17-1(제61회)질량분석 결과 나트륨이 58.97[%], 산소가 41… | 2017년 위험물기능장실기(필답형) 제61회 기출문제 상세 페이지

(1) $\mathrm{NaO}$

(2) $\mathrm{Na_2O_2}$

[해설]

조성 백분율에서 실험식을 얻고, 분자량으로 배수를 정해 분자식을 만드는 정석 문제다.

1단계 — 각 원소의 몰수 비

시료를 100[g]으로 잡으면 나트륨 58.97[g], 산소 41.03[g]이다. 원자량은 Na 23, O 16이므로

$\mathrm{Na} : \dfrac{58.97}{23} = 2.56$

$\mathrm{O} : \dfrac{41.03}{16} = 2.56$

$\mathrm{Na} : \mathrm{O} = 2.56 : 2.56 = 1 : 1$

따라서 실험식은 $\mathrm{NaO}$이다.

2단계 — 분자식

실험식량은 $23 + 16 = 39$이고, 분자식은 실험식의 정수배($n$배)다.

$78 = 39 \times n \ \Rightarrow\ n = 2$

그러므로 분자식은 $\mathrm{Na_2O_2}$, 곧 과산화나트륨이다. 제1류 위험물 무기과산화물(알칼리금속의 과산화물)로 지정수량 50[kg]이며, 물과 반응해 산소를 내놓으므로 주수소화를 금하고 마른모래로 질식소화한다.

$2\mathrm{Na_2O_2} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 4\mathrm{NaOH} + \mathrm{O_2}$

일부 교재는 발문에 산소를 "41.03[g]"으로 인쇄해 두었으나, 나트륨이 [%]로 주어지고 풀이도 41.03을 [%]로 다루므로 [%]가 맞다. 질량비를 백분율로 읽어야 100[g] 기준 환산이 성립한다.