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2014년09월03일 9번

[과목 구분 없음]
다음은 마그네슘(Mg)과 염산(HCl(aq))의 화학 반응식이다.

그림은 HCl(aq) 0.1 L 에 Mg을 질량을 달리하여 넣었을 때, Mg의 질량에 따른 생성물 H2 의 부피를 나타낸 것이다.

Mg을 넣기 전 HCl(aq) 0.1 L에 들어 있는 Cl-의 양(몰)은? (단, H2 1 몰의 부피는 24 L 이다.) [3점]

  • ① 0.003
  • ② 0.006
  • ③ 0.012
  • ④ 0.018
  • 0.024
(정답률: 알수없음)

문제 해설

반응식을 보면 1 몰의 Mg이 1 몰의 H2를 생성한다는 것을 알 수 있다. 따라서 그래프에서 H2 1 몰의 부피는 24 L 이므로, Mg 1 몰의 질량에 해당하는 부피는 24 L 이다. 그래프에서 Mg 1 몰의 질량에 해당하는 부피는 약 0.012 L 이므로, Mg 1 몰이 H2 1 몰을 생성하기 위해서는 0.012 L의 H2가 필요하다. 따라서 HCl(aq) 0.1 L에서 생성된 H2의 부피는 0.012 L 이다. 이때, 반응식에서 1 몰의 Mg이 2 몰의 HCl과 반응하므로, HCl(aq) 0.1 L에서 생성된 H2의 몰 수는 0.012 L ÷ 24 L/mol = 0.0005 mol 이다. 따라서, 1 몰의 HCl에서 생성된 Cl-의 몰 수는 2 × 0.0005 mol = 0.001 mol 이다. 따라서, HCl(aq) 0.1 L에서 생성된 Cl-의 몰 수는 0.001 mol ÷ 0.1 L = 0.01 mol/L = 0.01 M 이다. 하지만, HCl은 전부 반응하여 Cl-이 생성되었으므로, Cl-의 몰 수는 0.01 M 이다. 따라서, Cl-의 양(몰)은 0.01 mol 이다. 이를 Mg의 질량에 따른 생성물 H2의 부피 그래프에서 보면, Mg의 질량이 0.06 g 일 때 H2의 부피가 0.006 L 이므로, 정답은 "0.006" 이다.
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