2026년 6월 고2 학평 통합과학 9번 해설
9.
다음은 산과 염기의 성질을 알아보기 위한 실험이다. A와 B는 HCl 수용액과 KOH 수용액을 순서 없이 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [1.5점]
- ① ㄱ
- ② ㄷ
- ③ ㄱ, ㄴ
- ④ ㄴ, ㄷ
- ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
③
A는 페놀프탈레인을 붉게 바꾼 염기라 KOH(ㄱ 옳음), B는 산(HCl)이라 페놀프탈레인 색이 변하지 않음(ㄴ 옳음), 산과 CaCO₃ 반응 기체 ㉡은 CO₂(ㄷ 틀림) → 정답 ③.
핵심 개념
염기성 용액은 페놀프탈레인 용액을 붉게 만들고, 산성 용액은 탄산 칼슘과 반응하여 이산화 탄소 기체를 발생시킨다.
단서 따라가기
- 실험 Ⅰ: A에 페놀프탈레인 → 붉은색으로 변함 / 실험 Ⅱ: A에 CaCO₃ → 기체 발생하지 않음페놀프탈레인 용액은 염기성 용액에서 붉은색을 띤다 → A는 염기성인 KOH 수용액 보기 ㄱ (옳음)
- 실험 Ⅰ: B의 결과 ㉠B는 HCl 수용액(산성)이고, 페놀프탈레인 용액은 산성·중성 용액에서 색이 변하지 않는다 보기 ㄴ (옳음)
- 실험 Ⅱ: B에 CaCO₃ → ㉡ 기체가 발생함산이 탄산 칼슘과 반응하면 이산화 탄소(CO₂)가 발생한다(CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂). 수소는 산이 금속과 반응할 때 발생한다 보기 ㄷ (틀림 — ㉡은 CO₂)
정답 근거
보기 ㄱ: A는 페놀프탈레인 용액을 넣었을 때 붉은색으로 변하므로 염기성 용액인 KOH 수용액이다. 보기 ㄴ: B는 HCl 수용액으로 산성이므로 페놀프탈레인 용액을 넣어도 색이 변하지 않는다. 따라서 ㉠은 '색이 변하지 않음'이다. 옳은 것은 ㄱ, ㄴ이고 정답은 ③이다.
선지별로 왜 틀렸나
①
함정 페놀프탈레인이 산성에서도 다른 색(예: 노란색)을 띤다고 BTB 용액과 혼동해 ㄴ을 빼기 쉽다.
ㄱ은 옳지만, 산성인 B에서 페놀프탈레인 용액의 색은 변하지 않으므로 옳은 ㄴ이 빠졌다.
②
함정 '산과 반응하면 수소 기체가 발생한다'는 금속과 산의 반응을 탄산 칼슘에도 그대로 적용하기 쉽다.
ㄷ은 탄산 칼슘과 산이 반응해 이산화 탄소가 발생하므로 틀리고, 옳은 ㄱ, ㄴ이 빠졌다.
④
함정 붉은색 변화를 산성의 특징으로 착각해 A를 HCl 수용액으로 보고, 발생 기체를 수소로 여기기 쉽다.
ㄴ은 옳지만, ㄷ은 ㉡이 이산화 탄소여서 틀리고, A가 KOH 수용액이므로 옳은 ㄱ이 빠졌다.
⑤
함정 산과의 반응에서 나오는 기체를 모두 수소라고 일반화하기 쉽다.
ㄱ, ㄴ은 옳지만, ㄷ은 산과 탄산 칼슘이 반응해 발생하는 ㉡이 이산화 탄소(CO₂)이므로 틀리다.
이 문항이 묻는 능력
지시약 색 변화와 탄산 칼슘과의 반응 결과로 산·염기 용액을 구별하고 발생 기체를 추론하는 능력
다음에 비슷한 문제를 만나면
지시약 색 변화로 산·염기 판별 → 판별한 용액을 순서 없이 주어진 물질에 대응 → 산과 반응하는 물질의 종류(금속 → H₂, 탄산염 → CO₂)로 발생 기체 확정
관련 개념
지시약용액의 액성(산성, 중성, 염기성)에 따라 색이 변하는 물질이다. 페놀프탈레인 용액은 산성·중성에서 무색, 염기성에서 붉은색을 띠고, BTB 용액은 산성에서 노란색, 중성에서 초록색, 염기성에서 파란색을 띤다. 중화 반응이 진행되는 과정의 액성 변화를 지시약의 색 변화로 확인할 수 있다.
산수용액에서 수소 이온(H⁺)을 내놓는 물질이다. 산 수용액은 공통적으로 신맛을 내고, 마그네슘·아연 등의 금속과 반응하여 수소 기체를 발생시키며, 탄산 칼슘과 반응하여 이산화 탄소를 발생시키고, 푸른색 리트머스 종이를 붉게 변화시킨다. 염산, 황산, 아세트산 등이 있다.
산과 염기 페놀프탈레인 용액 탄산 칼슘 이산화 탄소 지시약
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