2024년 10월 고1 학평 (2015 교육과정) 통합과학 16번 해설
16.
다음은 지구와 생명의 역사에 변화를 가져온 화학 반응을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [2점]
- ① ㄱ
- ② ㄴ
- ③ ㄱ, ㄷ
- ④ ㄴ, ㄷ
- ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
③
두 반응에 공통인 ㉠은 원자 수 보존으로 CO₂(ㄱ 옳음), 제련에서 Fe₂O₃은 산소를 잃어 환원되며(ㄴ 틀림), 광합성 생물의 출현으로 대기 O₂가 증가(ㄷ 옳음) → 정답 ③.
핵심 개념
산소를 얻는 반응이 산화, 산소를 잃는 반응이 환원이며, 산화와 환원은 항상 동시에 일어난다.
단서 따라가기
- Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3㉠, 6㉠ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂반응 전후 원자 수가 같아야 하므로 ㉠은 C 1개·O 2개 → CO₂ 보기 ㄱ (옳음)
- Fe₂O₃ → 2Fe산화 철이 산소를 잃고 순수한 철이 되므로 환원된다(CO는 산소를 얻어 산화) 보기 ㄴ (틀림 — 환원됨)
- 광합성: … → C₆H₁₂O₆ + 6O₂광합성 결과 산소가 생성되므로 광합성 생물의 출현 이후 대기 중 산소 농도가 증가하였다 보기 ㄷ (옳음)
정답 근거
보기 ㄱ: 철의 제련에서 반응 전후 원자 수가 보존되려면 3㉠에 C 3개와 O 6개가 있어야 하므로 ㉠은 이산화 탄소(CO₂)이고, 광합성의 반응물도 CO₂로 일치한다. 보기 ㄷ: 광합성은 산소(O₂)를 생성하므로 광합성을 하는 생물이 출현하면서 대기의 산소 농도가 증가하였다. 따라서 정답은 ③ ㄱ, ㄷ이다. (ㄴ은 철의 제련에서 Fe₂O₃이 산소를 잃고 Fe가 되어 환원되므로 틀리다.)
선지별로 왜 틀렸나
①
함정 광합성이 산소를 만들기는 하지만 대기 산소 증가는 지구 초기부터의 화산 활동 때문이라고 생각해 ㄷ을 빼기 쉽다.
ㄱ은 옳지만, 광합성 생물의 출현으로 대기 산소 농도가 증가했다는 옳은 ㄷ이 빠졌다.
②
함정 '산화 철'이라는 이름이나 반응에 산소가 관여한다는 점 때문에 Fe₂O₃이 산화된다고 착각하기 쉽다.
ㄴ은 Fe₂O₃이 산소를 잃어 환원되므로 틀리고, 옳은 ㄱ과 ㄷ이 빠졌다.
④
함정 철의 제련에서 생기는 ㉠을 일산화 탄소와 혼동하거나, ㉠의 원자 수를 세지 않아 ㄱ을 빼기 쉽다.
ㄷ은 옳지만, ㄴ은 Fe₂O₃이 환원되므로 틀리고, ㉠이 CO₂라는 옳은 ㄱ이 빠졌다.
⑤
함정 산화 철을 '산화'라는 글자와 묶어 산화되는 물질로 보고 모든 보기를 옳다고 고르기 쉽다.
ㄱ, ㄷ은 옳지만, ㄴ은 Fe₂O₃이 산소를 잃어 환원되므로 틀리다.
이 문항이 묻는 능력
화학 반응식에서 원자 수 보존으로 미지 물질을 찾고, 산소의 이동으로 산화·환원을 판정하며 반응이 지구 환경에 미친 영향을 연결하는 능력
다음에 비슷한 문제를 만나면
반응식 빈칸은 원자 수 보존으로 먼저 채우기 → 각 물질이 산소를 얻는지 잃는지로 산화·환원 판정 → 반응의 생성물이 지구 환경에 준 변화 연결
관련 개념
환원물질이 산소를 잃거나 전자를 얻는 반응이다. 한 물질이 산화될 때 다른 물질은 반드시 환원되므로 환원은 산화와 동시에 일어나며, 철의 제련에서 산화 철이 철로 되는 것, 광합성에서 이산화 탄소가 포도당으로 되는 것이 환원의 예이다.
철의 제련철광석에서 순수한 철을 얻는 과정으로, 용광로에 철광석, 코크스, 석회석을 넣고 뜨거운 공기를 불어 넣어 일어난다. 코크스가 연소하여 생긴 일산화 탄소가 산화 철을 환원시켜 철이 되고, 일산화 탄소는 산화되어 이산화 탄소가 된다.
산화와 환원 철의 제련 광합성 화학 반응식
'환원' 개념이 나온 다른 기출
이 회차 20문항, 앱에서 이어 풀기
- 회차 전체 채점과 예측 등급
- 틀린 문제는 오답노트·오늘의 복습으로 자동 저장
- 문제 위에 필기하며 풀기, 개념 퀴즈·실전 모의고사
쌍윤노트 앱을 설치하고 과목을 '통합과학'으로 고르면 바로 시작돼요.