조금 넣어도 색이 잘 변하지 않는 물
화학 2 · 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: 아세트산과 아세트산나트륨을 비슷한 양으로 섞은 물 (비교용: 순수한 물)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①두 컵을 준비해 한 컵엔 순수한 물을, 다른 컵엔 아세트산과 아세트산나트륨을 비슷한 양으로 섞은 물을 담으세요.
- ②두 컵에 BTB 용액을 몇 방울씩 떨어뜨리고, 각 컵의 처음 색을 [칸 A]와 [칸 B] 맨 위에 적어 보세요.
- ③순수한 물 컵에 묽은 염산을 한 방울씩 넣으며 색이 어떻게 바뀌는지 [칸 A]에 이어서 적어 보세요.
- ④혼합액 컵에도 똑같이 묽은 염산을 같은 방울 수만큼 넣으며 색 변화를 [칸 B]에 이어서 적어 보세요.
- ⑤새 컵 둘에 같은 두 액체를 다시 담고, 이번엔 묽은 수산화나트륨 용액을 넣으며 색 변화를 [칸 A]·[칸 B] 아래에 적어 보세요.
- ⑥두 실험에서 색이 눈에 띄게 크게 변한 컵을 [칸 C]와 [칸 D]에 각각 적어 보세요.
칸 A — 순수한 물 컵의 처음 색과 두 액체를 넣었을 때의 색 변화
칸 B — 혼합액 컵의 처음 색과 두 액체를 넣었을 때의 색 변화
칸 C — 묽은 염산을 넣었을 때 색이 더 크게 변한 컵
칸 D — 묽은 수산화나트륨을 넣었을 때 색이 더 크게 변한 컵
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)두 컵 중 한 쪽은 무언가를 넣어도 색이 거의 그대로였습니다. 이것이 이 재료를 섞었을 때만 생기는 우연일까요, 이렇게 섞은 다른 액체에서도 생기는 규칙일까요? 다른 재료로 직접 확인한 결과와 함께 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 확인한 다른 재료는 ___인데 …
(2)순수한 물과 혼합액에 같은 양을 넣었는데 색 변화의 크기가 크게 달랐습니다. 무엇 때문에 이런 차이가 생겼을지 여러분의 생각을 쓰세요. (15점)
✎ 혼합액에는 순수한 물에 없는 ___이(가) 들어 있어서 …
(3)혼합액에 넣은 두 가지(묽은 염산·묽은 수산화나트륨)는 서로 반대되는 성질인데도 둘 다 색을 크게 바꾸지 못했습니다. 이 액체 속에 무엇이 들어 있어서 양쪽을 다 견뎌 냈을지 추측해 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 — 무언가를 넣어도 색이 잘 변하지 않던 그 혼합액을 무엇이라 부르면 좋을지 이름을 지어 보고, 교과서·수업에서 배운(또는 배울) 화학 용어와 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 두 컵의 처음 색과 두 액체를 넣은 뒤 색 변화를 빠짐없이 기록하고, 크게 변한 컵을 정확히 가려냄 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 차이의 원인에 대한 가설을 세우고, 다른 재료로 직접 확인한 근거를 함께 제시함 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유를 붙이고, 자기 경험에 알맞은 화학 용어를 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
조금 넣어도 색이 잘 변하지 않는 물 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 이제 배운 용어로 정리해 봅시다.
1.완충 용액이란 무엇인지, 무엇으로 이루어지며 어떤 특징을 가지는지 한 문장으로 설명하시오.
2.다음 조합 중 완충 용액을 만들 수 있는 것을 모두 고르시오. (가) HCl+NaCl (나) CH₃COOH+CH₃COONa (다) NH₃+NH₄Cl (라) NaOH+NaCl
3.CH₃COOH−CH₃COONa 완충 용액에 소량의 HCl을 넣어도 pH가 크게 변하지 않는 까닭을 설명하시오.
4.순수한 물과 완충 용액에 각각 소량의 강염기를 넣을 때 pH 변화를 비교하시오.
5.0.10 M CH₃COOH와 0.10 M CH₃COONa를 같은 부피로 섞은 완충 용액의 pH를 구하시오. (Ka=1.8×10⁻⁵, pKa≈4.74)
정답
1. 약산과 그 짝염기(또는 약염기와 그 짝산)가 약 1:1로 섞인 수용액으로, 소량의 산이나 염기를 넣어도 pH가 크게 변하지 않는다.
2. (나), (다) — 약산·짝염기 또는 약염기·짝산의 조합이어야 함
3. 첨가된 H⁺가 다량 존재하는 CH₃COO⁻와 반응해 CH₃COOH로 소모되므로 H⁺ 농도가 거의 변하지 않는다(공통 이온 효과).
4. 순수한 물은 pH가 크게 올라가 염기성으로 변하지만, 완충 용액은 짝산(CH₃COOH)이 OH⁻를 중화하므로 pH가 거의 변하지 않는다.
5. pH = pKa + log([짝염기]/[약산]) = 4.74 + log(1) = 4.74