산화환원정리 ( 교육청포함 ) 1] ] ] ]

산화환원 Final 정리 2012.7-2014.9. 평가원기출문제 & 2013.3.-2014.7 교육청문제 개정후산화환원문제는그렇게어렵게는출제되지않고있다. 그유형을보면산화수계산 산화제와환원제, 산화환원반응의구별간단한산화환원반응식의완결 계수맞추기금속과금속이온의반응성에서이온수의변화와금속의반응성간단한전기분해산화환원반응에서정량적인문제 계수확인필요하다. 은이온과 Al 의반응, 2가금속과 HCl 의반응에서수소의발생량과반응식의게수 1족금속 ( 알칼리금속 ) 과물과반응식 대책실수없이산화수를계산하는것이제일중요하다. 쉽다고산화환원반응식을빨리판단하지말고산화수로다시확인하자. 지금까지문제에서언급된산화환원반응식을써보고계수를맞추는연습금속의반응성과금속이온의반응성순서에대한개념확인산화수의변화와반응에관여한전자수계산혹시나금속의반응성에대한개정전약간복잡한문제풀어보기 : 개정전헬타입의문제였다. 이온수변화에대한그래프분석 금속의전하량비교수용액에서이온수의변화와수용액의밀도변화, 넣어준금속이질량비교등주의해야할개념확인 ; 금속의반응성과금속이온의반응성

1 2013-2014.9 산화환원정리 ( 교육청포함 ) 1] 2012.7.12. 3] 2014.9.2.3. 4] 2013.6.18. 2] 2012.7.13.

2 2013-2014.9 산화환원정리 ( 교육청포함 ) 5] 2013.9.6. 7] 2013.9.5. 6] 2013.9.13. 8] 2013.11.8. - 2 -

3 2013-2014.9 산화환원정리 ( 교육청포함 ) 9] 2013.9.14. 11] 2014.6.7. 10] 2014.6. - 3 -

4 2013-2014.9 산화환원정리 ( 교육청포함 ) 12] 2013.6.17. 14] 2014.6.11. 13] 2013.11.13. 15] 2014.9.11. 16] 2014.6.6. - 4 -

5 2013-2014.9 산화환원정리 ( 교육청포함 ) 17] 2014.9.9. - 5 -

6 2013-2014.9 산화환원정리 ( 교육청포함 ) 2013.3.-2014.7. 교육청문제 1] 2013.7.17. 다. 3] 2013.3.10. 다음은철광석의제련과관련된화학반응식이 ( 가 ) C O CO ( 나 ) Fe O CO Fe CO 이에대한옳은설명만을 < 보기 > 에서있는대로고른것 은?( 단, ~ 는화학반응식의계수이다.) < 보기 > ㄱ. ( 가 ) 에서 C 의산화수는감소한다. ㄴ. ( 나 ) 에서 Fe O 은환원된다. ㄷ. ( 나 ) 에서 + + = 6 이다. 1 ㄴ 2 ㄷ 3 ㄱ, ㄴ 4 ㄱ, ㄷ 5 ㄱ, ㄴ, ㄷ 2] 2014.3.14. 그림은철이나코크스를이용하여수증기로부터 수소를대량으로얻는과정 ( 가 ) 와 ( 나 ) 를나타낸것이다. 이다. 4] 2013.4.17. 다음은식물이질소를얻는과정에대한설명 콩과식물의뿌리에공생하는뿌리혹박테리아는대기중의ᄀ질소 (N ) 를ᄂ암모니아 (NH ) 로만들어준다. 암모니아는토양속물에녹아ᄃ암모늄이온 (NH ) 이되거나질화박테리아에의해ᄅ아질산이온 (NO ) 을거쳐ᄆ질산이온 (NO ) 이되어 은? 이에대한옳은설명만을 < 보기 > 에서있는대로고른것 < 보기 > ㄱ. ( 가 ) 에서 Fe 의산화수는증가한다. [3 점 ] 식물의뿌리에흡수된후단백질합성에이용된다. ᄀ ᄆ에서질소 (N) 의산화수가아닌것은? 1-5 2-3 3 0 4 +3 5 +5 ㄴ. ( 나 ) 에서 O 의산화수는변하지않는다. ㄷ. ( 가 ) 와 ( 나 ) 에서수증기 (H O) 는환원제로작용한다. 1 ㄱ 2 ㄷ 3 ㄱ, ㄴ 4 ㄴ, ㄷ 5 ㄱ, ㄴ, ㄷ - 6 -

7 2013-2014.9 산화환원정리 ( 교육청포함 ) 5] 2014.7.10. 다음은산성비와관련된화학반응식 이다. ( 가 ) 삼산화황 (SO ) 이빗물에녹아황산을생성한다. SO + H O H SO ( 나 ) 일산화질소 (NO) 가공기중에서반응한다. 2NO + A 2NO ( 다 ) 이산화질소 (NO ) 가빗물에녹아질산을생성한다. 3NO + H O 2HNO + NO 이화학반응에대한설명으로옳은것은? 1 ( 가 ) 는산화환원반응이다. 2 ( 나 ) 에서 A는 NO이다. 3 ( 나 ) 에서 N의산화수는감소한다. 4 ( 다 ) 에서 H O은산화제이다. 5 ( 다 ) 에서 N의산화수는 3가지이다. 7] 2014.4.10. 표는질소 (N) 를포함한분자나이온에서 N 의산화수를나타낸것이다. 분자나이온 NX NX NY NY N의산화수 +5-3 -3 이에대한설명으로옳은것만을 < 보기 > 에서있는대로고른것은? ( 단, X 와 Y 는임의의원소기호이다.) [3점] 보기ㄱ. 는 +5이다. ㄴ. NY 에서 Y 의산화수는 +1이다. ㄷ. 전기음성도는 X 가 Y 보다작다. 1 ㄱ 2 ㄴ 3 ㄷ 4 ㄱ, ㄴ 5 ㄴ, ㄷ 6] 2014.3.5. 다음은 3 가지화학반응식이다. 8] 2013.7.10. ( 가 ) NH H O NH OH ( 나 ) Na Cl NaCl ( 다 ) H Cl HCl 이에대한설명으로옳지않은것은? [3점] 1 ( 가 ) 에서 NH 는염기이다. 2 ( 나 ) 는산화환원반응이다. 3 ( 다 ) 에서 H의산화수는증가한다. 4 결합각은 NH 가 NH 보다크다. 5 Cl 에는무극성공유결합이있다. - 7 -

8 2013-2014.9 산화환원정리 ( 교육청포함 ) 9] 2014.4.14. 다음은기체 X 와관련된실험이다. ( 가 ) 진한황산이들어있는가지달린둥근바닥플라스크에구리조각을넣고가열하여발생하는기체 X 를삼각플라스크에포집하였다. 11] 2013.3.11. 그림과같이묽은염산 (HCl) 에금속 A 와 B 를 각각넣었더니, A 표면에서만기체가발생하였다. H SO Cu CuSO H O X 은? ( 가 ) ( 나 ) 이에대한옳은설명만을 < 보기 > 에서있는대로고른것 < 보기 > ㄱ. B 는 A 보다산화되기쉽다. ( 나 ) ( 가 ) 의삼각플라스크에마그네슘을넣어반응시켰더니황과산화마그네슘이생성되었다. X Mg S MgO 이에대한설명으로옳은것만을 < 보기 > 에서있는대로고른것은? ㄴ. ( 가 ) 에서발생하는기체는수소 (H ) 이다. ㄷ. ( 가 ) 에서 HCl은환원제이다. 1 ㄱ 2 ㄴ 3 ㄱ, ㄷ 4 ㄴ, ㄷ 5 ㄱ, ㄴ, ㄷ ㄱ. X 는이산화황 (SO ) 이다. 보기 ㄴ. ( 가 ) 에서구리는산화되었다. ㄷ. ( 나 ) 에서마그네슘은환원제로작용하였다. 1 ㄱ 2 ㄴ 3 ㄱ, ㄷ 4 ㄴ, ㄷ 5 ㄱ, ㄴ, ㄷ 12] 2014.3.17. 그림은 XNO 수용액에금속 Y 를넣어반응시 킨후, 충분한양의금속 Z를넣어반응시켰을때수용액속에존재하는금속양이온만을모형으로나타낸것이다. 용액 ( 나 ) 에는금속 Z가남아있다. 10] 2013.7.14. 이에대한옳은설명만을 < 보기 > 에서있는대로고른것 은? ( 단, X ~ Z 는임의의원소기호이다.) [3 점 ] < 보기 > ㄱ. 산화수는 Y 이온이 Z 이온보다크다. ㄴ. X 이온이 Z 이온보다환원되기쉽다. ㄷ. ( 나 ) 에금속 Y 를넣으면 Y 가산화된다. 1 ㄱ 2 ㄷ 3 ㄱ, ㄴ 4 ㄴ, ㄷ 5 ㄱ, ㄴ, ㄷ - 8 -

9 2013-2014.9 산화환원정리 ( 교육청포함 ) 13] 2013.10.18. 다음은산화환원반응을이용하여금속공예 품을만드는실험이다. [ 실험 ] ( 가 ) 알루미늄판에스티커로글자를만들어붙인다. ( 나 ) ( 가 ) 의알루미늄판을염화구리 (Ⅱ) 수용액에담가충분히반응시킨다. ( 다 ) 알루미늄판을꺼내어표면에석출된물질을긁어내고, 스티커를떼어낸다. ( 가 ) ( 나 ) 은? 이에대한옳은설명만을 < 보기 > 에서있는대로고른것 < 보기 > ㄱ. 알루미늄이구리보다산화되기쉽다. ㄴ. 스티커를붙이지않은부분에서구리가석출된다. ㄷ. ( 나 ) 에서용액속의전체이온수는변하지않는다. 1 ㄱ 2 ㄷ 3 ㄱ, ㄴ 4 ㄴ, ㄷ 5 ㄱ, ㄴ, ㄷ - 9 -

10 2013-2014.9 산화환원정리 ( 교육청포함 ) 2012.7-2014.9 평가원문제들 1] 2012.7.12.2. ( 다 ) 는열을가해서생성되는반응이다. 열을가해주면 CaCO 3 가분해되어 CaO 와 CO 2 로분해된다. CaCO 3 CaO + CO 2 CaO 는석회이고염기성이다. CaO 의산소의전자쌍이 SiO 2 를공격하여 CaSiO 3 가생성된다. CaO 는루이스염기로작용하고 SiO 2 는루이스산으로산염기중화반응이다. CaCO 3 +2HCl CaCl 2 + H 2 O + CO 2 CaCO 3 는대리석, 조개껍질등의주성분이고가열하면 CaO 와 CO 2 로분해되 고산과만나면 CO 2 가발생한다는것을잊지말자. 8] 2013.11.8.3. 2] 2012.7.13.2 ᄃ. 산화수의변화를살펴본다. Cu 2+ Cu ; 산화수 2 변화 전자 2개관련 * 주의 : 산화수는원자 1개에대한값이다. 2013.11.8. 과 2014.6.4. 설명참조 3] 2014.9.2.3. 그냥쉽다고하지말고산화수로다시확인하라. 4] 2013.6.18.1. 그냥쉽다고하지말고산화수로다시확인하라. 5] 2013.9.6.1. ( 나 ) 의반응의계수를맞추는연습을하자. 미정계수로풀다가잘풀릴때는잘풀리지만꼬일때는시간잡아먹는다. 산화수의변화로전자의이동개수를찾아서하면실수하지않는다. 평소에연습하면시간이별로걸리지않는다. Fe 2 O 3 2Fe ; 산화수의변화 3 관여한전자 6개 * Fe의산화수의변화는 Fe 원자 1개이므로관여한전자의수는 6개이다. CO CO 2 ; 산화수의변화 2 관여한전자수는 2개반응에서관여한전자수를맞추어야하므로 CO 쪽에 3배하여더한다. ( 다 ) 의반응식은철이일단산화하여 Fe 2+ 로되고다시산소와물이있는조건에서 Fe 3+ 로되는과정을나타낸것이다. Fe(OH) 2 와 Fe(OH) 3 에서 OH 는변화하지않으므로철이온만따로빼서 Fe 2+ Fe 3+ ; 산화수 1 변화 전자 1개이동 O 2 와 H 2 O가 OH - 를만들어야하므로 H 2 O는변화하지않으므로 O 2 가 OH - 로환원된다. O 2 OH-; 산화수 2 변화 산소원자 2개이므로 OH 에일단 2배 O 2 2OH- ; 관여한전자 4개이므로철쪽도 4개의전자가관여해야하므로철쪽에 4배하면반응식의계수는알수있다. 그리고 H의수를맞추기위해물의계수를정한다. 9] 2013.9.14.5. H와 O의산화수는변하지않는다. Cl 2 가산화환원하여 HCl 과 HClO 를만든다. Cl-O-H 는물과같이굽은형의구조를갖는다. 에서 Cl 의산화수는 (x -2+1 = 0, x = +1) (+) 전극에서는산화가일어나고 (-) 전극에서는환원이일어난다. 화합물이전기분해해서 A 2 : B 2 =1 : 2 생성되므로화합물은 2AB 2 이다. A-B 결합이극성이어야만 A는 (-) 의성질을갖고 B는 (+) 의성질을가져서전극쪽으로배향할것이다. 액체상태는전해질을포함하므로전해질은물속에서이온화하여전기를통하게하는물질이므로 X는물일줄을알것이다. 6] 2013.9.13.4. XH 4 = CH 4 ; C의산화수 = -4 CF 4 ; C의산화수 = +4 YH 3 = NH 3 ; N의산화수 = -3 NF 3 ; N의산화수 = +3 2NO 2 2NO + O 2 +4 +2 총관여한전자수 = 4 산화수는 N 원자한개의값이므로 2 배해야반응에참여한전자수계산 7] 2013.9.5.1. 10] 2014.6.4.4-10 -

11 2013-2014.9 산화환원정리 ( 교육청포함 ) Fe 로된철못은산화되어용액속으로 Fe 2+ 로 1 개들어가면 환원되어붙는다. 수용액속이온의총수는반응이진행됨에따라감소한다. Ag + 는 2 개 13] 2013.11.13.1. 금속 X 이온 6개가금속 Y와반응하여금속 Y 이온 3개를만들었다. 즉, Y 이온이 2+ 이면금속 X이온은 +1 가이다. 금속 Z 가금속 Y이온 3개와반응하여 2개의 Z 이온을만들었다. 즉, Z이온은 3+ 이다. 금속 X는반응성이작은금속이다. 금속의반응성을비교하면 X < Y < Z 이다. 14] 2014.6.11.5. 전기분해에서주의할것은직류전원장치에서음극에연결된전극은그대로 -극이다. 전원장치의음극에서는전자가공급되므로그대로전극으로이동하여음극의전극에서는환원반응이일어난다. 에너지가가장많이소비되는과정 : B: 용융전기분해 NaCl(s) 을녹여서전기분해하므로 Cl 2 기체 1몰이생성되려면전자 2몰이이동한다. 식을세울수있어야한다. 2Cl - Cl 2 + 2e 산화수 산화수 개의전자관여 산화수 산화수 개의전자관여 관여한전자수를맞추기위해 1 번식에 2 배하고더하면 NO 2 의계수는 3 이된다. 3 NO 2 + bh 2 O 2HNO 3 + NO 에서산소수와수소수를맞추면 b = 1 이된다. 3 NO 2 + H 2 O 2HNO 3 + NO 완성 물의전기분해에서움직인전자수찾기 O 2 1몰이생성되기위해서이동한전자수 H 2 O H 2 + O2, 2 H 2 O 2H 2 + O 2 H 2 O애서 H의산화수 (+1) H 2 (0) ; 변화된산화수 1 2분자의물이므로총 H의수는 4개이므로 4개의전자이동 H 2 O애서 O의산화수 (-2) O 2 ( 산화수 = 0) 변화된산화수 2 O 원자가 2개이므로 4개의전자이동 자동차배기가스는연료인휘발유, 경유 ( 디젤 ) [ 탄화수소 ] 의불완전산화하여생성된산화물과공기중의질소가실린더에서산화되어생성된산화물이다. 불완전연소된탄화수소와 CO, 질소산화물등이자동차배기가스이다. 지동차배기가스들은공기오염의원인물질이므로자동차에는이것들을 N 2, CO 2 로바꾸는백금을촉매로사용하는촉매변환장치가있다. 탄화수소 + CO CO 2 + H 2 O 질소산화물 N 2 11] 2014.6.7.2. 일산화탄소 (CO) 는삼중결합을갖는다. 쉬울것같지만모르면어려운구조이다. 12] 2013.6.17.3-11 -

12 2013-2014.9 산화환원정리 ( 교육청포함 ) 15] 2014.9.11.3. 귀찮지만산화수를 check 하면서ᄂ. NO 2 는홀전자를가지고있어 2개의 NO 2 가이합체 N 2 O 4 를만든다. 산화수를 check 하면산화수변하지않는다. ( 다 ) 의과정은산성비를만드는과정이다. NO 2 가물에단순히녹는것이아니라산화환원반응이다. S 에대하여알아보면 각 step 을살펴보면서산화환원반응인지를 check 해보자. SO 3 가산성비를만드는과정과는다른반응이다. 각 step 을살펴보면서산화환원반응인지를 check 해보자. SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 SO 3 가물에녹아황산이되는과정은산화환원이아니다. H 2 O의전자쌍이 SO 3 에게주는산염기반응이된다. 산화수의변화가없다. - 12 -

13 2013-2014.9 산화환원정리 ( 교육청포함 ) 16] 2014.6.6.2. 일반미정계수로풀어도된다. AL 2 S 3 에서 S 가 3 개이므로 Ag 2 S 는 3Ag 2 S Ag 의계수는 6, Al 의계수는 2 3Ag 2 S + 2Al 6 Ag + AL 2 S 3 Ag 2 S 와 Al 은 3 : 2 로반응한다. 0.02 x 27 = 0.54(g) 1.. Ag 2 S 2Ag ; ( 산화수 1 변화 계수가 2 이므로전자 2 개관여 ) 2. 2 Al Al 2 S 3 ; ( 산화수 3 변화 전자 6 개관여 ) 전자수를맞추기위해 1 식에 3 배하고더하면된다. 17] 2014.9.9.2 생성된 H 2 의몰수는 몰이다. HCl 과 H 2 의반응계수비는 2:1 이므로 HCl 의몰수는 몰이다. 반응식이있어쉽지만금속과 HCl 이반응식은쓸수있어야한다. 1가이온의금속 2가이온의금속 3가이온의금속 - 13 -

14 2013-2014.9 산화환원정리 ( 교육청포함 ) 설명없어도이정도는 7] 2014.4.10.2. X = O 이고 Y = H 이다. 교육청 2013.3-2014.7 1] 2013.7.17.4. 8] 2013.7.10.5. ( 나 ) 와 ( 다 ) : 2Mg + CO 2 2MgO + C Na 과물의반응에서 Na 의전자는물의 H에게이동하여수소발생한다. Na + H 2 O NaOH + H 2 ; 염기성이므로 BTB 에서는 Blue H 2 (g) + Cl 2 (g) 2HCl(g) HCl + H 2 O H3O+ + Cl- 의반응식에서 H 2 O를관점으로보면의산소의비공유전자쌍이 HCl 의 H + 에게주어 H 3 O + 를만들므로 H 2 O는루이스염기이고 HCl 은루이스산이다. 9] 2014.4.14.5. 미정계수로도쉽게찾을수있다. 10] 2013.7.14.5 2] 2014.3.14. 3. 귀찮지만산화수를계산하면서해야실수하지않는다. 3] 2013.3.10. 1. 산화수로확인하자. Fe O 산화수 Fe 산화수 개의전자이동 * 주의 : Fe의원자수는 2개이므로전자수이동할때조심 : 산화수는원자 1개에해당되므로 2배를잊지말자. CO 개의전자이동이동한전자수를맞추기위해 CO에 3배하고더하면된다. 11] 2013.3.11. 2. 금속 A 는금속 B 보다반응성이크다. Fe O CO 4] 2013.4.17.1 N ( 산화수 = 0), NH (-3) 12] 2014.3.17. 5. 금속 Y와금속이온 X는 1:3 의비율로반응한다. Y이온은 +3 가금속 Z와금속이온 X는 1:2 로반응한다. Z 이온은 +2 가금속이온의반응성 X > Z > Y 이고금속의반응성은반대로 Y > Z > X NH (-3), NO (+3), NO (+5) 13] 2013.10.18. 3. 5] 2014.7.10.5. ( 가 ) 에서다르게 ( 다 ) 에서질산이생기는반응은산화환원반응이다. 6] 2014.3.5. 4. ( Al Al 3+ + 3e ) x 2 ( Cu 2+ + 2 e Cu ) x 3 ---------------- 2Al + 3 Cu 2+ Al 3+ + 2 Cu Al 2 개가이온이되면 Cu 2+ 가 3 개환원된다. - 14 -

15 2013-2014.9 산화환원정리 ( 교육청포함 ) - 15 -