①
금속+산에서 수소 기체가 나오므로 ㉠은 H₂(ㄱ 옳음), Zn은 두 반응 모두 전자를 잃어 Zn²⁺로 산화(ㄴ 틀림), Cu²⁺가 전자를 얻어 Cu로 석출되므로 CuSO₄는 환원(ㄷ 틀림) → 정답 ①.
핵심 개념
산화는 물질이 전자를 잃는 반응이고 환원은 전자를 얻는 반응이며, 두 반응은 동시에 일어난다.
단서 따라가기
(가) Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + ㉠, 기체 발생금속이 산과 반응하면 H⁺가 전자를 얻어 수소 기체가 된다 → ㉠ = H₂ 보기 ㄱ (옳음)
(가) Zn → ZnSO₄ (Zn²⁺)Zn 원자가 전자 2개를 잃고 Zn²⁺가 된다 → 산화 보기 ㄴ (틀림 — 전자를 잃음)
(나) CuSO₄ → Cu 석출수용액 속 Cu²⁺가 Zn이 잃은 전자를 얻어 Cu가 된다 → CuSO₄는 환원된다 보기 ㄷ (틀림 — 환원됨)
정답 근거
보기 ㄱ: 아연처럼 반응성이 큰 금속을 황산 수용액에 넣으면 H⁺가 전자를 얻어 수소 기체가 발생한다. 반응식의 원자 수를 맞춰도 남는 것은 H 원자 2개이므로 ㉠은 H₂이다. 따라서 옳은 것은 ㄱ뿐이고 정답은 ①이다. (ㄴ은 Zn이 전자를 잃어 Zn²⁺로 산화되므로 틀리고, ㄷ은 CuSO₄의 Cu²⁺가 전자를 얻어 Cu로 환원되므로 틀리다.)
선지별로 왜 틀렸나
②
함정 Zn이 반응물 쪽에서 무언가와 결합해 ZnSO₄가 되니 '무언가를 얻었다'고 보고 전자를 얻는다고 착각하기 쉽다.
ㄴ은 Zn이 전자를 잃어 Zn²⁺가 되므로 틀리고, 옳은 ㄱ이 빠졌다.
③
함정 산소가 든 황산 이온(SO₄²⁻)을 가진 CuSO₄가 반응에 참여하니 '산화된다'고 이름만 보고 판단하기 쉽다.
ㄱ은 옳지만, ㄷ은 CuSO₄의 Cu²⁺가 전자를 얻어 Cu로 석출되는 환원이므로 틀리다.
④
함정 산화와 환원의 정의(전자를 잃음/얻음)를 서로 바꿔 기억하면 ㄴ과 ㄷ이 함께 옳아 보인다.
ㄴ은 Zn이 전자를 잃으므로, ㄷ은 CuSO₄가 환원되므로 틀리고, 옳은 ㄱ이 빠졌다.
⑤
함정 두 반응 모두 같은 생성물 ZnSO₄가 나와 비슷해 보이니 각 물질의 전자 이동 방향을 따지지 않고 모두 고르기 쉽다.
ㄱ은 옳지만, Zn은 전자를 잃으므로 ㄴ이 틀리고, CuSO₄는 환원되므로 ㄷ이 틀리다.
이 문항이 묻는 능력
화학 반응식에서 빠진 생성물을 찾고, 반응 전후 원자와 이온의 변화로 산화·환원되는 물질을 판정하는 능력
다음에 비슷한 문제를 만나면
반응식에서 빈칸 생성물을 원자 보존으로 채움 → 각 물질이 이온↔원자 중 어느 쪽으로 바뀌는지 확인 → 원자가 이온이 되면 산화(전자 잃음), 이온이 원자가 되면 환원(전자 얻음)으로 판정
다음 문항 · 20번
다음은 압축 천연가스(CNG) 버스에 대한 설명이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로…
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관련 개념
산화물질이 산소를 얻거나 전자를 잃는 반응이다. 산화는 항상 환원과 동시에 일어나며, 연소, 철의 부식, 세포 호흡 등이 산화가 일어나는 예이다.
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.
산화 환원 전자의 이동 금속과 산의 반응