무언가를 넣어도 좀처럼 성질이 변하지 않는 섞은 액체의 비밀
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: ● 조각과 ▲ 조각이 비슷한 수로 섞여 있는 병 (비교용: 물만 든 병)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①[칸 A]에 ● 조각 8개와 ▲ 조각 8개를 함께 그려, 두 조각이 비슷한 수로 섞이게 만드세요.
- ②규칙①: 빨강 방울은 반드시 ▲ 하나에 달라붙고, 그 ▲는 ●로 바뀝니다.
- ③[칸 A]에 빨강 방울 3개를 넣고, 규칙①대로 조각을 고쳐 그린 뒤 결과를 [칸 B]에 옮겨 그리세요.
- ④규칙②: 파랑 방울은 반드시 ● 하나에서 조각을 받아 물이 되고, 그 ●는 ▲로 바뀝니다.
- ⑤[칸 B]에 파랑 방울 3개를 더 넣고, 규칙②대로 다시 고쳐 그리세요.
- ⑥달라붙지 못하고 떠 있는 빨강·파랑 방울 수를 [칸 C]에 적으세요.
- ⑦[칸 D]의 물만 든 병에 빨강 방울 3개를 넣고, 떠 있는 빨강 방울 수를 세어 [칸 E]에 적으세요.
칸 A — ● 8개 · ▲ 8개를 섞어 그린 처음 병
칸 B — 방울을 넣으며 규칙①②대로 고쳐 그린 병
칸 E — 물만 든 병에서 떠 있는 빨강 방울 수
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 C]의 떠 있는 방울 수가 아주 작게 나온 까닭을 여러분의 말로 설명해 보세요. 빨강 방울과 파랑 방울이 각각 어떻게 처리되었는지 함께 쓰세요. (15점)
✎ 빨강 방울은 ___ 조각이 붙잡고, 파랑 방울은 ___ 조각이 받아 주었기 때문에 …
(2)처음 조각 수를 ● 5개·▲ 5개로 바꿔 같은 실험을 해도 떠 있는 방울이 여전히 적을까요? 이것은 8개라서 생긴 우연일까요, 어떤 수에서도 생기는 규칙일까요? 직접 골라 해 본 결과와 함께 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 ● ___개·▲ ___개로 해 보니 …
(3)[칸 E](물만 든 병)는 [칸 C]와 무엇이 달랐나요? 무엇 때문에 그런 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 한 일을 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 것(섞은 병, 두 조각이 서로 바뀐 일, 방울을 넣어도 거의 그대로였던 일)에 교과서에서 배운(또는 배울) 화학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 두 조각을 비슷한 수로 그리고, 규칙①②대로 방울 처리를 정확히 고쳐 그리며 떠 있는 방울 수를 바르게 셈 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 떠 있는 방울이 적은 까닭을 두 조각의 역할로 설명하고, 다른 조각 수를 직접 골라 확인한 근거가 있음 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
무언가를 넣어도 좀처럼 성질이 변하지 않는 섞은 액체의 비밀 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 1쪽에서 스스로 세운 개념을 이번에는 화학 용어로 다시 적용해 봅니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.
1.아세트산(CH₃COOH)과 아세트산 나트륨(CH₃COONa)을 함께 녹인 용액에서, 수용액 중에 비슷한 농도로 공존하며 완충 작용을 담당하는 두 화학종을 쓰시오.
2.이 완충 용액에 소량의 산(H⁺)을 넣었을 때, CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺ 의 평형이 어느 쪽으로 이동하는지 쓰고, pH가 거의 일정하게 유지되는 까닭을 설명하시오.
3.이 완충 용액에 소량의 염기(OH⁻)를 넣었을 때 평형 이동 방향을 쓰고, pH가 거의 일정하게 유지되는 까닭을 설명하시오.
4.다음 중 산이나 염기를 조금 넣어도 pH가 거의 일정하게 유지되는 완충 용액을 고르시오. (가) CH₃COOH + CH₃COONa 혼합 용액 (나) HCl + NaCl 혼합 용액 (다) 순수한 물
5.CH₃COONa 없이 아세트산(CH₃COOH)만 녹인 용액에 소량의 강산을 넣으면, 완충 용액만큼 pH가 잘 유지되지 않는 까닭을 쓰시오.
정답
1. CH₃COOH(아세트산)과 CH₃COO⁻(아세트산 이온). CH₃COONa는 물에 녹아 대부분 CH₃COO⁻과 Na⁺으로 이온화한다.
2. 역반응(왼쪽)으로 이동한다. 가해 준 H⁺의 대부분이 다량 존재하는 CH₃COO⁻과 결합해 CH₃COOH으로 바뀌므로, 용액 속 H⁺ 농도가 거의 늘지 않아 pH가 거의 일정하다.
3. 정반응(오른쪽)으로 이동한다. OH⁻과 H⁺이 중화 반응하여 H⁺이 줄면, CH₃COOH이 이온화하여 H⁺을 보충한다(또는 OH⁻ + CH₃COOH → CH₃COO⁻ + H₂O). 따라서 H⁺ 농도 변화가 작아 pH가 거의 일정하다.
4. (가). 약산 CH₃COOH과 그 짝염기 CH₃COO⁻이 함께 존재해, 넣어 준 H⁺·OH⁻을 각각 붙잡아 pH 변화를 막는다.
5. CH₃COOH만 있는 용액은 CH₃COO⁻(짝염기)의 농도가 매우 낮다. 그래서 가해 준 H⁺을 붙잡아 줄 CH₃COO⁻이 부족하여 H⁺ 농도가 크게 늘고 pH가 크게 낮아진다.