용액을 부피 비율을 다르게 하여 섞는 실험에 대한 종합적인 설명으로 가장 적절한 것은?

• ① 산과 염기를 섞으면 무조건 한쪽의 성질만 강력하게 살아남아 비커를 녹인다.
• ② 산의 부피를 무한정 계속해서 늘려 부어주면 용액의 온도도 100도 이상으로 끊임없이 상승한다.
• ③ 수소 이온(H⁺)과 수산화 이온(OH⁻)은 반응하지 않고 쿨하게 서로를 스쳐 지나간다.
• ④ 두 수용액이 정확히 1:1 비율로 만나 반응한 지점에서는 물이 생성되지 않아 온도가 가장 낮다.
• ⑤ BTB 용액의 색깔이 노란색, 초록색, 파란색으로 변하는 것을 통해 짝을 짓고 남은 이온의 종류가 무엇인지 확인할 수 있다.

정답: ⑤

BTB 지시약은 우리 눈에 보이지 않는 아주 작은 이온들의 생존 게임 결과를 알려주는 전광판이에요! 노란불이 켜지면 "H⁺ 생존!", 파란불이 켜지면 "OH⁻ 생존!", 초록불이 켜지면 "전원 짝짓기 성공(생존 이온 없음)!"이라는 뜻을 우리에게 확실하게 알려준답니다.