③
광합성은 산소가 관여하는 산화 환원 반응(ㄱ 옳음), Fe²⁺은 산화되어 전자를 잃음(ㄴ 틀림), 오존층이 자외선을 막아 육상 진출 가능(ㄷ 옳음) → 정답 ③.
핵심 개념
산소를 얻거나 전자를 잃는 반응은 산화, 산소를 잃거나 전자를 얻는 반응은 환원이며 둘은 동시에 일어나고, 광합성으로 생긴 산소는 지구 환경을 크게 바꾸었다.
단서 따라가기
㉠ 광합성을 통해 산소(O₂)를 방출광합성(6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂)에서 이산화 탄소는 산소를 잃고 환원되어 포도당이 되고, 물은 산화되어 산소 기체가 발생하므로 산소가 관여하는 산화 환원 반응이다 보기 ㄱ (옳음)
㉡ 산소는 철 이온(Fe²⁺)을 산화시켜 산화 철(Fe₂O₃)을 형성Fe²⁺이 산소와 결합해 Fe₂O₃(철의 양이온 Fe³⁺)이 되는 산화 과정이므로 Fe²⁺은 전자를 잃는다 보기 ㄴ (틀림 — 전자를 잃음)
㉢ 대기 중 산소 농도 증가로 오존(O₃)층 형성오존층이 생물에 해로운 자외선을 흡수·차단하여 육상에서도 생물이 살 수 있는 환경이 만들어졌다 보기 ㄷ (옳음)
정답 근거
보기 ㄱ: 광합성은 이산화 탄소와 물로 포도당과 산소를 만드는 반응으로, 이산화 탄소는 산소를 잃고 환원되어 포도당이 되고 물은 산화되어 산소 기체가 발생하는, 산소가 관여하는 산화 환원 반응이다. 보기 ㄷ: 대기 중 산소가 늘어 오존층이 형성되자 태양의 자외선이 차단되어 생물이 육상에 진출할 수 있는 환경이 만들어졌다. 따라서 옳은 것은 ㄱ, ㄷ이고 정답은 ③이다. (ㄴ은 Fe²⁺이 산소에 의해 산화되어 Fe₂O₃이 되는 과정에서 전자를 잃으므로 틀리다.)
선지별로 왜 틀렸나
①
함정 오존층의 역할을 '산소 공급'으로만 알고, 자외선 차단과 육상 생물 진출을 연결하지 못하기 쉽다.
ㄱ은 옳지만, 오존층이 자외선을 막아 육상 진출 환경을 만든 ㄷ도 옳은데 빠졌다.
②
함정 '산화시킨다'는 말에서 산소가 철 이온에 무엇인가를 준다고 생각해 전자를 얻는다고 거꾸로 판단하기 쉽다.
ㄴ은 산화되는 Fe²⁺이 전자를 잃으므로 틀리고, 옳은 ㄱ과 ㄷ이 모두 빠졌다.
④
함정 광합성은 생명 현상이고 산화 환원 반응은 연소·부식 같은 화학 반응이라고 따로 생각해 ㄱ을 빼기 쉽다.
ㄷ은 옳지만, ㄴ은 Fe²⁺이 전자를 잃어 틀리고, 광합성이 산화 환원 반응이라는 옳은 ㄱ이 빠졌다.
⑤
함정 철 이온의 전하가 Fe²⁺에서 Fe³⁺(Fe₂O₃ 속)으로 커지는 것을 전자가 더해진 것으로 착각하기 쉽다.
ㄱ과 ㄷ은 옳지만, ㄴ은 양이온의 전하가 커지는 것이 전자를 잃는 산화이므로 틀리다.
이 문항이 묻는 능력
지질 시대 환경 변화 자료 속 반응에 산소·전자의 이동 기준을 적용해 산화와 환원을 판단하고, 산소 증가가 생물 진화 환경에 미친 영향을 연결하는 능력
다음에 비슷한 문제를 만나면
밑줄 친 과정마다 산소를 얻는 물질·잃는 물질을 표시 → 산소를 얻은 쪽은 산화(전자 잃음), 잃은 쪽은 환원(전자 얻음)으로 판단 → 산소 증가가 가져온 환경 변화(오존층, 자외선 차단)를 지질 시대 흐름에 연결
다음 문항 · 15번
그림과 같이 서로 다른 높이에 있던 물체 A, B, C가 각각 경로를 따라 운동하여 수평면에 동시에 도달한다…
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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.
광합성과 세포 호흡광합성은 엽록체에서 빛에너지를 이용해 이산화 탄소와 물로 포도당과 산소를 만드는 과정으로, 이산화 탄소는 환원되고 물은 산화된다. 세포 호흡은 마이토콘드리아에서 포도당이 산소와 반응해 이산화 탄소와 물로 분해되며 에너지를 얻는 과정으로, 포도당은 산화되고 산소는 환원된다.
산화 환원 반응 광합성 오존층 지질 시대 생물의 육상 진출