③
금속 전극 ㉠에는 자유 전자가 있고(ㄱ 옳음), LED ㉡이 켜지면 전류가 흘러 이온이 있음을 알 수 있으며(ㄴ 옳음), LED가 켜진 X는 소금(ㄷ 틀림) → 정답 ③.
핵심 개념
이온 결합 물질은 수용액에서 이온으로 나뉘어 전류가 흐르고, 공유 결합 물질인 설탕은 수용액에서도 전류가 흐르지 않는다.
단서 따라가기
㉠ 금속 전극금속은 원자 사이를 자유롭게 움직이는 자유 전자가 있어 전류가 잘 흐르는 도체이다 보기 ㄱ (옳음)
㉡ LED가 켜지는지 확인반도체 소자인 LED는 전류가 흐를 때 켜지고, 수용액에 전류가 흐르려면 움직일 수 있는 이온이 있어야 한다 보기 ㄴ (옳음)
X 수용액: 켜짐, Y 수용액: 켜지지 않음수용액에서 전기 전도성이 있는 X는 이온 결합 물질인 소금, 전기 전도성이 없는 Y는 공유 결합 물질인 설탕이다 보기 ㄷ (틀림 — X는 소금)
정답 근거
보기 ㄱ: 금속 전극은 금속으로 되어 있어 원자 사이를 자유롭게 이동하는 자유 전자가 있다. 보기 ㄴ: LED는 전류가 흐르면 켜지는데, 이온이 들어 있는 수용액은 전류가 흐르므로 LED가 켜지면 수용액 속에 이온이 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 ㄱ, ㄴ이 옳고 정답은 ③이다. (X 수용액에서는 LED가 켜지므로 X는 수용액 상태에서 전기 전도성이 있는 소금이다.)
선지별로 왜 틀렸나
①
함정 LED가 켜지는 것을 전극의 금속 때문이라고만 생각해, 수용액 속 이온의 역할을 떠올리지 못하기 쉽다.
ㄱ은 옳지만, LED가 켜지면 수용액 속에 이온이 있음을 알 수 있는 옳은 ㄴ이 빠졌다.
②
함정 설탕이 물에 잘 녹는 것을 보고 녹으면 전류가 흐른다고 생각해, LED가 켜진 X를 설탕으로 판단하기 쉽다.
ㄷ은 X가 소금이므로 틀리고, 옳은 ㄱ, ㄴ이 빠졌다.
④
함정 전류는 전선 속 전자만 흐른다고 생각해 금속 전극의 자유 전자를 떠올리지 못하고, X·Y를 거꾸로 짝짓기 쉽다.
ㄴ은 옳지만, 금속 전극에는 자유 전자가 있으므로 옳은 ㄱ이 빠졌고, LED가 켜진 X는 소금이므로 ㄷ은 틀리다.
⑤
함정 설탕과 소금이 모두 물에 녹는 흰 가루라서 둘 다 전류가 흐른다고 보거나, 표의 X·Y를 바꿔 읽기 쉽다.
ㄱ, ㄴ은 옳지만, LED가 켜진 X는 수용액에서 이온으로 나뉘는 소금이므로 ㄷ은 틀리다.
이 문항이 묻는 능력
전기 전도성 측정 결과표로 수용액 속 이온의 존재를 추론하고, 결합의 종류에 따른 물질의 전기적 성질로 미지 물질을 판별하는 능력
다음에 비슷한 문제를 만나면
측정 장치 각 부분(전극·LED)의 역할 확인 → 결과표에서 전류가 흐른 수용액 찾기 → '수용액에서 전류가 흐름 = 이온 결합 물질'로 물질 판별
다음 문항 · 15번
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관련 개념
결합에 따른 전기 전도성화학 결합의 종류에 따라 물질이 전류를 흐르게 하는 성질이 달라지는 것이다. 이온 결합 물질은 고체 상태에서는 전류가 흐르지 않지만 액체 상태나 수용액에서는 이온이 자유롭게 움직여 전류가 흐르며, 공유 결합 물질은 대부분 고체, 액체 상태와 수용액에서 모두 전류가 흐르지 않는다.
도체와 부도체물질을 전기가 통하는 정도에 따라 구분한 것으로, 도체는 자유 전자가 많아 전류가 잘 흐르는 물질(구리, 알루미늄 등 금속)이고 부도체(절연체)는 자유 전자가 거의 없어 전류가 잘 흐르지 않는 물질(유리, 고무, 플라스틱 등)이다. 전기적 성질이 그 중간인 물질은 반도체이다.
자유 전자 이온 결합 공유 결합 전기 전도성 발광 다이오드(LED)