부등호가 가르는 세 갈래 길
화학1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 이 평가지에는 개념 용어가 일부러 빠져 있습니다. 지시를 따라 손으로 직접 해 본 뒤, 그 결과를 여러분의 말로 해석하고 성찰하여 서술하세요. 정답 문장이 정해져 있지 않으니, 이유를 붙인 자기 생각이면 됩니다. 예제: 용액 ㉮ ([H₃O⁺]=1×10⁻⁵ M) (비교용: 용액 ㉯ ([OH⁻]=1×10⁻⁵ M))
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①25 ℃ 순수한 물에서 [H₃O⁺]와 [OH⁻]는 각각 1×10⁻⁷ M입니다. 두 값을 곱해 [칸 A]에 적어 보세요.
- ②용액 ㉮는 [H₃O⁺]=1×10⁻⁵ M입니다. [칸 A]의 곱이 일정하다고 보고 [OH⁻]를 구해 [칸 B]에 적어 보세요.
- ③용액 ㉮의 [H₃O⁺]와 [OH⁻]를 각각 1×10⁻⁷ M과 견주어 '크다/작다'를 [칸 B] 옆에 적어 보세요.
- ④용액 ㉯는 [OH⁻]=1×10⁻⁵ M입니다. 같은 방법으로 [H₃O⁺]를 구해 [칸 C]에 적어 보세요.
- ⑤용액 ㉯의 [H₃O⁺]와 [OH⁻]를 각각 1×10⁻⁷ M과 견주어 '크다/작다'를 [칸 C] 옆에 적어 보세요.
- ⑥순수한 물·㉮·㉯ 세 경우에서 [H₃O⁺]와 [OH⁻] 중 어느 쪽이 큰지 부등호로 [칸 D]에 정리해 보세요.
칸 A — 순수한 물에서 [H₃O⁺]×[OH⁻]의 값
칸 B — 용액 ㉮의 [OH⁻] (구한 값과 크다/작다)
칸 C — 용액 ㉯의 [H₃O⁺] (구한 값과 크다/작다)
칸 D — 세 경우의 [H₃O⁺]와 [OH⁻]를 부등호로 정리
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 D]에 정리한 세 경우를 보면 [H₃O⁺]와 [OH⁻]의 크기 관계가 몇 갈래로 나뉘나요? 각 갈래를 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)
✎ 세 갈래로 나뉜다. 하나는 [H₃O⁺]가 ___고, 하나는 두 값이 ___고, 하나는 …
(2)용액 ㉮처럼 [H₃O⁺]를 크게 하면 [OH⁻]는 작아졌습니다. 이것은 ㉮에서만 생긴 우연일까요, 어떤 용액에서도 성립하는 규칙일까요? [H₃O⁺] 값을 하나 직접 골라 [OH⁻]를 구해 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 [H₃O⁺]=___로 해 보니 …
(3)용액 ㉮와 ㉯는 [H₃O⁺]와 [OH⁻]의 크기 관계가 서로 반대였습니다. 무엇 때문에 이런 차이가 생겼을지 여러분의 생각을 쓰세요. (10점)
3
성찰 — 활동을 내 것으로 만들기
30점
(1) 순서 다시 짜기 — 이 활동을 처음 하는 친구에게 나라면 어떤 순서로 시킬지 쓰고, 왜 그 순서인지 한 문장으로 이유를 붙이세요. 지워도 되는 단계가 있다면 그것도 쓰세요. (15점)
(2) 이름 붙이기 — 오늘 나눈 세 갈래에 교과서에서 배운(또는 배울) 화학 용어를 각각 짝지어 붙이고, 그렇게 이름 붙인 까닭을 한 문장으로 쓰세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 곱을 이용해 짝이 되는 값을 바르게 구하고, 비교·부등호 정리를 정확히 수행함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 세 갈래를 자기 말로 설명하고, [H₃O⁺]를 직접 골라 규칙을 확인한 근거가 있음 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 갈래에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
부등호가 가르는 세 갈래 길 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 1쪽에서 스스로 세운 개념을 이번에는 반복해서 적용해 봅니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.
1.25 ℃ 어떤 수용액에서 [H₃O⁺]=1×10⁻⁴ M이다. 물의 이온화 상수 Kw=1×10⁻¹⁴를 이용하여 [OH⁻]를 구하시오.
2.1번 용액의 [H₃O⁺]와 [OH⁻]를 1×10⁻⁷ M과 비교하여 부등호로 나타내고, 이 용액의 액성을 판정하시오.
3.25 ℃ 수용액에서 [OH⁻]=1×10⁻³ M일 때 [H₃O⁺]를 구하고, 액성을 판정하시오.
4.25 ℃ 어떤 수용액에서 [H₃O⁺]=[OH⁻]이다. 이때 [H₃O⁺]는 몇 M이며, 액성은 무엇인지 쓰시오.
5.순수한 물의 온도를 40 ℃로 올리면 Kw=2.92×10⁻¹⁴가 된다. 이때 [H₃O⁺]=[OH⁻]이면 각각의 값은 얼마이며 액성은 무엇인지 쓰시오.
정답
1. [OH⁻] = Kw / [H₃O⁺] = 1×10⁻¹⁴ / 1×10⁻⁴ = 1×10⁻¹⁰ M
2. [H₃O⁺]=1×10⁻⁴ > 1×10⁻⁷ > [OH⁻]=1×10⁻¹⁰ → 산성
3. [H₃O⁺]=1×10⁻¹⁴/1×10⁻³=1×10⁻¹¹ M, [H₃O⁺]<1×10⁻⁷<[OH⁻] → 염기성
4. [H₃O⁺]=[OH⁻]=1×10⁻⁷ M, 중성
5. [H₃O⁺]=[OH⁻]=√(2.92×10⁻¹⁴)≈1.71×10⁻⁷ M, 두 값이 같으므로 중성