무엇이 무엇을 밀어내는가 — 막대의 순서 세우기
화학 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 실험대에 다섯 개의 컵이 있고, 각 컵에는 색이 다른 액체와 정해진 막대를 하나씩 담갔다 뺀 기록이 있습니다. ① 파란 액체(구리 성분)+아연 막대→막대에 붉은 물질이 붙고 파란색이 옅어짐 · ② 무색 액체(아연 성분)+구리 막대→아무 변화 없음 · ③ 연두색 액체(철 성분)+아연 막대→막대에 철이 붙음 · ④ 파란 액체(구리 성분)+철 막대→막대에 붉은 물질이 붙음 · ⑤ 무색 액체(은 성분)+구리 막대→막대에 은백색 물질이 붙음. 이 기록만 보고 순서대로 손을 움직여 보세요. 예제: 다섯 컵의 담금 실험 (비교용: 변화가 전혀 없던 컵)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①다섯 실험 중 막대에 새로운 물질이 붙은 것에는 O, 아무 변화도 없는 것에는 X를 [칸 A]에 실험 번호와 함께 적어 보세요.
- ②변화가 생긴 실험마다, 담근 막대가 액체 속에서 녹아 나온 것보다 세다고 보고 '센 것 → 약한 것' 화살표를 [칸 A]에 그려 보세요.
- ③①③④⑤의 화살표들을 서로 이어, 가장 센 것부터 가장 약한 것까지 한 줄로 [칸 B]에 배열해 보세요.
- ④①에서 아연 막대에 붙은 붉은 물질의 이름을 [칸 C]에 적어 보세요.
- ⑤변화가 전혀 없던 실험 번호를 [칸 D]에 적고, 그 컵에 담근 막대와 액체 속 물질의 이름을 옆에 나란히 적어 보세요.
- ⑥[칸 B]의 순서와 ②를 견주어, ②의 막대가 액체 속 물질보다 센지 약한지 [칸 D] 옆에 화살표로 표시해 보세요.
칸 A — 실험별 변화(O/X)와 센 것 → 약한 것 화살표
칸 B — 가장 센 것부터 가장 약한 것까지 전체 순서
칸 C — ①에서 아연 막대에 붙은 물질의 이름
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 B]에서 앞쪽에 놓인 막대와 뒤쪽에 놓인 막대는 어떤 점이 다른가요? 왜 앞쪽 막대를 뒤쪽 성분이 든 액체에 담그면 변화가 생기는지 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)
✎ [칸 B]에서 앞쪽 막대일수록 ___이 더 ___해서, 뒤쪽 성분이 든 액체에 담그면 …
(2)③에서 아연 막대가 철을 밀어냈습니다. 이것은 이 두 조합만의 우연일까요, [칸 B]의 순서만 알면 어떤 조합에서도 미리 알 수 있는 규칙일까요? 표에 없는 새 조합(예: 아연 막대 + 은 성분 액체)을 골라 결과를 예측하고, 그렇게 판단한 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 조합 ___에서는 ___가 일어날 것이다. 왜냐하면 …
(3)②는 왜 아무 변화도 없었나요? 변화가 생긴 ①과 비교해 무엇 때문에 그런 차이가 생겼는지 [칸 B]의 순서를 근거로 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 것에 교과서에서 배운(또는 배울) 화학 용어를 스스로 짝지어 붙여 보세요. 특히 '막대가 녹아 나가는 쪽'과 '막대에 새로 붙는 쪽'에 각각 어떤 이름이 어울릴지 적어 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 다섯 실험의 변화 여부를 빠짐없이 표시하고, 화살표를 이어 전체 순서를 정확히 배열함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 앞뒤 막대의 차이에 이유를 붙였고, 표에 없는 새 조합을 직접 골라 예측·검증한 근거가 있음 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
무엇이 무엇을 밀어내는가 — 막대의 순서 세우기 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 이제 배운 용어를 사용해 풀어 보세요.
1.다음 관찰 결과를 근거로 Zn, Fe, Cu, Ag의 반응성 크기를 부등호로 나타내시오. (① CuSO₄ 수용액+Zn판→구리 석출 ② FeSO₄ 수용액+Zn판→철 석출 ③ CuSO₄ 수용액+Fe판→구리 석출 ④ AgNO₃ 수용액+Cu판→은 석출)
2.CuSO₄ 수용액에 Zn판을 넣었을 때의 전체 화학 반응식을 쓰고, Zn과 Cu에서 각각 일어나는 반쪽 반응(산화·환원)을 구분하여 쓰시오.
3.ZnSO₄ 수용액에 Cu판을 넣으면 아무 반응이 일어나지 않는다. 그 까닭을 두 금속의 반응성으로 설명하시오.
4.질산 은(AgNO₃) 수용액에 철(Fe)판을 넣었더니 은백색의 은이 석출되었다. 은과 철의 반응성 크기를 비교하시오.
5.세 금속 A, B, C를 실험한 결과 A판을 B 이온 수용액에 넣으면 변화가 있고, B판을 C 이온 수용액에 넣으면 변화가 있으며, C판을 A 이온 수용액에 넣으면 변화가 없었다. A, B, C의 반응성 크기를 부등호로 나타내시오.
정답
1. Zn > Fe > Cu > Ag
2. 전체: Zn(s)+CuSO₄(aq)→ZnSO₄(aq)+Cu(s) · 산화: Zn→Zn²⁺+2e⁻ · 환원: Cu²⁺+2e⁻→Cu
3. Cu의 반응성이 Zn보다 작아 Cu가 Zn²⁺을 환원시켜 밀어내지 못하므로 반응이 일어나지 않는다.
4. Fe > Ag (반응이 일어나 은이 석출되었으므로 넣은 철의 반응성이 더 크다)
5. A > B > C