[화학분석기능사 필기] 09년 1회차
화학분석기능사 필기 기출문제

09년 1회차

총 60문항 · 객관식 · A4 약 1장

1 / 1
A4정답 포함
화학분석기능사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

09년 1회차

총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
다음 물질 중 승화와 관계가 없는 것은?
1드라이아이스
2나프탈렌
3알코올
4요오드
정답 및 해설

드라이아이스, 나프탈렌, 요오드는 고체에서 액체를 거치지 않고 바로 기체로 변하는 승화 현상을 잘 보이는 물질이다.

반면 알코올은 상온에서 액체 상태로 존재하며 가열하면 액체를 거쳐 기화하는 일반적인 증발·끓음의 상변화를 하므로 승화와는 관계가 없다.

문제 2
다음 물질 중 물에 가장 잘 녹는 기체는?
1NO
2C2H2
3NH3
4CH4
정답 및 해설

암모니아(NH₃)는 물 분자와 강한 수소결합을 형성할 수 있어 물에 매우 잘 녹는 기체이다.

NO와 CH₄는 극성이 약하거나 무극성이어서 용해도가 낮고, 아세틸렌(C₂H₂) 역시 물에 대한 용해도가 크지 않다.

문제 3
다음 중 주기율표상 V족 원소에 해당되지 않는 것은?
1P
2As
3Si
4Bi
정답 및 해설

규소(Si)는 주기율표 ⅣA족(14족) 원소로, P·As·Bi가 속한 ⅤA족(15족)과는 다른 족에 속한다.

인(P), 비소(As), 비스무트(Bi)는 모두 최외각 전자가 5개인 15족 원소이다.

문제 4
금속결합의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?
1양이온과 자유전자 사이의 결합이다.
2열과 전기의 부도체이다.
3연성과 전성이 크다.
4광택을 가진다.
정답 및 해설

금속결합 물질은 자유전자 덕분에 열과 전기의 좋은 도체이므로, 부도체라는 설명은 틀린 내용이다.

금속결합은 양이온과 자유전자 사이의 정전기적 인력으로 이루어지며, 자유전자가 전하와 열을 쉽게 운반해 전성·연성과 금속광택도 함께 나타난다.

문제 5
0℃, 2atm에서 산소분자수가 2.15×1021 개다. 이 때 부피는 약 몇 mL 가 되겠는가?
140 mL
280 mL
3100 mL
4120 mL
정답 및 해설

이상기체 상태방정식으로 부피를 구하면 산소 기체는 약 40 mL가 된다.

분자수를 아보가드로수로 나누어 몰수를 구하면 n=2.15×10216.02×1023≈3.57×10−3 moln = \dfrac{2.15\times10^{21}}{6.02\times10^{23}} \approx 3.57\times10^{-3}\ \mathrm{mol}이다.

이상기체 방정식 V=nRTPV=\dfrac{nRT}{P}에 0℃(273K), 2atm을 대입하면 V=3.57×10−3×0.0821×2732≈0.040 L=40 mLV=\dfrac{3.57\times10^{-3}\times0.0821\times273}{2}\approx0.040\ \mathrm{L}=40\ \mathrm{mL}가 된다.

문제 6
0.001M의 HCl 용액의 pH는 얼마인가?
12
23
34
45
정답 및 해설

0.001M HCl은 강산이므로 전부 이온화한다고 보면 수소이온 농도는 [H+]=1×10−3 M[\mathrm{H^+}] = 1\times10^{-3}\ \mathrm{M}이다.

따라서 pH는 pH=−log⁡[H+]=−log⁡(10−3)=3\mathrm{pH} = -\log[\mathrm{H^+}] = -\log(10^{-3}) = 3이 된다.

문제 7
원자번호 7번인 질소(N)은 2p 궤도에 몇 개의 전자를 갖는가?
13
25
37
414
정답 및 해설

질소(N, 원자번호 7)의 바닥상태 전자배치는 1s2 2s2 2p31s^2\,2s^2\,2p^3이므로 2p 궤도에는 전자가 3개 들어있다.

전체 7개의 전자 중 1s와 2s에 각각 2개씩 채워지고 남은 3개가 2p 오비탈 세 개에 훈트 규칙에 따라 하나씩 채워진다.

문제 8
HClO4에서 할로겐원소가 갖는 산화수는?
1+1
2+3
3+5
4+7
정답 및 해설

HClO₄에서 수소는 +1, 산소 4개는 총 -8의 산화수를 가지므로 화합물 전체의 산화수 합이 0이 되려면 염소(Cl)의 산화수는 +7이어야 한다.

과염소산(HClO₄)은 염소의 산화수가 가장 높은 옥소산 중 하나이다.

문제 9
황산(H2SO4) 용액 100 mL에 황산이 4.9g 용해되어 있다. 이 황산용액의 노르말 농도는?
10.5N
21N
34.9N
49.8N
정답 및 해설

노르말 농도(N)는 용질의 당량수(eq) ÷ 용액의 부피(L)로 구한다. 황산(H₂SO₄)의 분자량은 98이고, 황산은 2개의 H⁺를 방출하므로 1몰당 2당량이다. 주어진 황산 4.9g의 몰수는 4.9 ÷ 98 = 0.05mol이고, 당량수는 0.05mol × 2 = 0.1eq이다. 용액의 부피는 100mL = 0.1L이므로, 노르말 농도는 0.1eq ÷ 0.1L = 1N이다.

문제 10
다음 중 포화탄화수소 화합물은?
1요오드 값이 큰 것
2건성유
3시클로헥산
4생선기름
정답 및 해설

시클로헥산은 탄소 사이에 이중결합이 없는 포화탄화수소이다.

  • 요오드값이 큰 물질은 이중결합(불포화 결합)이 많다는 뜻이므로 불포화 화합물이다.
  • 건성유와 생선기름은 모두 불포화지방산 비율이 높은 유지로, 이중결합을 다수 포함한다.
문제 11
다음 중 식물 세포벽의 기본구조 성분은?
1셀룰로오스
2나프탈렌
3아닐린
4에틸에티르
정답 및 해설

식물 세포벽을 이루는 기본 구조 성분은 포도당이 사슬 모양으로 연결된 다당류인 셀룰로오스이다.

나프탈렌, 아닐린, 에틸에테르는 모두 세포벽 구성 성분과 무관한 유기화합물이다.

문제 12
펜탄의 구조이성질체는 몇 개 인가?
12
23
34
45
정답 및 해설

펜탄(C₅H₁₂)의 구조이성질체는 3개이다.

탄소가 일렬로 연결된 노말펜탄, 가지가 하나인 이소펜탄, 가지가 두 개인 네오펜탄으로 구분된다.

문제 13
열의 일당량의 값으로 옳은 것은?
1427 kgf·m/kcal
2539 kgf·m/kcal
3632 kgf·m/kcal
4778 kgf·m/kcal
정답 및 해설

열의 일당량은 427 kgf⋅m/kcal427\ \mathrm{kgf\cdot m/kcal}이다.

이는 1kcal의 열을 일로 환산하면 약 427 kgf·m의 일에 해당한다는 뜻으로, 열역학 제1법칙(에너지 보존)에서 열과 일의 환산 관계를 나타내는 상수이다.

문제 14
다음 중 명명법이 잘못된 것은?
1NaClO3 : 아염소산나트륨
2Na2SO3 : 아황산나트륨
3(NH4)2SO4 : 황산암모늄
4SiCl4 : 사염화규소
정답 및 해설

NaClO₃는 염소산나트륨이며, 아염소산나트륨은 NaClO₂의 명칭이므로 이 표기가 잘못되었다.

산소 개수에 따라 클로로 옥소산은 과염소산(ClO₄⁻)·염소산(ClO₃⁻)·아염소산(ClO₂⁻)·차아염소산(ClO⁻)으로 구분되므로 산소 수를 혼동하지 않아야 한다.

아황산나트륨(Na₂SO₃), 황산암모늄((NH₄)₂SO₄), 사염화규소(SiCl₄)는 모두 올바른 명명이다.

문제 15
다음 중 요오드포름 반응도 일어나고 은거울 반응도 일어나는 물질은?
1CH3CHO
2CH3CH2OH
3HCHO
4CH3COCH3
정답 및 해설

아세트알데히드(CH₃CHO)는 요오드포름 반응과 은거울 반응이 모두 나타나는 물질이다.

  • 에탄올(CH₃CH₂OH)은 요오드포름 반응은 양성이지만 알데히드기가 없어 은거울 반응은 나타나지 않는다.
  • 포름알데히드(HCHO)는 은거울 반응은 양성이지만 메틸기(CH₃-)가 없어 요오드포름 반응은 일어나지 않는다.
  • 아세톤(CH₃COCH₃)은 요오드포름 반응은 양성이지만 알데히드기가 없어 은거울 반응은 일어나지 않는다.

아세트알데히드는 CH₃-CO- 구조와 알데히드기(-CHO)를 동시에 가지므로 두 반응 모두에서 양성을 나타낸다.

문제 16
에탄올에 진한 황산을 촉매로 사용하여 160~170℃의 온도를 가해 반응시켰을 때 만들어지는 물질은?
1에틸렌
2메탄
3황산
4아세트산
정답 및 해설

에탄올에 진한 황산을 촉매로 넣고 160~170℃로 가열하면 분자 내 탈수 반응이 일어나 에틸렌이 생성된다.

같은 반응이라도 온도가 약 140℃로 낮으면 분자 간 탈수가 우세해져 다이에틸에터가 만들어지므로, 반응 온도가 생성물을 가르는 핵심 조건이다.

메탄이나 아세트산은 이 조건에서 생성되는 물질이 아니며, 진한 황산은 반응물이 아니라 촉매 겸 탈수제로 작용할 뿐이다.

문제 17
원자의 K 껍질에 들어있는 오비탈은?
1s
2p
3d
4f
정답 및 해설

K껍질(주양자수 n=1)에는 s 오비탈 하나만 존재한다.

p, d, f 오비탈은 각각 n=2 이상부터 나타나므로 K껍질에는 존재하지 않는다.

문제 18
다음 착이온 Fe(CN)64- 의 중심 금속이온의 전하수는?
1+2
2-2
3+3
4-3
정답 및 해설

착이온 [Fe(CN)₆]⁴⁻에서 시안화이온(CN⁻)은 각각 -1의 전하를 가지므로 6개의 CN⁻는 총 -6이 되고, 착이온 전체 전하가 -4가 되려면 중심 금속이온의 전하수는 +2이어야 한다.

즉 x+6×(−1)=−4x + 6\times(-1) = -4를 풀면 x=+2x = +2가 된다.

문제 19
결정의 구성단위가 양이온과 전자로 이루어진 결정형태는?
1금속결정
2이온결정
3분자결정
4공유결합결정
정답 및 해설

양이온과 자유전자로 이루어진 결정 형태는 금속결정이다.

이온결정은 양이온과 음이온의 정전기적 인력, 분자결정은 분자 사이의 반데르발스 힘, 공유결합결정은 원자 사이의 공유결합으로 이루어진다는 점에서 금속결정과 구별된다.

문제 20
비활성기체에 대한 설명으로 틀린 것은?
1다른 원소와 화합하지 않고 전자배열이 안정하다.
2가볍고 불연소성이므로 기구, 비행기 타이어 등에 사용된다.
3방전할 때 특유한 색상을 나타내므로 야간광고용으로 사용된다.
4특유의 색깔, 맛, 냄새가 있다.
정답 및 해설

비활성기체는 상온에서 무색, 무미, 무취인 것이 특징이므로 특유의 색깔·맛·냄새가 있다는 설명은 틀린 내용이다.

비활성기체는 최외각 전자껍질이 채워져 있어 화학적으로 안정하며 다른 원소와 잘 반응하지 않고, 가볍고 불연성이어서 기구나 타이어 충전에 쓰이며, 방전 시에는 원소별로 고유한 색의 빛을 내어 네온사인 등 야간광고용으로 활용된다.

문제 21
다음 중 비전해질은 어느 것인가?
1NaOH
2HNO3
3CH3COOH
4C2H5OH
정답 및 해설

에탄올(C₂H₅OH)은 물에 녹아도 이온화하지 않는 비전해질이다.

NaOH, HNO₃, CH₃COOH는 모두 물에 녹으면 이온으로 해리되어 전기를 통하게 하는 전해질이다.

문제 22
다이아몬드, 흑연은 같은 원소로 되어 있다. 이러한 단체를 무엇이라 하는가?
1동소체
2전이체
3혼합물
4동위화합물
정답 및 해설

다이아몬드와 흑연처럼 같은 원소로 이루어졌지만 원자 배열이 달라 성질이 다른 단체를 동소체라고 한다.

탄소 원자가 정사면체 구조로 결합하면 다이아몬드가 되고, 육각 평면 구조로 층을 이루면 흑연이 되어 서로 물리적 성질이 크게 달라진다.

문제 23
이소프렌, 부타디엔, 클로로프렌은 다음 중 무엇을 제조할 때 사용되는가?
1합성섬유
2합성고무
3합성수지
4세라믹
정답 및 해설

이소프렌, 부타디엔, 클로로프렌은 모두 합성고무를 만드는 단량체로 쓰인다.

이들 화합물은 이중결합을 가진 디엔계 단량체로, 중합 반응을 거쳐 고무와 같은 탄성을 가진 고분자가 된다.

문제 24
이산화탄소가 쌍극자모멘트를 가지지 않는 주된 이유는?
1C=O 결합이 무극성이기 때문
2C=O 결합이 공유 결합이기 때문
3분자가 선형이고 대칭이기 때문
4C와 O의 전기음성도가 비슷하기 때문
정답 및 해설

이산화탄소가 쌍극자모멘트를 갖지 않는 주된 이유는 분자가 선형이고 대칭 구조이기 때문이다.

C=O 결합 자체는 산소의 전기음성도가 커서 극성을 띠지만, O=C=O 구조에서 두 C=O 결합의 쌍극자가 서로 정반대 방향으로 크기가 같아 완전히 상쇄된다.

C=O 결합이 무극성이라거나 공유결합이라는 설명, C와 O의 전기음성도가 비슷하다는 설명은 모두 실제 사실과 다르다.

문제 25
용액의 끓는점 오름은 어느 농도에 비례하는가?
1백분율 농도
2몰 농도
3몰랄 농도
4노르말 농도
정답 및 해설

용액의 끓는점 오름은 용매 1kg에 녹아있는 용질의 입자 수, 즉 몰랄 농도에 비례한다.

끓는점 오름과 어는점 내림 같은 총괄성은 용질의 종류가 아니라 입자 수(몰수)와 용매의 질량에 의해 결정되므로 부피 기준인 몰 농도나 노르말 농도가 아닌 몰랄 농도를 기준으로 한다.

문제 26
KMnO4 는 어디에 보관하는 것이 가장 적당한가?
1에보나이트병
2폴리에틸렌병
3갈색 유리병
4투명 유리병
정답 및 해설

KMnO₄(과망간산칼륨)는 빛에 의해 서서히 분해되므로 갈색 유리병에 보관하는 것이 가장 적당하다.

투명 유리병은 빛을 그대로 투과시켜 분해를 촉진할 수 있고, 강한 산화력을 가진 KMnO₄는 에보나이트(경화고무)나 폴리에틸렌 재질의 용기를 손상시킬 수 있어 적합하지 않다.

문제 27
화학반응에서 촉매의 작용에 대한 설명으로 틀린 것은?
1평형이동에는 무관하다.
2물리적 변화를 일으킬 수 있다.
3어떠한 물질이라도 반응이 일어나게 한다.
4반응 속도에는 소량을 가하더라도 영향이 미친다.
정답 및 해설

촉매는 이미 열역학적으로 진행 가능한 반응의 속도만 변화시킬 뿐, 어떠한 물질이라도 반응이 일어나게 한다는 설명은 틀린 내용이다.

촉매는 반응의 평형 위치나 반응열에는 영향을 주지 않고 활성화에너지를 낮추어 반응 속도만 빠르게 하며, 소량으로도 큰 효과를 낼 수 있고 물리적 변화(흡착 등)를 동반하기도 한다.

문제 28
Hg2Cl2는 물 1L에 3.8×10-4g 이 녹는다. Hg2Cl2의 용해도곱은 얼마인가? (단, Hg2Cl2의 분자량은 472 이다.)
18.05 × 10-7
280.5 × 10-8
36.48 × 10-13
45.21 × 10-19
문제 29
다음 염소산 화합물의 세기순서가 옳게 나열된 것은?
1HOCl > HClO2 > HClO3 > HClO4
2HClO4 > HOCl > HClO3 > HClO2
3HClO4 > HClO3 > HClO2 > HOCl
4HOCl > HClO3 > HClO2 > HClO4
정답 및 해설

HClO4>HClO3>HClO2>HOCl\mathrm{HClO_4} > \mathrm{HClO_3} > \mathrm{HClO_2} > \mathrm{HOCl} 순으로 산의 세기가 강해진다.

옥소산(oxoacid)의 세기는 중심 원자인 염소에 결합된 산소 원자 수가 많을수록 강해지는데, 산소의 전기음성도가 커서 O–H 결합의 전자를 강하게 끌어당길수록 H+\mathrm{H^+}가 쉽게 떨어져 나가기 때문이다.

따라서 산소가 4개인 HClO4\mathrm{HClO_4}(과염소산)가 가장 강한 산이고, 산소가 1개뿐인 HOCl\mathrm{HOCl}(차아염소산)이 가장 약한 산이다.

문제 30
양이온계통 분석에서 가장 먼저 검출되어야 하는 이온은?
1Ag+
2Cu2+
3Mg2+
4NH4+
정답 및 해설

양이온 계통분석의 제1족(염산족)에 속하는 Ag+\mathrm{Ag^+}이 가장 먼저 검출된다.

계통분석은 시료 용액에 그룹별 침전제를 순서대로 가해 이온을 단계적으로 분리하는 방식으로, 묽은 염산을 넣어 염화물 침전을 만드는 제1족부터 시작한다.

  • Cu2+\mathrm{Cu^{2+}}는 산성 조건에서 황화물로 침전되는 제2족에 속해 그 다음 단계에서 분리된다.
  • Mg2+\mathrm{Mg^{2+}}는 앞선 족의 침전제로 침전하지 않고 마지막 가용성족에서 확인하는 이온이다.
  • NH4+\mathrm{NH_4^+} 역시 계통분석 과정에서 침전되지 않고 마지막에 확인한다.
문제 31
다음 반응에서 침전물의 색깔은?
Pb(NO3)2+K2CrO4→PbCrO4↓+2KNO3\mathrm{Pb(NO_3)_2 + K_2CrO_4 \rightarrow PbCrO_4 \downarrow + 2KNO_3}
1검은색
2빨간색
3흰색
4노란색
정답 및 해설

가라앉는 물질이 크롬산납(PbCrO4)이므로 침전물은 노란색이다.

반응식 Pb(NO3)2+K2CrO4→PbCrO4↓+2KNO3\mathrm{Pb(NO_3)_2 + K_2CrO_4 \rightarrow PbCrO_4 \downarrow + 2KNO_3} 에서 납 이온과 크롬산 이온이 결합해 물에 잘 녹지 않는 PbCrO4 가 되고, 함께 생긴 질산칼륨은 물에 잘 녹아 침전되지 않는다.

이 노란 침전은 안료 크롬옐로로도 쓰이며, 납 이온과 크롬산 이온을 동시에 확인할 수 있는 정성반응이다. 같은 납이라도 황산납은 흰색, 황화납은 검은색으로 구별된다.

문제 32
황산(H2SO4 = 98) 1.5노르말 용액 3L을 1노르말용액으로 만들고자 한다. 물은 몇 L 가 필요한가?
11.5 L
22.5 L
33.5 L
44.5 L
정답 및 해설

1.5N 황산 용액을 1N으로 묽히는 데 필요한 물의 양은 1.5L이다.

노르말농도는 희석 전후 당량수가 같으므로 N1V1=N2V2N_1 V_1 = N_2 V_2를 적용한다.
1.5 N×3 L=1 N×V21.5\ \mathrm{N} \times 3\ \mathrm{L} = 1\ \mathrm{N} \times V_2에서 V2=4.5 LV_2 = 4.5\ \mathrm{L}이다.

따라서 추가로 넣어야 할 물의 부피는 최종 부피에서 처음 부피를 뺀 4.5 L−3 L=1.5 L4.5\ \mathrm{L} - 3\ \mathrm{L} = 1.5\ \mathrm{L}이다.

문제 33
페놀류의 정색반응에 사용되는 약품은?
1CS2
2KI
3FeCl3
4(NH4)2Ce(NO3)6
정답 및 해설

페놀류는 염화철(III)(FeCl3\mathrm{FeCl_3}) 용액과 반응해 특유의 보라색 계열 정색반응을 일으킨다.

페놀의 –OH기가 Fe3+\mathrm{Fe^{3+}}와 착화합물을 형성하면서 색이 나타나므로 이 반응은 페놀류 검출에 널리 이용된다.

  • CS2\mathrm{CS_2}는 정색시약이 아니라 추출 용매로 쓰인다.
  • KI는 산화환원 반응이나 침전 확인에 쓰이는 시약이다.
  • 세륨 화합물((NH4)2Ce(NO3)6(\mathrm{NH_4})_2\mathrm{Ce}(\mathrm{NO_3})_6)은 알코올류 검출 등 다른 용도의 시약이다.
문제 34
미지 농도의 염산용액 100mL를 중화하는데 0.2N NaOH 용액 250mL가 소모되었다. 염산 용액의 농도는?
10.05N
20.1N
30.2N
40.5N
정답 및 해설

미지 염산 용액의 농도는 0.5N이다.

중화적정에서는 N1V1=N2V2N_1 V_1 = N_2 V_2가 성립하므로
N1×100 mL=0.2 N×250 mLN_1 \times 100\ \mathrm{mL} = 0.2\ \mathrm{N} \times 250\ \mathrm{mL}

이를 정리하면 N1=0.2×250100=0.5 NN_1 = \dfrac{0.2 \times 250}{100} = 0.5\ \mathrm{N}이 된다.

문제 35
다음 중 제3족 양이온으로 분류하는 이온은?
1Al3+
2Mg2+
3Ca2+
4As3+
정답 및 해설

제3족 양이온으로 분류되는 것은 Al3+\mathrm{Al^{3+}}이다.

양이온 계통분석에서 제3족은 NH4Cl\mathrm{NH_4Cl}–NH4OH\mathrm{NH_4OH} 완충 조건에서 수산화물로 침전되는 Fe3+\mathrm{Fe^{3+}}, Al3+\mathrm{Al^{3+}}, Cr3+\mathrm{Cr^{3+}} 등이 속한다.

  • Ca2+\mathrm{Ca^{2+}}는 탄산염으로 침전되는 뒤쪽 족(탄산암모늄족)에 속한다.
  • Mg2+\mathrm{Mg^{2+}}는 앞선 족의 침전제로 침전하지 않는 가용성족에 속해 마지막 단계에서 확인한다.
  • As3+\mathrm{As^{3+}}는 산성 조건에서 황화물로 침전되는 제2족에 속한다.
문제 36
기체의 용해도에 대한 설명으로 옳은 것은?
1질소는 물에 잘 녹는다.
2무극성인 기체는 물에 잘 녹는다.
3기체는 온도가 올라가면 물에 녹기 쉽다.
4기체의 용해도는 압력에 비례한다.
정답 및 해설

기체의 용해도는 압력에 비례한다는 헨리의 법칙이 옳다.

일정 온도에서 기체의 용해도는 그 기체의 부분압력에 비례하며, 이는 헨리(Henry)의 법칙으로 설명된다.

  • 질소처럼 무극성 분자는 물과 극성이 맞지 않아 오히려 잘 녹지 않는다.
  • 무극성 기체 전반이 물에 잘 녹는다는 것도 일반적으로 옳지 않다.
  • 기체의 용해도는 대체로 온도가 올라갈수록 감소한다.
문제 37
메탄올(CH3OH, 밀도 0.8 g/mL) 25mL를 클로로포름에 녹여 500mL를 만들었다. 용액 중의 메탄올의 몰농도(M)는 얼마인가?
10.16
21.6
30.13
41.25
정답 및 해설

메탄올 용액의 몰농도는 1.25M이다.

메탄올의 질량은 25 mL×0.8 g/mL=20 g25\ \mathrm{mL} \times 0.8\ \mathrm{g/mL} = 20\ \mathrm{g}이고, 몰수는 20 g32 g/mol=0.625 mol\dfrac{20\ \mathrm{g}}{32\ \mathrm{g/mol}} = 0.625\ \mathrm{mol}이다.

이를 최종 부피 0.5L로 나누면 M=0.625 mol0.5 L=1.25 MM = \dfrac{0.625\ \mathrm{mol}}{0.5\ \mathrm{L}} = 1.25\ \mathrm{M}이 된다.

문제 38
다음 반응식에서 브뢴스테드-로우리가 정의한 산으로만 짝지어진 것은?
HCl+NH3⇌NH4++Cl−\mathrm{HCl + NH_3 \rightleftharpoons NH_4^+ + Cl^-}
1HCl, NH4+
2HCl, Cl-
3NH3, NH4+
4NH3, Cl-
정답 및 해설

브뢴스테드-로우리 정의에서 산은 양성자(H+)를 내주는 쪽이므로 HCl 과 NH4+ 가 산이다.

반응식 HCl+NH3⇌NH4++Cl−\mathrm{HCl + NH_3 \rightleftharpoons NH_4^+ + Cl^-} 에서 정반응 때는 HCl 이 H+ 를 내주고 NH3 가 받으며, 역반응 때는 NH4+ 가 H+ 를 내주고 Cl- 가 받는다.

따라서 NH3 와 Cl- 는 양성자를 받는 염기 쪽이고, HCl-Cl- 와 NH4+-NH3 가 각각 짝산-짝염기 관계를 이룬다.

문제 39
제4족 양이온 분족시 최종 확인 시약으로 디메틸글리옥심을 사용하는 것은?
1아연
2철
3니켈
4코발트
정답 및 해설

디메틸글리옥심으로 최종 확인하는 제4족 양이온은 니켈이다.

Ni2+\mathrm{Ni^{2+}}은 암모니아성 용액에서 디메틸글리옥심과 반응해 붉은색 킬레이트 침전을 생성하며, 이 반응은 니켈 확인에 특이적으로 이용된다.

  • 아연은 황화물 침전 등 다른 반응으로 확인한다.
  • 코발트는 티오시안산이온과의 청색 착물 반응으로 확인한다.
  • 철은 애초에 앞 단계(수산화물로 침전되는 족)에서 분리되며, 티오시안산이온과의 붉은색 반응으로 확인한다.
문제 40
침전적정법 중에서 모르(Mohr)법에 사용하는 지시약은?
1질산은
2플루오르세인
3NH4SCN
4K2CrO4
정답 및 해설

모르(Mohr)법의 지시약은 K2CrO4\mathrm{K_2CrO_4}(크롬산칼륨)이다.

모르법은 Ag+\mathrm{Ag^+}로 Cl−\mathrm{Cl^-}를 적정할 때 크롬산칼륨을 지시약으로 사용하여, 염화물이 모두 소모된 뒤 남는 은 이온이 크롬산과 반응해 붉은색 Ag2CrO4\mathrm{Ag_2CrO_4} 침전이 생기는 시점을 종말점으로 판단한다.

문제 41
유리 기구의 취급 방법에 대한 설명으로 틀린 것은?
1유리 기구를 세척할 때에는 중크롬산칼륨과 황산의 혼합용액을 사용한다.
2유리 기구와 철제, 스테인리스강 등 금속으로 만들어진 실험 실습 기구는 같이 보관한다.
3메스플라스크, 뷰렛, 메스실린더, 피펫 등 눈금이 표시된 유리 기구는 가열하지 않는다.
4깨끗이 세척된 유리 기구는 유리 기구의 벽에 물방울이 없으며, 깨끗이 세척되지 않은 유리 기구의 벽은 물방울이 남아 있다.
정답 및 해설

유리 기구를 금속제 기구와 함께 보관한다는 설명이 틀린 내용이다.

유리 기구는 철제·스테인리스강 등 금속 기구와 함께 두면 표면에 흠집이 나거나 서로 부딪혀 파손·오염될 위험이 있어 별도로 구분해 보관해야 한다.

  • 세척 시 중크롬산칼륨과 황산의 혼합용액(크롬산 세척액)을 쓰는 것은 맞는 설명이다.
  • 눈금이 새겨진 메스플라스크·뷰렛·메스실린더·피펫류는 열에 의한 변형을 막기 위해 가열하지 않는 것이 맞다.
  • 깨끗이 세척된 유리 기구 벽에는 물방울이 남지 않고, 세척이 덜 된 경우 물방울이 맺힌다는 설명도 맞다.
문제 42
비색계의 원리와 관계가 없는 것은?
1두 용액의 물질의 조성이 같고 용액의 깊이가 같을 때 두 용액의 색깔의 짙기는 같다.
2용액 층의 깊이가 같을 때 색깔의 짙기는 용액의 농도에 반비례한다.
3농도가 같은 용액에서는 그 색깔의 짙기는 용액 층의 깊이에 비례한다.
4두 용액의 색깔이 같고 색깔의 짙기가 같을 때라도 같은 물질이 아닐 수 있다.
정답 및 해설

용액 층의 깊이가 같을 때 색의 짙기가 농도에 반비례한다는 설명이 비색계의 원리와 맞지 않는다.

비색법(비어-람베르트 법칙)에서는 층의 깊이가 일정할 때 색의 짙기(흡광도)가 농도에 비례하는 것이 원리이므로, 반비례한다는 진술은 원리와 어긋난다.

  • 같은 조성·같은 깊이에서 색의 짙기가 같다는 것은 비색법의 기본 전제로 맞는 설명이다.
  • 같은 농도에서 색의 짙기가 층의 깊이에 비례한다는 것도 비어-람베르트 법칙에 부합한다.
  • 색과 짙기가 같아도 다른 물질일 수 있다는 것은 비색법의 한계로 옳은 설명이다.
문제 43
pH4인 용액 농도는 pH6인 용액 농도의 몇 배인가?
11/2
21/200
32배
4100배
정답 및 해설

pH4 용액의 수소이온 농도는 pH6 용액의 100배이다.

pH는 수소이온 농도의 음의 로그값이므로 pH4는 [H+]=10−4 M[\mathrm{H^+}] = 10^{-4}\ \mathrm{M}, pH6은 [H+]=10−6 M[\mathrm{H^+}] = 10^{-6}\ \mathrm{M}이다.

두 농도의 비는 10−410−6=102=100\dfrac{10^{-4}}{10^{-6}} = 10^2 = 100이므로 pH4 용액의 농도가 100배 더 높다.

문제 44
가스크로마토그래피(GC)에서 운반가스로 주로 사용되는 것은?
1O2, H2
2O2, N2
3He, Ar
4CO2, CO
정답 및 해설

가스크로마토그래피의 운반가스로는 헬륨, 아르곤과 같은 불활성 기체가 주로 쓰인다.

운반가스는 시료나 고정상과 화학반응을 일으키지 않아야 하므로 화학적으로 비활성인 헬륨·아르곤·질소·수소 등이 사용되며, 그중에서도 헬륨과 아르곤은 반응성이 거의 없는 대표적인 운반가스이다.

문제 45
전위차법에서 사용되는 기준전극의 구비조건이 아닌 것은?
1반전지 전위값이 알려져 있어야 한다.
2비가역적이고 편극전극으로 작동하여야 한다.
3일정한 전위를 유지하여야 한다.
4온도변화에 히스테리시스 현상이 없어야 한다.
정답 및 해설

전위차법의 기준전극은 가역적이고 비편극성(non-polarizing)으로 작동해야 하므로, 이와 반대로 서술된 조건은 기준전극의 요건이 아니다.

기준전극은 전류가 흘러도 전위가 변하지 않는 비편극 거동을 보여야 안정된 기준값을 제공할 수 있는데, 비가역적이고 편극전극처럼 작동한다는 설명은 이 요건에 어긋난다.

  • 반전지 전위값이 알려져 있어야 한다는 것은 기준전극의 기본 요건이다.
  • 일정한 전위를 유지해야 한다는 것도 기준전극의 필수 조건이다.
  • 온도 변화에 히스테리시스가 없어야 한다는 것도 안정적인 기준전극의 요건이다.
문제 46
다음 ( )에 들어갈 용어는?
점성 유체의 흐르는 모양, 또는 유체 역학적인 문제에 있어서는 점도를 그 상태의 유체 ( )로 나눈 양에 지배되므로 이 양을 동점도라 한다.
1밀도
2부피
3압력
4온도
정답 및 해설

동점도는 점도를 그 유체의 밀도로 나눈 값이다.

식으로 쓰면 ν=μρ\nu = \dfrac{\mu}{\rho} 이며 μ\mu 는 점도, ρ\rho 는 밀도다. 단위가 cm2/s\mathrm{cm^2/s}(스토크스)가 되어 질량 차원이 사라진 운동학적 양이라는 뜻에서 동점도라 부른다.

부피·압력·온도는 유체의 상태를 나타내는 변수일 뿐, 점도를 나누어 동점도를 만들어 내는 양이 아니다.

문제 47
원자를 증기화하여 생긴 기저상태의 원자가 그 원자층을 투과하는 특유파장의 빛을 흡수하는 성질을 이용한 것으로 극소량의 금속성분의 분석에 많이 사용되는 분석법은?
1가시·자외선 흡수분광법
2원자 흡수분광법
3적외선 흡수분광법
4기체크로마토그래피법
정답 및 해설

기저상태 원자가 특유 파장의 빛을 흡수하는 성질을 이용해 극미량 금속을 분석하는 방법은 원자 흡수분광법(AAS)이다.

시료를 원자화하여 만든 기저상태 원자 증기층에 그 원소 고유의 빛을 통과시키고 흡수되는 정도를 측정함으로써 금속 성분의 농도를 정량하는 원리이다.

문제 48
적외선 흡수분광법에서 액체시료는 어떤 시료판에 떨어뜨리던지 발라서 측정하는가?
1K2CrO4
2KBr
3CrO3
4KMnO4
정답 및 해설

적외선 흡수분광법에서 액체 시료는 KBr\mathrm{KBr} 판에 발라 측정한다.

KBr\mathrm{KBr}은 적외선 영역에서 자체 흡수가 거의 없어 시료의 스펙트럼을 방해하지 않기 때문에 액체·고체 시료를 담는 시료판 재질로 널리 쓰인다.

문제 49
적외선흡수 스펙트럼에서 1700cm-1 부근에서 강한 신축진동(stretching vibration) 피크를 나타내는 물질은?
1아세틸렌
2아세톤
3메탄
4에탄올
정답 및 해설

1700cm−1\mathrm{cm^{-1}} 부근의 강한 신축진동 피크는 카르보닐기(C=O)에서 나타나며, 보기 중 아세톤이 이에 해당한다.

아세톤은 케톤류로서 C=O 결합을 가지므로 이 결합의 신축진동이 1700cm−1\mathrm{cm^{-1}} 부근에서 강하게 관찰된다.

  • 아세틸렌은 탄소-탄소 삼중결합에 의한 흡수를 보이는 화합물이다.
  • 메탄은 C=O 결합이 없어 이 영역에 강한 피크가 나타나지 않는다.
  • 에탄올도 C=O 결합이 없어 이 영역에서 특징적인 강한 피크를 보이지 않는다.
문제 50
이상적인 pH 전극에서 pH가 1 단위 변할 때, pH 전극의 전압은 약 얼마나 변하는가?
196.5 mV
259.2 mV
396.5 V
459.2 V
정답 및 해설

이상적인 pH 전극은 네른스트식에 따라 25℃에서 pH가 1단위 변할 때 약 59.2 mV의 전압 변화를 보인다.

이 값은 2.303RTF\dfrac{2.303RT}{F}로 계산되는 이론적 기울기로, 25℃에서 0.0592 V=59.2 mV0.0592\ \mathrm{V}=59.2\ \mathrm{mV}이다.

96.5라는 숫자는 패러데이 상수(96,500 C/mol)에서 온 값일 뿐 전극 기울기와는 무관하며, 같은 수치를 V 단위로 제시한 보기들은 실제 값보다 1000배나 큰 값이므로 옳지 않다.

문제 51
고성능 액체크로마토그래피는 고정상의 종류에 의해 4가지로 분류된다. 다음 중 해당되지 않는 것은?
1분배
2흡수
3흡착
4이온교환
정답 및 해설

고성능 액체크로마토그래피(HPLC)의 고정상에 따른 4가지 분류에 해당하지 않는 것은 흡수(absorption)이다.

HPLC는 고정상의 작용 원리에 따라 흡착, 분배, 이온교환, 크기배제(젤투과) 크로마토그래피로 분류되며, "흡수"는 이 네 가지 분류에 포함되지 않는 용어이다.

문제 52
강산이나 강알칼리등과 같은 유독한 액체를 취할 때 실험자가 입으로 빨아 올리지 않기 위하여 사용하는 기구는?
1피펫필러
2자동뷰렛
3홀피펫
4스포이드
정답 및 해설

강산·강알칼리 같은 유독한 액체를 입으로 빨아올리지 않고 옮기기 위해 사용하는 기구는 피펫필러이다.

피펫필러는 피펫 끝에 장착해 손으로 조작함으로써 액체를 흡입·배출할 수 있게 해주는 안전 보조 기구이다.

문제 53
분광광도계의 광원 중 중수소 램프는 어느 범위에서 사용하는 광원인가?
1자외선
2가시광선
3적외선
4감마선
정답 및 해설

분광광도계의 중수소 램프는 자외선 영역에서 사용하는 광원이다.

중수소 램프는 자외선 영역에서 연속적이고 안정적인 스펙트럼을 방출하기 때문에 자외선 분광 측정용 광원으로 사용된다.

문제 54
가스크로마토그래피에 검출기에서 황, 인을 포함한 화합물을 선택적으로 검출하는 것은?
1열전도도 검출기(TCD)
2불꽃광도 검출기(FPD)
3열이온화 검출기(TID)
4전자포획형 검출기(ECD)
정답 및 해설

황과 인을 포함한 화합물을 선택적으로 검출하는 가스크로마토그래피 검출기는 불꽃광도 검출기(FPD)이다.

FPD는 불꽃에서 황·인 화합물이 내는 특정 파장의 발광을 광학필터로 선택해 검출하므로 황·인 화합물에 대한 선택성이 높다.

  • 열전도도 검출기(TCD)는 특정 원소가 아니라 열전도도 차이를 이용하는 범용 검출기이다.
  • 열이온화 검출기(TID)는 주로 질소·인 화합물에 민감하다.
  • 전자포획형 검출기(ECD)는 할로겐 화합물처럼 전자친화도가 큰 화합물에 민감하다.
문제 55
옷, 종이, 고무, 플라스틱 등의 화재로 소화 방법으로는 주로 물을 뿌리는 방법이 많이 이용되는 화재는?
1A급 화재
2B급 화재
3C급 화재
4D급 화재
정답 및 해설

옷·종이·고무·플라스틱 등 일반 가연물 화재로 물을 뿌려 소화하는 것은 A급 화재이다.

A급 화재(일반화재)는 냉각 효과가 큰 물이나 수용액을 이용한 냉각소화가 효과적인 반면, B급(유류)·C급(전기)·D급(금속) 화재는 각각 물 사용이 위험하거나 부적합하다.

문제 56
어떤 시료를 분광광도계를 이용하여 측정하였더니 투과도가 10%T 이었다. 이 때 흡광도는 얼마인가?
10.1
20.8
31
41.6
정답 및 해설

투과도가 10%T일 때 흡광도는 1이다.

흡광도는 A=−log⁡TA = -\log T로 정의되며, 투과도 T=0.1T = 0.1을 대입하면
A=−log⁡(0.1)=1A = -\log(0.1) = 1이 된다.

문제 57
가스크로마토그래피의 주요부가 아닌 것은?
1시료 주입부
2운반 기체부
3시료 원자화부
4데이터 처리장치
정답 및 해설

가스크로마토그래피의 주요부에 해당하지 않는 것은 시료 원자화부이다.

가스크로마토그래피는 시료 주입부, 운반 기체(캐리어가스) 공급부, 칼럼(분리관), 검출기, 데이터 처리장치로 구성되며, 시료를 원자 상태로 만드는 원자화부는 원자흡수분광법(AAS) 등에 쓰이는 구성 요소이다.

문제 58
불꽃이온화 검출기의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?
1유기 및 무기화합물을 모두 검출할 수 있다.
2검출 후에도 시료를 회수할 수 있다.
3감도가 비교적 낮다.
4시료를 파괴한다.
정답 및 해설

불꽃이온화 검출기(FID)의 특징은 시료를 파괴한다는 것이다.

FID는 수소 불꽃 속에서 유기 화합물을 연소시켜 생성된 이온을 검출하는 방식이므로 측정 과정에서 시료가 타서 없어진다.

  • FID는 탄화수소 등 유기화합물에 민감하며 무기화합물은 대부분 검출하지 못한다.
  • 시료가 연소되어 소실되므로 검출 후 회수는 불가능하다.
  • FID는 감도가 비교적 높은 검출기로 알려져 있다.
문제 59
분석하려는 시료용액에 음극과 양극을 담근 후, 음극의 금속을 전기화학적으로 도금하여 전해 전후의 음극무게 차이로부터 시료에 있는 금속의 양을 계산하는 분석법은?
1전위차법(potentiometry)
2전해무게분석법(electrogravimetry)
3전기량법(coylometry)
4전압전류법(voltammetry)
정답 및 해설

음극에 금속을 도금시켜 전해 전후 무게 차이로 금속량을 구하는 방법은 전해무게분석법(electrogravimetry)이다.

시료 용액에 전류를 흘려 목적 금속 이온을 음극 표면에 금속 상태로 석출시킨 뒤, 전해 전후 음극의 질량 차이로부터 시료 중 금속의 양을 계산한다.

문제 60
중크롬산칼륨 표준용액 1000ppm 으로 10ppm 의 시료용액 100mL를 제조하고자 한다. 필요한 표준용액의 양은 몇 mL 인가?
11
210
3100
41000
정답 및 해설

1000ppm 표준용액으로 10ppm 시료용액 100mL를 만들려면 표준용액 1mL가 필요하다.

희석 전후 농도와 부피의 곱이 같으므로 C1V1=C2V2C_1V_1 = C_2V_2를 적용하면
1000 ppm×V1=10 ppm×100 mL1000\ \mathrm{ppm} \times V_1 = 10\ \mathrm{ppm} \times 100\ \mathrm{mL}

이를 풀면 V1=10×1001000=1 mLV_1 = \dfrac{10 \times 100}{1000} = 1\ \mathrm{mL}이 된다.

화학분석기능사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
09년 1회차
총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
다음 물질 중 승화와 관계가 없는 것은?
1드라이아이스
2나프탈렌
3알코올
4요오드
정답 및 해설

드라이아이스, 나프탈렌, 요오드는 고체에서 액체를 거치지 않고 바로 기체로 변하는 승화 현상을 잘 보이는 물질이다.

반면 알코올은 상온에서 액체 상태로 존재하며 가열하면 액체를 거쳐 기화하는 일반적인 증발·끓음의 상변화를 하므로 승화와는 관계가 없다.

문제 2
다음 물질 중 물에 가장 잘 녹는 기체는?
1NO
2C2H2
3NH3
4CH4
정답 및 해설

암모니아(NH₃)는 물 분자와 강한 수소결합을 형성할 수 있어 물에 매우 잘 녹는 기체이다.

NO와 CH₄는 극성이 약하거나 무극성이어서 용해도가 낮고, 아세틸렌(C₂H₂) 역시 물에 대한 용해도가 크지 않다.

문제 3
다음 중 주기율표상 V족 원소에 해당되지 않는 것은?
1P
2As
3Si
4Bi
정답 및 해설

규소(Si)는 주기율표 ⅣA족(14족) 원소로, P·As·Bi가 속한 ⅤA족(15족)과는 다른 족에 속한다.

인(P), 비소(As), 비스무트(Bi)는 모두 최외각 전자가 5개인 15족 원소이다.

문제 4
금속결합의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?
1양이온과 자유전자 사이의 결합이다.
2열과 전기의 부도체이다.
3연성과 전성이 크다.
4광택을 가진다.
정답 및 해설

금속결합 물질은 자유전자 덕분에 열과 전기의 좋은 도체이므로, 부도체라는 설명은 틀린 내용이다.

금속결합은 양이온과 자유전자 사이의 정전기적 인력으로 이루어지며, 자유전자가 전하와 열을 쉽게 운반해 전성·연성과 금속광택도 함께 나타난다.

문제 5
0℃, 2atm에서 산소분자수가 2.15×1021 개다. 이 때 부피는 약 몇 mL 가 되겠는가?
140 mL
280 mL
3100 mL
4120 mL
정답 및 해설

이상기체 상태방정식으로 부피를 구하면 산소 기체는 약 40 mL가 된다.

분자수를 아보가드로수로 나누어 몰수를 구하면 n=2.15×10216.02×1023≈3.57×10−3 moln = \dfrac{2.15\times10^{21}}{6.02\times10^{23}} \approx 3.57\times10^{-3}\ \mathrm{mol}이다.

이상기체 방정식 V=nRTPV=\dfrac{nRT}{P}에 0℃(273K), 2atm을 대입하면 V=3.57×10−3×0.0821×2732≈0.040 L=40 mLV=\dfrac{3.57\times10^{-3}\times0.0821\times273}{2}\approx0.040\ \mathrm{L}=40\ \mathrm{mL}가 된다.

문제 6
0.001M의 HCl 용액의 pH는 얼마인가?
12
23
34
45
정답 및 해설

0.001M HCl은 강산이므로 전부 이온화한다고 보면 수소이온 농도는 [H+]=1×10−3 M[\mathrm{H^+}] = 1\times10^{-3}\ \mathrm{M}이다.

따라서 pH는 pH=−log⁡[H+]=−log⁡(10−3)=3\mathrm{pH} = -\log[\mathrm{H^+}] = -\log(10^{-3}) = 3이 된다.

문제 7
원자번호 7번인 질소(N)은 2p 궤도에 몇 개의 전자를 갖는가?
13
25
37
414
정답 및 해설

질소(N, 원자번호 7)의 바닥상태 전자배치는 1s2 2s2 2p31s^2\,2s^2\,2p^3이므로 2p 궤도에는 전자가 3개 들어있다.

전체 7개의 전자 중 1s와 2s에 각각 2개씩 채워지고 남은 3개가 2p 오비탈 세 개에 훈트 규칙에 따라 하나씩 채워진다.

문제 8
HClO4에서 할로겐원소가 갖는 산화수는?
1+1
2+3
3+5
4+7
정답 및 해설

HClO₄에서 수소는 +1, 산소 4개는 총 -8의 산화수를 가지므로 화합물 전체의 산화수 합이 0이 되려면 염소(Cl)의 산화수는 +7이어야 한다.

과염소산(HClO₄)은 염소의 산화수가 가장 높은 옥소산 중 하나이다.

문제 9
황산(H2SO4) 용액 100 mL에 황산이 4.9g 용해되어 있다. 이 황산용액의 노르말 농도는?
10.5N
21N
34.9N
49.8N
정답 및 해설

노르말 농도(N)는 용질의 당량수(eq) ÷ 용액의 부피(L)로 구한다. 황산(H₂SO₄)의 분자량은 98이고, 황산은 2개의 H⁺를 방출하므로 1몰당 2당량이다. 주어진 황산 4.9g의 몰수는 4.9 ÷ 98 = 0.05mol이고, 당량수는 0.05mol × 2 = 0.1eq이다. 용액의 부피는 100mL = 0.1L이므로, 노르말 농도는 0.1eq ÷ 0.1L = 1N이다.

문제 10
다음 중 포화탄화수소 화합물은?
1요오드 값이 큰 것
2건성유
3시클로헥산
4생선기름
정답 및 해설

시클로헥산은 탄소 사이에 이중결합이 없는 포화탄화수소이다.

  • 요오드값이 큰 물질은 이중결합(불포화 결합)이 많다는 뜻이므로 불포화 화합물이다.
  • 건성유와 생선기름은 모두 불포화지방산 비율이 높은 유지로, 이중결합을 다수 포함한다.
문제 11
다음 중 식물 세포벽의 기본구조 성분은?
1셀룰로오스
2나프탈렌
3아닐린
4에틸에티르
정답 및 해설

식물 세포벽을 이루는 기본 구조 성분은 포도당이 사슬 모양으로 연결된 다당류인 셀룰로오스이다.

나프탈렌, 아닐린, 에틸에테르는 모두 세포벽 구성 성분과 무관한 유기화합물이다.

문제 12
펜탄의 구조이성질체는 몇 개 인가?
12
23
34
45
정답 및 해설

펜탄(C₅H₁₂)의 구조이성질체는 3개이다.

탄소가 일렬로 연결된 노말펜탄, 가지가 하나인 이소펜탄, 가지가 두 개인 네오펜탄으로 구분된다.

문제 13
열의 일당량의 값으로 옳은 것은?
1427 kgf·m/kcal
2539 kgf·m/kcal
3632 kgf·m/kcal
4778 kgf·m/kcal
정답 및 해설

열의 일당량은 427 kgf⋅m/kcal427\ \mathrm{kgf\cdot m/kcal}이다.

이는 1kcal의 열을 일로 환산하면 약 427 kgf·m의 일에 해당한다는 뜻으로, 열역학 제1법칙(에너지 보존)에서 열과 일의 환산 관계를 나타내는 상수이다.

문제 14
다음 중 명명법이 잘못된 것은?
1NaClO3 : 아염소산나트륨
2Na2SO3 : 아황산나트륨
3(NH4)2SO4 : 황산암모늄
4SiCl4 : 사염화규소
정답 및 해설

NaClO₃는 염소산나트륨이며, 아염소산나트륨은 NaClO₂의 명칭이므로 이 표기가 잘못되었다.

산소 개수에 따라 클로로 옥소산은 과염소산(ClO₄⁻)·염소산(ClO₃⁻)·아염소산(ClO₂⁻)·차아염소산(ClO⁻)으로 구분되므로 산소 수를 혼동하지 않아야 한다.

아황산나트륨(Na₂SO₃), 황산암모늄((NH₄)₂SO₄), 사염화규소(SiCl₄)는 모두 올바른 명명이다.

문제 15
다음 중 요오드포름 반응도 일어나고 은거울 반응도 일어나는 물질은?
1CH3CHO
2CH3CH2OH
3HCHO
4CH3COCH3
정답 및 해설

아세트알데히드(CH₃CHO)는 요오드포름 반응과 은거울 반응이 모두 나타나는 물질이다.

  • 에탄올(CH₃CH₂OH)은 요오드포름 반응은 양성이지만 알데히드기가 없어 은거울 반응은 나타나지 않는다.
  • 포름알데히드(HCHO)는 은거울 반응은 양성이지만 메틸기(CH₃-)가 없어 요오드포름 반응은 일어나지 않는다.
  • 아세톤(CH₃COCH₃)은 요오드포름 반응은 양성이지만 알데히드기가 없어 은거울 반응은 일어나지 않는다.

아세트알데히드는 CH₃-CO- 구조와 알데히드기(-CHO)를 동시에 가지므로 두 반응 모두에서 양성을 나타낸다.

문제 16
에탄올에 진한 황산을 촉매로 사용하여 160~170℃의 온도를 가해 반응시켰을 때 만들어지는 물질은?
1에틸렌
2메탄
3황산
4아세트산
정답 및 해설

에탄올에 진한 황산을 촉매로 넣고 160~170℃로 가열하면 분자 내 탈수 반응이 일어나 에틸렌이 생성된다.

같은 반응이라도 온도가 약 140℃로 낮으면 분자 간 탈수가 우세해져 다이에틸에터가 만들어지므로, 반응 온도가 생성물을 가르는 핵심 조건이다.

메탄이나 아세트산은 이 조건에서 생성되는 물질이 아니며, 진한 황산은 반응물이 아니라 촉매 겸 탈수제로 작용할 뿐이다.

문제 17
원자의 K 껍질에 들어있는 오비탈은?
1s
2p
3d
4f
정답 및 해설

K껍질(주양자수 n=1)에는 s 오비탈 하나만 존재한다.

p, d, f 오비탈은 각각 n=2 이상부터 나타나므로 K껍질에는 존재하지 않는다.

문제 18
다음 착이온 Fe(CN)64- 의 중심 금속이온의 전하수는?
1+2
2-2
3+3
4-3
정답 및 해설

착이온 [Fe(CN)₆]⁴⁻에서 시안화이온(CN⁻)은 각각 -1의 전하를 가지므로 6개의 CN⁻는 총 -6이 되고, 착이온 전체 전하가 -4가 되려면 중심 금속이온의 전하수는 +2이어야 한다.

즉 x+6×(−1)=−4x + 6\times(-1) = -4를 풀면 x=+2x = +2가 된다.

문제 19
결정의 구성단위가 양이온과 전자로 이루어진 결정형태는?
1금속결정
2이온결정
3분자결정
4공유결합결정
정답 및 해설

양이온과 자유전자로 이루어진 결정 형태는 금속결정이다.

이온결정은 양이온과 음이온의 정전기적 인력, 분자결정은 분자 사이의 반데르발스 힘, 공유결합결정은 원자 사이의 공유결합으로 이루어진다는 점에서 금속결정과 구별된다.

문제 20
비활성기체에 대한 설명으로 틀린 것은?
1다른 원소와 화합하지 않고 전자배열이 안정하다.
2가볍고 불연소성이므로 기구, 비행기 타이어 등에 사용된다.
3방전할 때 특유한 색상을 나타내므로 야간광고용으로 사용된다.
4특유의 색깔, 맛, 냄새가 있다.
정답 및 해설

비활성기체는 상온에서 무색, 무미, 무취인 것이 특징이므로 특유의 색깔·맛·냄새가 있다는 설명은 틀린 내용이다.

비활성기체는 최외각 전자껍질이 채워져 있어 화학적으로 안정하며 다른 원소와 잘 반응하지 않고, 가볍고 불연성이어서 기구나 타이어 충전에 쓰이며, 방전 시에는 원소별로 고유한 색의 빛을 내어 네온사인 등 야간광고용으로 활용된다.

문제 21
다음 중 비전해질은 어느 것인가?
1NaOH
2HNO3
3CH3COOH
4C2H5OH
정답 및 해설

에탄올(C₂H₅OH)은 물에 녹아도 이온화하지 않는 비전해질이다.

NaOH, HNO₃, CH₃COOH는 모두 물에 녹으면 이온으로 해리되어 전기를 통하게 하는 전해질이다.

문제 22
다이아몬드, 흑연은 같은 원소로 되어 있다. 이러한 단체를 무엇이라 하는가?
1동소체
2전이체
3혼합물
4동위화합물
정답 및 해설

다이아몬드와 흑연처럼 같은 원소로 이루어졌지만 원자 배열이 달라 성질이 다른 단체를 동소체라고 한다.

탄소 원자가 정사면체 구조로 결합하면 다이아몬드가 되고, 육각 평면 구조로 층을 이루면 흑연이 되어 서로 물리적 성질이 크게 달라진다.

문제 23
이소프렌, 부타디엔, 클로로프렌은 다음 중 무엇을 제조할 때 사용되는가?
1합성섬유
2합성고무
3합성수지
4세라믹
정답 및 해설

이소프렌, 부타디엔, 클로로프렌은 모두 합성고무를 만드는 단량체로 쓰인다.

이들 화합물은 이중결합을 가진 디엔계 단량체로, 중합 반응을 거쳐 고무와 같은 탄성을 가진 고분자가 된다.

문제 24
이산화탄소가 쌍극자모멘트를 가지지 않는 주된 이유는?
1C=O 결합이 무극성이기 때문
2C=O 결합이 공유 결합이기 때문
3분자가 선형이고 대칭이기 때문
4C와 O의 전기음성도가 비슷하기 때문
정답 및 해설

이산화탄소가 쌍극자모멘트를 갖지 않는 주된 이유는 분자가 선형이고 대칭 구조이기 때문이다.

C=O 결합 자체는 산소의 전기음성도가 커서 극성을 띠지만, O=C=O 구조에서 두 C=O 결합의 쌍극자가 서로 정반대 방향으로 크기가 같아 완전히 상쇄된다.

C=O 결합이 무극성이라거나 공유결합이라는 설명, C와 O의 전기음성도가 비슷하다는 설명은 모두 실제 사실과 다르다.

문제 25
용액의 끓는점 오름은 어느 농도에 비례하는가?
1백분율 농도
2몰 농도
3몰랄 농도
4노르말 농도
정답 및 해설

용액의 끓는점 오름은 용매 1kg에 녹아있는 용질의 입자 수, 즉 몰랄 농도에 비례한다.

끓는점 오름과 어는점 내림 같은 총괄성은 용질의 종류가 아니라 입자 수(몰수)와 용매의 질량에 의해 결정되므로 부피 기준인 몰 농도나 노르말 농도가 아닌 몰랄 농도를 기준으로 한다.

문제 26
KMnO4 는 어디에 보관하는 것이 가장 적당한가?
1에보나이트병
2폴리에틸렌병
3갈색 유리병
4투명 유리병
정답 및 해설

KMnO₄(과망간산칼륨)는 빛에 의해 서서히 분해되므로 갈색 유리병에 보관하는 것이 가장 적당하다.

투명 유리병은 빛을 그대로 투과시켜 분해를 촉진할 수 있고, 강한 산화력을 가진 KMnO₄는 에보나이트(경화고무)나 폴리에틸렌 재질의 용기를 손상시킬 수 있어 적합하지 않다.

문제 27
화학반응에서 촉매의 작용에 대한 설명으로 틀린 것은?
1평형이동에는 무관하다.
2물리적 변화를 일으킬 수 있다.
3어떠한 물질이라도 반응이 일어나게 한다.
4반응 속도에는 소량을 가하더라도 영향이 미친다.
정답 및 해설

촉매는 이미 열역학적으로 진행 가능한 반응의 속도만 변화시킬 뿐, 어떠한 물질이라도 반응이 일어나게 한다는 설명은 틀린 내용이다.

촉매는 반응의 평형 위치나 반응열에는 영향을 주지 않고 활성화에너지를 낮추어 반응 속도만 빠르게 하며, 소량으로도 큰 효과를 낼 수 있고 물리적 변화(흡착 등)를 동반하기도 한다.

문제 28
Hg2Cl2는 물 1L에 3.8×10-4g 이 녹는다. Hg2Cl2의 용해도곱은 얼마인가? (단, Hg2Cl2의 분자량은 472 이다.)
18.05 × 10-7
280.5 × 10-8
36.48 × 10-13
45.21 × 10-19
문제 29
다음 염소산 화합물의 세기순서가 옳게 나열된 것은?
1HOCl > HClO2 > HClO3 > HClO4
2HClO4 > HOCl > HClO3 > HClO2
3HClO4 > HClO3 > HClO2 > HOCl
4HOCl > HClO3 > HClO2 > HClO4
정답 및 해설

HClO4>HClO3>HClO2>HOCl\mathrm{HClO_4} > \mathrm{HClO_3} > \mathrm{HClO_2} > \mathrm{HOCl} 순으로 산의 세기가 강해진다.

옥소산(oxoacid)의 세기는 중심 원자인 염소에 결합된 산소 원자 수가 많을수록 강해지는데, 산소의 전기음성도가 커서 O–H 결합의 전자를 강하게 끌어당길수록 H+\mathrm{H^+}가 쉽게 떨어져 나가기 때문이다.

따라서 산소가 4개인 HClO4\mathrm{HClO_4}(과염소산)가 가장 강한 산이고, 산소가 1개뿐인 HOCl\mathrm{HOCl}(차아염소산)이 가장 약한 산이다.

문제 30
양이온계통 분석에서 가장 먼저 검출되어야 하는 이온은?
1Ag+
2Cu2+
3Mg2+
4NH4+
정답 및 해설

양이온 계통분석의 제1족(염산족)에 속하는 Ag+\mathrm{Ag^+}이 가장 먼저 검출된다.

계통분석은 시료 용액에 그룹별 침전제를 순서대로 가해 이온을 단계적으로 분리하는 방식으로, 묽은 염산을 넣어 염화물 침전을 만드는 제1족부터 시작한다.

  • Cu2+\mathrm{Cu^{2+}}는 산성 조건에서 황화물로 침전되는 제2족에 속해 그 다음 단계에서 분리된다.
  • Mg2+\mathrm{Mg^{2+}}는 앞선 족의 침전제로 침전하지 않고 마지막 가용성족에서 확인하는 이온이다.
  • NH4+\mathrm{NH_4^+} 역시 계통분석 과정에서 침전되지 않고 마지막에 확인한다.
문제 31
다음 반응에서 침전물의 색깔은?
Pb(NO3)2+K2CrO4→PbCrO4↓+2KNO3\mathrm{Pb(NO_3)_2 + K_2CrO_4 \rightarrow PbCrO_4 \downarrow + 2KNO_3}
1검은색
2빨간색
3흰색
4노란색
정답 및 해설

가라앉는 물질이 크롬산납(PbCrO4)이므로 침전물은 노란색이다.

반응식 Pb(NO3)2+K2CrO4→PbCrO4↓+2KNO3\mathrm{Pb(NO_3)_2 + K_2CrO_4 \rightarrow PbCrO_4 \downarrow + 2KNO_3} 에서 납 이온과 크롬산 이온이 결합해 물에 잘 녹지 않는 PbCrO4 가 되고, 함께 생긴 질산칼륨은 물에 잘 녹아 침전되지 않는다.

이 노란 침전은 안료 크롬옐로로도 쓰이며, 납 이온과 크롬산 이온을 동시에 확인할 수 있는 정성반응이다. 같은 납이라도 황산납은 흰색, 황화납은 검은색으로 구별된다.

문제 32
황산(H2SO4 = 98) 1.5노르말 용액 3L을 1노르말용액으로 만들고자 한다. 물은 몇 L 가 필요한가?
11.5 L
22.5 L
33.5 L
44.5 L
정답 및 해설

1.5N 황산 용액을 1N으로 묽히는 데 필요한 물의 양은 1.5L이다.

노르말농도는 희석 전후 당량수가 같으므로 N1V1=N2V2N_1 V_1 = N_2 V_2를 적용한다.
1.5 N×3 L=1 N×V21.5\ \mathrm{N} \times 3\ \mathrm{L} = 1\ \mathrm{N} \times V_2에서 V2=4.5 LV_2 = 4.5\ \mathrm{L}이다.

따라서 추가로 넣어야 할 물의 부피는 최종 부피에서 처음 부피를 뺀 4.5 L−3 L=1.5 L4.5\ \mathrm{L} - 3\ \mathrm{L} = 1.5\ \mathrm{L}이다.

문제 33
페놀류의 정색반응에 사용되는 약품은?
1CS2
2KI
3FeCl3
4(NH4)2Ce(NO3)6
정답 및 해설

페놀류는 염화철(III)(FeCl3\mathrm{FeCl_3}) 용액과 반응해 특유의 보라색 계열 정색반응을 일으킨다.

페놀의 –OH기가 Fe3+\mathrm{Fe^{3+}}와 착화합물을 형성하면서 색이 나타나므로 이 반응은 페놀류 검출에 널리 이용된다.

  • CS2\mathrm{CS_2}는 정색시약이 아니라 추출 용매로 쓰인다.
  • KI는 산화환원 반응이나 침전 확인에 쓰이는 시약이다.
  • 세륨 화합물((NH4)2Ce(NO3)6(\mathrm{NH_4})_2\mathrm{Ce}(\mathrm{NO_3})_6)은 알코올류 검출 등 다른 용도의 시약이다.
문제 34
미지 농도의 염산용액 100mL를 중화하는데 0.2N NaOH 용액 250mL가 소모되었다. 염산 용액의 농도는?
10.05N
20.1N
30.2N
40.5N
정답 및 해설

미지 염산 용액의 농도는 0.5N이다.

중화적정에서는 N1V1=N2V2N_1 V_1 = N_2 V_2가 성립하므로
N1×100 mL=0.2 N×250 mLN_1 \times 100\ \mathrm{mL} = 0.2\ \mathrm{N} \times 250\ \mathrm{mL}

이를 정리하면 N1=0.2×250100=0.5 NN_1 = \dfrac{0.2 \times 250}{100} = 0.5\ \mathrm{N}이 된다.

문제 35
다음 중 제3족 양이온으로 분류하는 이온은?
1Al3+
2Mg2+
3Ca2+
4As3+
정답 및 해설

제3족 양이온으로 분류되는 것은 Al3+\mathrm{Al^{3+}}이다.

양이온 계통분석에서 제3족은 NH4Cl\mathrm{NH_4Cl}–NH4OH\mathrm{NH_4OH} 완충 조건에서 수산화물로 침전되는 Fe3+\mathrm{Fe^{3+}}, Al3+\mathrm{Al^{3+}}, Cr3+\mathrm{Cr^{3+}} 등이 속한다.

  • Ca2+\mathrm{Ca^{2+}}는 탄산염으로 침전되는 뒤쪽 족(탄산암모늄족)에 속한다.
  • Mg2+\mathrm{Mg^{2+}}는 앞선 족의 침전제로 침전하지 않는 가용성족에 속해 마지막 단계에서 확인한다.
  • As3+\mathrm{As^{3+}}는 산성 조건에서 황화물로 침전되는 제2족에 속한다.
문제 36
기체의 용해도에 대한 설명으로 옳은 것은?
1질소는 물에 잘 녹는다.
2무극성인 기체는 물에 잘 녹는다.
3기체는 온도가 올라가면 물에 녹기 쉽다.
4기체의 용해도는 압력에 비례한다.
정답 및 해설

기체의 용해도는 압력에 비례한다는 헨리의 법칙이 옳다.

일정 온도에서 기체의 용해도는 그 기체의 부분압력에 비례하며, 이는 헨리(Henry)의 법칙으로 설명된다.

  • 질소처럼 무극성 분자는 물과 극성이 맞지 않아 오히려 잘 녹지 않는다.
  • 무극성 기체 전반이 물에 잘 녹는다는 것도 일반적으로 옳지 않다.
  • 기체의 용해도는 대체로 온도가 올라갈수록 감소한다.
문제 37
메탄올(CH3OH, 밀도 0.8 g/mL) 25mL를 클로로포름에 녹여 500mL를 만들었다. 용액 중의 메탄올의 몰농도(M)는 얼마인가?
10.16
21.6
30.13
41.25
정답 및 해설

메탄올 용액의 몰농도는 1.25M이다.

메탄올의 질량은 25 mL×0.8 g/mL=20 g25\ \mathrm{mL} \times 0.8\ \mathrm{g/mL} = 20\ \mathrm{g}이고, 몰수는 20 g32 g/mol=0.625 mol\dfrac{20\ \mathrm{g}}{32\ \mathrm{g/mol}} = 0.625\ \mathrm{mol}이다.

이를 최종 부피 0.5L로 나누면 M=0.625 mol0.5 L=1.25 MM = \dfrac{0.625\ \mathrm{mol}}{0.5\ \mathrm{L}} = 1.25\ \mathrm{M}이 된다.

문제 38
다음 반응식에서 브뢴스테드-로우리가 정의한 산으로만 짝지어진 것은?
HCl+NH3⇌NH4++Cl−\mathrm{HCl + NH_3 \rightleftharpoons NH_4^+ + Cl^-}
1HCl, NH4+
2HCl, Cl-
3NH3, NH4+
4NH3, Cl-
정답 및 해설

브뢴스테드-로우리 정의에서 산은 양성자(H+)를 내주는 쪽이므로 HCl 과 NH4+ 가 산이다.

반응식 HCl+NH3⇌NH4++Cl−\mathrm{HCl + NH_3 \rightleftharpoons NH_4^+ + Cl^-} 에서 정반응 때는 HCl 이 H+ 를 내주고 NH3 가 받으며, 역반응 때는 NH4+ 가 H+ 를 내주고 Cl- 가 받는다.

따라서 NH3 와 Cl- 는 양성자를 받는 염기 쪽이고, HCl-Cl- 와 NH4+-NH3 가 각각 짝산-짝염기 관계를 이룬다.

문제 39
제4족 양이온 분족시 최종 확인 시약으로 디메틸글리옥심을 사용하는 것은?
1아연
2철
3니켈
4코발트
정답 및 해설

디메틸글리옥심으로 최종 확인하는 제4족 양이온은 니켈이다.

Ni2+\mathrm{Ni^{2+}}은 암모니아성 용액에서 디메틸글리옥심과 반응해 붉은색 킬레이트 침전을 생성하며, 이 반응은 니켈 확인에 특이적으로 이용된다.

  • 아연은 황화물 침전 등 다른 반응으로 확인한다.
  • 코발트는 티오시안산이온과의 청색 착물 반응으로 확인한다.
  • 철은 애초에 앞 단계(수산화물로 침전되는 족)에서 분리되며, 티오시안산이온과의 붉은색 반응으로 확인한다.
문제 40
침전적정법 중에서 모르(Mohr)법에 사용하는 지시약은?
1질산은
2플루오르세인
3NH4SCN
4K2CrO4
정답 및 해설

모르(Mohr)법의 지시약은 K2CrO4\mathrm{K_2CrO_4}(크롬산칼륨)이다.

모르법은 Ag+\mathrm{Ag^+}로 Cl−\mathrm{Cl^-}를 적정할 때 크롬산칼륨을 지시약으로 사용하여, 염화물이 모두 소모된 뒤 남는 은 이온이 크롬산과 반응해 붉은색 Ag2CrO4\mathrm{Ag_2CrO_4} 침전이 생기는 시점을 종말점으로 판단한다.

문제 41
유리 기구의 취급 방법에 대한 설명으로 틀린 것은?
1유리 기구를 세척할 때에는 중크롬산칼륨과 황산의 혼합용액을 사용한다.
2유리 기구와 철제, 스테인리스강 등 금속으로 만들어진 실험 실습 기구는 같이 보관한다.
3메스플라스크, 뷰렛, 메스실린더, 피펫 등 눈금이 표시된 유리 기구는 가열하지 않는다.
4깨끗이 세척된 유리 기구는 유리 기구의 벽에 물방울이 없으며, 깨끗이 세척되지 않은 유리 기구의 벽은 물방울이 남아 있다.
정답 및 해설

유리 기구를 금속제 기구와 함께 보관한다는 설명이 틀린 내용이다.

유리 기구는 철제·스테인리스강 등 금속 기구와 함께 두면 표면에 흠집이 나거나 서로 부딪혀 파손·오염될 위험이 있어 별도로 구분해 보관해야 한다.

  • 세척 시 중크롬산칼륨과 황산의 혼합용액(크롬산 세척액)을 쓰는 것은 맞는 설명이다.
  • 눈금이 새겨진 메스플라스크·뷰렛·메스실린더·피펫류는 열에 의한 변형을 막기 위해 가열하지 않는 것이 맞다.
  • 깨끗이 세척된 유리 기구 벽에는 물방울이 남지 않고, 세척이 덜 된 경우 물방울이 맺힌다는 설명도 맞다.
문제 42
비색계의 원리와 관계가 없는 것은?
1두 용액의 물질의 조성이 같고 용액의 깊이가 같을 때 두 용액의 색깔의 짙기는 같다.
2용액 층의 깊이가 같을 때 색깔의 짙기는 용액의 농도에 반비례한다.
3농도가 같은 용액에서는 그 색깔의 짙기는 용액 층의 깊이에 비례한다.
4두 용액의 색깔이 같고 색깔의 짙기가 같을 때라도 같은 물질이 아닐 수 있다.
정답 및 해설

용액 층의 깊이가 같을 때 색의 짙기가 농도에 반비례한다는 설명이 비색계의 원리와 맞지 않는다.

비색법(비어-람베르트 법칙)에서는 층의 깊이가 일정할 때 색의 짙기(흡광도)가 농도에 비례하는 것이 원리이므로, 반비례한다는 진술은 원리와 어긋난다.

  • 같은 조성·같은 깊이에서 색의 짙기가 같다는 것은 비색법의 기본 전제로 맞는 설명이다.
  • 같은 농도에서 색의 짙기가 층의 깊이에 비례한다는 것도 비어-람베르트 법칙에 부합한다.
  • 색과 짙기가 같아도 다른 물질일 수 있다는 것은 비색법의 한계로 옳은 설명이다.
문제 43
pH4인 용액 농도는 pH6인 용액 농도의 몇 배인가?
11/2
21/200
32배
4100배
정답 및 해설

pH4 용액의 수소이온 농도는 pH6 용액의 100배이다.

pH는 수소이온 농도의 음의 로그값이므로 pH4는 [H+]=10−4 M[\mathrm{H^+}] = 10^{-4}\ \mathrm{M}, pH6은 [H+]=10−6 M[\mathrm{H^+}] = 10^{-6}\ \mathrm{M}이다.

두 농도의 비는 10−410−6=102=100\dfrac{10^{-4}}{10^{-6}} = 10^2 = 100이므로 pH4 용액의 농도가 100배 더 높다.

문제 44
가스크로마토그래피(GC)에서 운반가스로 주로 사용되는 것은?
1O2, H2
2O2, N2
3He, Ar
4CO2, CO
정답 및 해설

가스크로마토그래피의 운반가스로는 헬륨, 아르곤과 같은 불활성 기체가 주로 쓰인다.

운반가스는 시료나 고정상과 화학반응을 일으키지 않아야 하므로 화학적으로 비활성인 헬륨·아르곤·질소·수소 등이 사용되며, 그중에서도 헬륨과 아르곤은 반응성이 거의 없는 대표적인 운반가스이다.

문제 45
전위차법에서 사용되는 기준전극의 구비조건이 아닌 것은?
1반전지 전위값이 알려져 있어야 한다.
2비가역적이고 편극전극으로 작동하여야 한다.
3일정한 전위를 유지하여야 한다.
4온도변화에 히스테리시스 현상이 없어야 한다.
정답 및 해설

전위차법의 기준전극은 가역적이고 비편극성(non-polarizing)으로 작동해야 하므로, 이와 반대로 서술된 조건은 기준전극의 요건이 아니다.

기준전극은 전류가 흘러도 전위가 변하지 않는 비편극 거동을 보여야 안정된 기준값을 제공할 수 있는데, 비가역적이고 편극전극처럼 작동한다는 설명은 이 요건에 어긋난다.

  • 반전지 전위값이 알려져 있어야 한다는 것은 기준전극의 기본 요건이다.
  • 일정한 전위를 유지해야 한다는 것도 기준전극의 필수 조건이다.
  • 온도 변화에 히스테리시스가 없어야 한다는 것도 안정적인 기준전극의 요건이다.
문제 46
다음 ( )에 들어갈 용어는?
점성 유체의 흐르는 모양, 또는 유체 역학적인 문제에 있어서는 점도를 그 상태의 유체 ( )로 나눈 양에 지배되므로 이 양을 동점도라 한다.
1밀도
2부피
3압력
4온도
정답 및 해설

동점도는 점도를 그 유체의 밀도로 나눈 값이다.

식으로 쓰면 ν=μρ\nu = \dfrac{\mu}{\rho} 이며 μ\mu 는 점도, ρ\rho 는 밀도다. 단위가 cm2/s\mathrm{cm^2/s}(스토크스)가 되어 질량 차원이 사라진 운동학적 양이라는 뜻에서 동점도라 부른다.

부피·압력·온도는 유체의 상태를 나타내는 변수일 뿐, 점도를 나누어 동점도를 만들어 내는 양이 아니다.

문제 47
원자를 증기화하여 생긴 기저상태의 원자가 그 원자층을 투과하는 특유파장의 빛을 흡수하는 성질을 이용한 것으로 극소량의 금속성분의 분석에 많이 사용되는 분석법은?
1가시·자외선 흡수분광법
2원자 흡수분광법
3적외선 흡수분광법
4기체크로마토그래피법
정답 및 해설

기저상태 원자가 특유 파장의 빛을 흡수하는 성질을 이용해 극미량 금속을 분석하는 방법은 원자 흡수분광법(AAS)이다.

시료를 원자화하여 만든 기저상태 원자 증기층에 그 원소 고유의 빛을 통과시키고 흡수되는 정도를 측정함으로써 금속 성분의 농도를 정량하는 원리이다.

문제 48
적외선 흡수분광법에서 액체시료는 어떤 시료판에 떨어뜨리던지 발라서 측정하는가?
1K2CrO4
2KBr
3CrO3
4KMnO4
정답 및 해설

적외선 흡수분광법에서 액체 시료는 KBr\mathrm{KBr} 판에 발라 측정한다.

KBr\mathrm{KBr}은 적외선 영역에서 자체 흡수가 거의 없어 시료의 스펙트럼을 방해하지 않기 때문에 액체·고체 시료를 담는 시료판 재질로 널리 쓰인다.

문제 49
적외선흡수 스펙트럼에서 1700cm-1 부근에서 강한 신축진동(stretching vibration) 피크를 나타내는 물질은?
1아세틸렌
2아세톤
3메탄
4에탄올
정답 및 해설

1700cm−1\mathrm{cm^{-1}} 부근의 강한 신축진동 피크는 카르보닐기(C=O)에서 나타나며, 보기 중 아세톤이 이에 해당한다.

아세톤은 케톤류로서 C=O 결합을 가지므로 이 결합의 신축진동이 1700cm−1\mathrm{cm^{-1}} 부근에서 강하게 관찰된다.

  • 아세틸렌은 탄소-탄소 삼중결합에 의한 흡수를 보이는 화합물이다.
  • 메탄은 C=O 결합이 없어 이 영역에 강한 피크가 나타나지 않는다.
  • 에탄올도 C=O 결합이 없어 이 영역에서 특징적인 강한 피크를 보이지 않는다.
문제 50
이상적인 pH 전극에서 pH가 1 단위 변할 때, pH 전극의 전압은 약 얼마나 변하는가?
196.5 mV
259.2 mV
396.5 V
459.2 V
정답 및 해설

이상적인 pH 전극은 네른스트식에 따라 25℃에서 pH가 1단위 변할 때 약 59.2 mV의 전압 변화를 보인다.

이 값은 2.303RTF\dfrac{2.303RT}{F}로 계산되는 이론적 기울기로, 25℃에서 0.0592 V=59.2 mV0.0592\ \mathrm{V}=59.2\ \mathrm{mV}이다.

96.5라는 숫자는 패러데이 상수(96,500 C/mol)에서 온 값일 뿐 전극 기울기와는 무관하며, 같은 수치를 V 단위로 제시한 보기들은 실제 값보다 1000배나 큰 값이므로 옳지 않다.

문제 51
고성능 액체크로마토그래피는 고정상의 종류에 의해 4가지로 분류된다. 다음 중 해당되지 않는 것은?
1분배
2흡수
3흡착
4이온교환
정답 및 해설

고성능 액체크로마토그래피(HPLC)의 고정상에 따른 4가지 분류에 해당하지 않는 것은 흡수(absorption)이다.

HPLC는 고정상의 작용 원리에 따라 흡착, 분배, 이온교환, 크기배제(젤투과) 크로마토그래피로 분류되며, "흡수"는 이 네 가지 분류에 포함되지 않는 용어이다.

문제 52
강산이나 강알칼리등과 같은 유독한 액체를 취할 때 실험자가 입으로 빨아 올리지 않기 위하여 사용하는 기구는?
1피펫필러
2자동뷰렛
3홀피펫
4스포이드
정답 및 해설

강산·강알칼리 같은 유독한 액체를 입으로 빨아올리지 않고 옮기기 위해 사용하는 기구는 피펫필러이다.

피펫필러는 피펫 끝에 장착해 손으로 조작함으로써 액체를 흡입·배출할 수 있게 해주는 안전 보조 기구이다.

문제 53
분광광도계의 광원 중 중수소 램프는 어느 범위에서 사용하는 광원인가?
1자외선
2가시광선
3적외선
4감마선
정답 및 해설

분광광도계의 중수소 램프는 자외선 영역에서 사용하는 광원이다.

중수소 램프는 자외선 영역에서 연속적이고 안정적인 스펙트럼을 방출하기 때문에 자외선 분광 측정용 광원으로 사용된다.

문제 54
가스크로마토그래피에 검출기에서 황, 인을 포함한 화합물을 선택적으로 검출하는 것은?
1열전도도 검출기(TCD)
2불꽃광도 검출기(FPD)
3열이온화 검출기(TID)
4전자포획형 검출기(ECD)
정답 및 해설

황과 인을 포함한 화합물을 선택적으로 검출하는 가스크로마토그래피 검출기는 불꽃광도 검출기(FPD)이다.

FPD는 불꽃에서 황·인 화합물이 내는 특정 파장의 발광을 광학필터로 선택해 검출하므로 황·인 화합물에 대한 선택성이 높다.

  • 열전도도 검출기(TCD)는 특정 원소가 아니라 열전도도 차이를 이용하는 범용 검출기이다.
  • 열이온화 검출기(TID)는 주로 질소·인 화합물에 민감하다.
  • 전자포획형 검출기(ECD)는 할로겐 화합물처럼 전자친화도가 큰 화합물에 민감하다.
문제 55
옷, 종이, 고무, 플라스틱 등의 화재로 소화 방법으로는 주로 물을 뿌리는 방법이 많이 이용되는 화재는?
1A급 화재
2B급 화재
3C급 화재
4D급 화재
정답 및 해설

옷·종이·고무·플라스틱 등 일반 가연물 화재로 물을 뿌려 소화하는 것은 A급 화재이다.

A급 화재(일반화재)는 냉각 효과가 큰 물이나 수용액을 이용한 냉각소화가 효과적인 반면, B급(유류)·C급(전기)·D급(금속) 화재는 각각 물 사용이 위험하거나 부적합하다.

문제 56
어떤 시료를 분광광도계를 이용하여 측정하였더니 투과도가 10%T 이었다. 이 때 흡광도는 얼마인가?
10.1
20.8
31
41.6
정답 및 해설

투과도가 10%T일 때 흡광도는 1이다.

흡광도는 A=−log⁡TA = -\log T로 정의되며, 투과도 T=0.1T = 0.1을 대입하면
A=−log⁡(0.1)=1A = -\log(0.1) = 1이 된다.

문제 57
가스크로마토그래피의 주요부가 아닌 것은?
1시료 주입부
2운반 기체부
3시료 원자화부
4데이터 처리장치
정답 및 해설

가스크로마토그래피의 주요부에 해당하지 않는 것은 시료 원자화부이다.

가스크로마토그래피는 시료 주입부, 운반 기체(캐리어가스) 공급부, 칼럼(분리관), 검출기, 데이터 처리장치로 구성되며, 시료를 원자 상태로 만드는 원자화부는 원자흡수분광법(AAS) 등에 쓰이는 구성 요소이다.

문제 58
불꽃이온화 검출기의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?
1유기 및 무기화합물을 모두 검출할 수 있다.
2검출 후에도 시료를 회수할 수 있다.
3감도가 비교적 낮다.
4시료를 파괴한다.
정답 및 해설

불꽃이온화 검출기(FID)의 특징은 시료를 파괴한다는 것이다.

FID는 수소 불꽃 속에서 유기 화합물을 연소시켜 생성된 이온을 검출하는 방식이므로 측정 과정에서 시료가 타서 없어진다.

  • FID는 탄화수소 등 유기화합물에 민감하며 무기화합물은 대부분 검출하지 못한다.
  • 시료가 연소되어 소실되므로 검출 후 회수는 불가능하다.
  • FID는 감도가 비교적 높은 검출기로 알려져 있다.
문제 59
분석하려는 시료용액에 음극과 양극을 담근 후, 음극의 금속을 전기화학적으로 도금하여 전해 전후의 음극무게 차이로부터 시료에 있는 금속의 양을 계산하는 분석법은?
1전위차법(potentiometry)
2전해무게분석법(electrogravimetry)
3전기량법(coylometry)
4전압전류법(voltammetry)
정답 및 해설

음극에 금속을 도금시켜 전해 전후 무게 차이로 금속량을 구하는 방법은 전해무게분석법(electrogravimetry)이다.

시료 용액에 전류를 흘려 목적 금속 이온을 음극 표면에 금속 상태로 석출시킨 뒤, 전해 전후 음극의 질량 차이로부터 시료 중 금속의 양을 계산한다.

문제 60
중크롬산칼륨 표준용액 1000ppm 으로 10ppm 의 시료용액 100mL를 제조하고자 한다. 필요한 표준용액의 양은 몇 mL 인가?
11
210
3100
41000
정답 및 해설

1000ppm 표준용액으로 10ppm 시료용액 100mL를 만들려면 표준용액 1mL가 필요하다.

희석 전후 농도와 부피의 곱이 같으므로 C1V1=C2V2C_1V_1 = C_2V_2를 적용하면
1000 ppm×V1=10 ppm×100 mL1000\ \mathrm{ppm} \times V_1 = 10\ \mathrm{ppm} \times 100\ \mathrm{mL}

이를 풀면 V1=10×1001000=1 mLV_1 = \dfrac{10 \times 100}{1000} = 1\ \mathrm{mL}이 된다.