'「용액의 종류와 용해도」'[2014 EBS N제-(A형)]

[구렛나루]

11~14 다음 글을 읽고 물음에 답하시오.

고체, 액체, 기체 상태의 여러 물질은 물이나 다른 액체에 녹는 경우가 대부분이다. 이렇게 물질이 액체에 녹는 현상을 용해라 하고, 어떤 액체에 물질을 녹여서 용액을 만들 때 그 액체를 용매, 용액에 녹아 있는 물질을 용질이라 한다. 용액은 용질이 녹아 있는 정도에 따라 포화 용액, 불포화 용액, 과포화 용액으로 ㉠구분할 수 있다.

포화 용액은 일정량의 용매에 용질이 최대로 녹아 있는 용액을 말하고, 불포화 용액은 포화 상태보다 용질이 더 적게 녹아 있는 용액을, 과포화 용액은 포화 상태보다 용질이 더 많이 녹아 있는 용액을 말한다. 용액 속에 녹아 있던 용질이 결정화되어 침전되는 현상을 석출이라고 하는데, 포화 용액은 용해의 속도와 석출의 속도가 같은 동적 평형 상태에 있게 된다. ㉡하지만 불포화 용액에 서는 용해의 속도가 석출의 속도보다 빠르고, 과포화 용액에서는 이와 반대가 된다. 바닷물을 염전에 가두면 물이 증발하면서 소금이 생기게 되는데, 이는 물의 증발로 바닷물이 지속적으로 과포화 용액이 되면서 소금이 석출되는 것이다.

용해는 용질 입자 간의 인력보다 용질 입자와 용매 입자 간의 인력이 크기 때문에 발생하고, 용해가 되더라도 질량을 결정하는 용매와 용질의 입자 수에는 변함이 없다. ㉢즉 용해되기 전과 용해된 후의 용질과 용매의 총질량은 변하지 않는다. 그리고 일정한 온도에서 일정량의 용매에 녹는 용질의 양에는 한도가 있다. 용질이 용매에 용해되는 한도를 나타내기 위해서 용해도라는 개념을 사용하는데, 이는 100g의 용매에 용해되는 물질의 최대량을 g으로 표시한 것이다. 예를 들어 소금은 20℃의 물 100g에 최대 35.82g이 녹을 수 있으므로 20℃에서 물에 대한 소금의 용해도는 35.82가 된다. 용해될 때 흡열 반응을 보이는 용질은 용매의 온도가 상승함에 따라 용해도가 증가하고, 반대로 발열 반응을 보이는 용질은 용매의 온도가 상승함에 따라 용해도가 감소하는데, 이러한 용해도의 변화를 그래프로 나타낸 것을 용해도 곡선이라고 한다. 일반적으로 고체의 용해도는 압력의 영향을 거의 받지 않고, 용매의 온도가 상승함에 따라 증가한다. ㉣예를 들어 어떤 고체 A의 용해도가 10℃에서 2, 20℃에서 5, 30℃에서 7이라고 생각해 보자. 20℃의 포화 용액 105g을 온도를 높여 30℃에 이르게 하면 A를 2g 더 녹일 수 있는 불포화 용액이 된다. 반대로 10℃로 온도를 낮추게 되면 과포화 용액이 되어 3g의 A가 석출된다.

[A][고체와 달리 기체의 용해도는 일정한 온도에서 압력에 비례하고, 일정한 압력에서 용매의 온도가 상승함에 따라 감소한다. 예를 들어 0℃의 물 100g에 녹는 산소의 용해도는 1기압에서 6.8×10-3, 2기압에서 2×6.8×10-3이고, 1기압에서 물 100g에 녹는 이산화탄소의 용해도는 0℃에서 3.6, 20℃에서 1.7이 된다. 물이 끓기 시작하기 직전에 냄비의 벽면에 작은 기포가 생기게 되는데 ㉤이는 온도가 상승함에 따라 물에 녹아 있던 기체가 용해되기 전으로 돌아가는 것이다. 압력과 온도에 따른 기체의 용해도 변화는 물속에 녹아 있는 산소량인 용존 산소량을 비교해 보면 쉽게 이해할 수 있다. 기압이 낮은 고지대에 있는 물보다 기압이 높은 저지대에 있는 물의 용존 산소량이 많고, 같은 지역 내의 바닷물이라도 한류보다 난류의 용존 산소량이 적다.]

11 윗글의 내용과 일치하지 않는 것은?

① 용해 전과 후에 용질이 갖고 있는 입자 수는 동일하다.

② 포화 용액에서는 용질의 용해 속도와 석출 속도가 같다.

③ 고체의 용해도는 일정한 온도에서 압력에 비례하여 변화한다.

④ 고체가 용해된 포화 용액의 온도를 높이면 불포화 용액이 된다.

⑤ 압력이 동일한 상황일 때 한류는 난류보다 산소의 용해도가 높다.

12 [A]를 참고하여 <보기>의 빈칸에 들어갈 말을 추론한 것으로 가장 적절한 것은?

<보기>

설탕물에 이산화탄소를 녹여 만든 탄산계 청량음료는 병마개를 한 번 열게 되면 탄산의 톡 쏘는 맛이 점차 사라지게 된다. 그 이유는 마개를 여는 순간부터 ( ) 때문이다.

① 병 안의 온도가 높아지면서 용해도가 증가한 만큼 이산화탄소 가 음료 안으로 녹아들기

② 병 안의 온도가 낮아지면서 용해도가 감소한 만큼 이산화탄소 가 음료 밖으로 날아가기

③ 병 안의 압력이 높아지면서 용해도가 증가한 만큼 이산화탄소 가 음료 안으로 녹아들기

④ 병 안의 압력이 낮아지면서 용해도가 감소한 만큼 이산화탄소 가 음료 밖으로 날아가기

⑤ 병 안의 온도와 압력이 낮아지면서 용해도가 감소한 만큼 이산화탄소가 음료 밖으로 날아가기

13 윗글을 바탕으로 1기압 하에서 얻은 <보기>의 용해도 곡선을 이해한 내용으로 적절하지 않은 것은?

※ ㉮: 물질 A의 용해도 곡선

㉯: 물질 B의 용해도 곡선

① ㉮와 ㉯의 곡선 상에 있는 점들은 모두 포화 용액 상태를 나타내겠군.

② 20℃의 온도에서 물 100g에 녹을 수 있는 물질 A, B의 양은 똑같겠군.

③ 물질 A, B는 모두 물에 용해될 때 흡열 반응을 보이는 용질이라고 할 수 있겠군.

④ 60℃의 물 100g에 물질 A, B를 20g씩 녹인 후, 물의 온도를 0℃로 낮추면 B만 10g이 석출되겠군.

⑤ 온도가 상승함에 따라 물질 A, B의 용해도가 증가하고 있으므로 ㉮, ㉯는 고체의 용해도 곡선이겠군.

14 글의 특성과 문맥을 고려할 때, ㉠~㉤을 활용한 독서 방안으로 적절 하지 않은 것은?

① ㉠은 일정한 기준에 따라 대상을 나눌 때 쓰는 말이므로, 대상을 구분하는 기준이 무엇인지 잘 인지해야겠어.

② ㉡은 상반된 두 내용을 함께 제시할 때 쓰는 말이므로, 이어진 앞뒤 내용이 어떤 점에서 다른지 탐색해야겠어.

③ ㉢은 인과 관계를 언급할 때 쓰는 말이므로, 앞부분이 어떤 결과를 초래하는지를 정확하게 이해해야겠어.

④ ㉣은 구체적인 사례를 제시할 때 쓰는 말이므로, 뒤에 이어진 내용을 바탕으로 앞의 설명에서 이해가 부족했던 부분을 보완해야겠어.

⑤ ㉤은 앞에서 나온 내용을 가리킬 때 쓰는 말이므로, 지시하는 내용이 무엇인지 정확하게 살펴보아야겠어.   

15 다음은 독서 과정의 일부를 보여 주는 자료이다. 독서 과정에 나타난 학생의 독서 활동에 대한 설명으로 적절하지 않은 것은?

국어 시간에, 내가 읽은 책을 친구들에게 소개하는 발표를 해야 하는데 어떤 책을 선택할까? 과학 서적을 소개하려고 하는데 어떤 분야가 좋을까? 그래, 딱딱하지 않으면서 쉽게 접근할 수 있는 생물학 관련 서적을 도서관에서 찾아보자.

아, 여기 있네. 먼저 목차를 읽어 보자. (목차를 읽는다.) ‘죄수의 딜레마 게임을 보여 주는 개미들’, ‘동물들의 첩보전’, ‘동물들도 정치를 한다’…… 참 흥미로워 보이네. 동물들의 행동 특성에 관련한 내용들일 거야. 재미있겠는걸. 이것으로 발표를 하자.

책을 소개하기 위해서는 작가가 어떤 관점에서 글을 썼는지를 알아야 해. 그렇다면 머리말을 읽어 보자. (머리말을 끝까지 읽는 다.) 글쓴이는 ‘인간과 동물은 하나다!’라는 관점에서 글을 써 독자들이 동물을 이해하는 데 도움을 주고자 했구나. 그리고 인간과 동물들의 상생이 오늘날 인류가 맞닥뜨리고 있는 자연의 위기에 대한 해법이라고 생각하고 있어. 이 점을 언급해 주자.

그럼 책장을 넘겨 볼까? (1장의 소제목을 본다.) ‘죄수의 딜레마 게임을 보여 주는 개미들’, 어떤 내용일까? (책을 읽다가 멈춘다.) ‘죄수의 딜레마 게임’(밑줄을 긋는다.) 1장에서 제일 중요한 내용이니까 확실하게 그 개념을 알고 가야 해. (메모하면서 끝까지 읽는다.)

자, 그럼 1장의 내용을 정리해 보자. (메모한 내용을 다시 훑어보면서 읽은 내용을 정리한 후) 와! 개미도 인간처럼 ‘죄수의 딜레마 게임’을 삶에 적용해 왔구나! 우리가 그동안 개미를 너무 얕 잡아봤나? 이 책을 친구들에게 흥미롭게 소개하려면 어떤 방법을 써야 할까? ‘죄수의 딜레마 게임’을 잘 보여 주는 친숙한 사례를 일상생활에서 찾아 친구들에게 소개해 주어야겠어. 그러면 ‘죄수의 딜레마 게임’이 무엇인지를 효과적으로 전달할 수 있어서 흥미롭고 유익한 발표가 될 수 있을 거야. 그럼, 먼저 인터넷 을 검색해 보자. (인터넷 검색을 한다.)

① 책의 목차를 보고 내용을 예측하는 활동을 하였다.

② 중요한 내용이라고 생각되는 것을 메모하면서 읽었다.

③ 글쓴이의 견해에 의문을 제기하면서 비판적으로 읽었다.

④ 머리말에 있는 정보를 통해 글쓴이의 관점을 확인하였다.

⑤ 책을 통해 얻은 정보를 효과적으로 전달하는 방법을 찾았다. 

도움자료

[2014 EBS N제]-(A형)

「용액의 종류와 용해도」

용액의 종류 및 압력과 온도에 따른 고체와 기체의 용해도 변화를 설명하고 있는 글이다. 용액은 용질이 녹아 있는 정도에 따라 포화 용액, 불포화 용액, 과포화 용액으로 구분할 수 있는데, 포화 용 액에서는 용해의 속도와 석출의 속도가 같고, 불포화 용액에서는 용해의 속도가 석출의 속도보다 빠르며, 과포화 용액에서는 석출의 속도가 용해의 속도보다 빠른 특징을 보인다. 용질이 용매에 용해되는 한도를 용해도라 하고, 용해도의 변화를 그래프로 나타낸 것을 용해도 곡선이라고 한다. 고체의 용해도는 압력의 영향을 거의 받지 않고, 용매의 온도가 상승함에 따라 증가하는 특징을 보인다. 고체와 달리 기체의 용해도는 일정한 온도에서 압력에 비례하고, 일정한 압력에서 용매의 온도가 상승함에 따라 감소하는 특징을 보인다.

용액의 종류 및 고체와 기체의 용해도

■ 1문단: 용해의 개념과 용액의 종류

■ 2문단: 용액의 종류에 따른 용해의 속도와 석출의 속도

■ 3문단: 용해도와 용해도 곡선의 개념

■ 4문단: 압력과 온도가 고체의 용해도에 미치는 영향

■ 5문단: 압력과 온도가 기체의 용해도에 미치는 영향

11 세부 정보의 파악 ③

4문단에서 일반적으로 고체의 용해도는 압력의 영향을 거의 받지 않는다고 설명하고 있다. 따라서 압력의 변화가 고체의 용해도에 미치는 영향력은 거의 없다고 할 수 있다.

① 3문단에서 용해가 되더라도 질량을 결정하는 용매와 용질 입자의 수에는 변함이 없기 때문에 용질과 용매의 총질량은 변하지 않는다고 설명하고 있다.

② 2문단에서 포화 용액에서는 용해의 속도와 석출의 속도가 같은 동적 평형 상태가 이루어진다고 설명하고 있다.

④ 4문단에서 고체의 용해도는 용매의 온도가 상승함에 따라 증가하고 그에 따라 용액의 종류가 달라질 수 있다는 것을 예를 들어 설명 하고 있다.

⑤ 마지막 문단에서 일정한 압력에서 용매의 온도가 상승함에 따라 기체의 용해도는 감소하기 때문에 같은 지역 내의 바닷물이라도 한 류보다 난류의 용존 산소량이 적다고 설명하고 있다.

12 다른 상황에의 적용 ④

[A]에서 기체의 용해도는 압력에 비례하고, 온도가 상승함에 따라 감소한다고 언급하고 있다. 이산화탄소를 녹여 만든 청량음료의 병마개를 열었을 때 탄산의 톡 쏘는 맛이 사라지는 것은 이산화탄소의 용해도가 그만큼 떨어졌다는 것을 의미한다. 이산화탄소의 용해도에 영향을 미치는 것은 온도와 압력인데, 탄산이 사라지기 위해서는 압력이 낮아지거나 온도가 올라가야 한다. 따라서 병마개를 여는 것이 압력을 감소시켰거나 온도를 상승시켰으리라는 추론을 할 수 있다. 이를 고려할 때, 정답이 될 수 있는 선지는 ‘압력이 낮아지면서 용해도가 감소한 만큼 이산화탄소가 날아갔다.’라거나 ‘온도가 상승하면서 용해도가 감소한 만큼 이산화탄소가 날아갔다.’로 진술되어 있어야 하는데, ④가 전자에 해당한다.

① 기체의 용해도는 용매의 온도가 상승함에 따라 감소하므로 병 안의 온도가 높아지면 용해도가 감소하게 된다.

② 기체의 용해도는 용매의 온도가 상승함에 따라 감소하므로 병 안 의 온도가 낮아지면 용해도가 증가하게 된다.

③ 기체의 용해도는 일정한 온도에서 압력에 비례하므로 병 안의 압력이 높아지면 용해도가 증가하는 것은 맞지만, 병마개를 한 번 열게 되면 탄산의 톡 쏘는 맛이 점차 사라지게 되므로 이산화탄소가 음료 안으로 녹아드는 것이 아니라 음료 밖으로 날아가는 상황이라고 할 수 있다.

⑤ 기체의 용해도는 압력에 비례하고 용액의 온도가 상승함에 따라 감소하므로, 병 안의 압력이 낮아지면 용해도가 감소하는 것은 맞지 만, 병 안의 온도가 낮아지면 용해도는 증가하므로 적절하지 않다.

13 구체적 상황에의 적용 ④

0℃의 물 100g에서 물질 A의 용해도는 10, B의 용해도는 30이다. 석출은 용해도가 초과되는 만큼 이루어진다는 것을 고려할 때, 60℃의 물 100g에 물질 A, B를 20g씩 녹인 후, 물의 온도를 0℃로 낮추면, B는 용해도를 초과하지 않은 상태이므로 석출이 일어나지 않고, A는 용해도를 초과한 상태이므로 10g이 석출된다고 할 수 있다.

① 용해도는 100g의 용매에 용해되는 물질의 최대량을 g으로 표시한 것이므로 용해도 곡선은 포화 용액 상태의 점들을 나타낸 것이다.

② 20℃에서 물질 A, B의 용해도가 같으므로, 20℃의 온도에서 물 100g에 녹을 수 있는 A, B의 양은 똑같다.

③ 3문단의 내용을 통해 흡열 반응을 보이는 물질은 용매의 온도가 상승함에 따라 용해도가 증가한다는 것을 알 수 있다. ㉮, ㉯는 온도가 상승함에 따라 용해도가 증가하고 있으므로, 물질 A, B는 모두 흡열 반응을 보이는 용질이라고 할 수 있다.

⑤ 일반적으로 고체는 용매의 온도가 상승함에 따라 용해도가 증가하고, 기체는 용매의 온도가 상승함에 따라 용해도가 감소한다. 따라서 ㉮, ㉯는 고체의 용해도 곡선이라고 할 수 있다.

14 독서 방법의 적절성 평가 ③

‘즉’은 ‘다시 말하여’, ‘다른 것이 아니라 바로’의 의미로 앞의 내용을 강조할 때 사용하는 부사이다. ③은 ‘즉’을 인과 관계를 나타내는 부사로 이해하고 있으므로 적절하지 않다.

① ‘구분’은 일정한 기준에 따라 대상을 몇 갈래로 나누는 것이므로 적절한 독서 방안이라고 할 수 있다.

② ‘하지만’은 서로 일치하지 아니하거나 상반되는 사실을 나타내는 두 문장을 이어 줄 때 쓰는 접속 부사이므로 적절한 독서 방안이라고 할 수 있다.

④ ‘예를 들어’는 본보기가 될 만한 사물이나 현상을 사례로 제시할 때 쓰는 말이므로 적절한 독서 방안이라고 할 수 있다.

⑤ ‘이는’은 바로 앞에서 언급한 대상을 가리킬 때 쓰는 말이므로 적절한 독서 방안이라고 할 수 있다.

15 ③ 

「발표 준비를 위한 독서」

읽은 책을 소개하는 발표를 준비하기 위해 행한 독서 과정을 보여 주는 글이다. 기준에 따른 책의 선택, 목차를 통한 책의 내용 예측, 머리말을 통한 글쓴이의 관점 파악, 구체적인 독서 활동 등을 순차적으로 정리하여 학생이 독서를 수행하는 과정이 구체적으로 서술되어 있다.

책을 소개하는 발표를 준비하기 위한 독서 과정

■ 1문단: 독서할 책을 선택하는 활동

■ 2문단: 목차를 통해 책의 내용을 예측하는 활동

■ 3문단: 머리말을 통해 글쓴이의 관점을 확인하는 활동

■ 4문단: 중요한 내용을 메모하는 활동

■ 5문단: 책에서 읽은 내용을 정리하는 활동

15 독서 방법의 파악 ③

학생이 의문을 보인 독서 과정은 책을 선택하는 단계와 1장의 내용을 정리하는 단계에서이다. 그런데 소개할 책을 선택하는 단계에서 보인 의문은 읽을 책을 선택하는 과정에서 보인 독백이라고 할 수 있고, 1장의 내용을 정리하는 단계에서 보인 의문은 책에서 읽은 내용에 대한 감탄과 확인의 의미가 담긴 독백이라고 할 수 있다. 따라서 학생이 글쓴이의 견해에 의문을 제기하면서 비판적으로 읽는 독서 과정을 이행하지는 않았음을 알 수 있다.

① 2문단에서 목차를 보고 동물들의 행동 특성에 관련된 재미있는 내용일 것이라고 예측하고 있다.

② 4문단에서 책에서 중요하게 다루고 있는 ‘죄수의 딜레마 게임’과 관련된 내용을 메모하고 있다.

④ 3문단에서 머리말의 내용을 통해 글쓴이가 ‘인간과 동물은 하나다!’라는 관점에서 글을 썼다는 것을 확인하고 있다.

⑤ 5문단에서 책을 통해 알게 된 ‘죄수의 딜레마 게임’을 효과적으로 전달하기 위해서 일상에서의 친숙한 사례를 찾아 친구들에게 소개하려는 계획을 세우고 있다.