표는 HCl 수용액과 NaOH 수용액의 부피를 달리하여 혼합한 용액 (가)와 (나)에 대한 자료이고, 그림은 각 혼합 용액에 존재하는 이온 수를 나타낸 것이다. A ~ D는 H⁺, Cl⁻, Na⁺, OH⁻을 순서 없이 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [2.5점]
두 용액에 모두 있는 A·B 중 이온 수 비가 HCl 부피비 1:3과 같은 A가 Cl⁻, B는 Na⁺(ㄱ 틀림), Na⁺ 수비 2:1 = 20:V 이므로 V = 10(ㄴ 옳음), (가)의 OH⁻ 1과 (나)의 H⁺ 2를 섞으면 H⁺이 남아 산성(ㄷ 틀림) → 정답 ②.
중화 반응에서 H⁺과 OH⁻은 1:1로 반응해 물이 되고, 반응에 참여하지 않는 구경꾼 이온(Na⁺, Cl⁻)의 수는 넣어 준 수용액의 부피에 비례한다.
보기 ㄴ: A는 HCl 수용액 부피비 (가):(나) = 10:30 = 1:3과 같은 비로 수가 변하므로 Cl⁻이고, B는 Na⁺이다. Na⁺의 수는 넣어 준 NaOH 수용액의 부피에 비례하므로 20 mL : V = 2 : 1 → V = 10이다. 따라서 옳은 것은 ㄴ뿐이고 정답은 ②이다. (ㄱ은 B가 Na⁺이므로 틀리고, ㄷ은 (가)에 남은 OH⁻ 1보다 (나)에 남은 H⁺ 2가 더 많아 섞으면 H⁺ 1이 남는 산성이므로 틀리다.)
혼합 용액의 이온 수 그래프에서 구경꾼 이온을 찾아 수용액 부피와 비례 관계로 미지 부피를 구하고, 남은 이온으로 액성을 판단하는 능력
두 혼합 용액에 공통으로 있는 이온을 구경꾼 이온(Na⁺, Cl⁻)으로 보고, 부피비와 이온 수비를 대조해 정체 확정 → 구경꾼 이온 수로 부피(미지수) 계산 → 양이온·음이온 전하 균형으로 남은 H⁺ 또는 OH⁻ 판정 → 섞었을 때 남는 이온으로 액성 판단
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