230 Ⅴ. 여러가지화학반응

Ⅴ.

여러

가지

화학

반응

2산화－환원반응

중단원 미리 보기

철광석의환원

철광석에서 철을 얻으려면 어떻게

해야할까?

광합성에서의환원광합성에서와 같이 산소를 내놓는 반응을 무엇이

라고할까?

호흡에서의산화

호흡할때와같이산소가참여하는

반응에는어떤것들이있을까?

2-1 산소와산화－환원반응 2-2 일상생활에서의산화－환원반응

230~249 5단원② 2012.8.19 11:33 AM 페이지230 DK

2. 산화－환원반응 231

공기중에존재하는산소는숨쉴때뿐만아니라주변의여러가지화학반응에도참여한다. 산소가참여

하는화학반응을무엇이라하며, 이와같은반응에는어떤것들이있을까?

철의산화

오래된 기차에는 붉은색 녹이

생긴다. 기차 외에도 주변의

못, 망치, 칼 등과 같이 철

로만든물건에는녹이생

기는데 왜 이런 현상이

나타날까?

종이의산화

종이가오래되면왜색이

누렇게변할까?

230~249 5단원② 2012.8.19 11:33 AM 페이지231 DK

232 Ⅴ. 여러가지화학반응

Ⅴ.

여러

가지

화학

반응

광합성과호흡은생명을유지하는데꼭필요한반응이다. 식물은태양의빛에너지를

받아광합성을하여산소를발생시키고, 식물과동물은광합성을통해만들어진산소를

호흡하는데이용하여필요한에너지를얻는다. 이처럼생명을유지하는데필요한광

합성과호흡반응에는산소가관련되어있다.

이와같이산소가관련된반응을무슨반응이라고할까?

산소와 산화－환원 반응2-1

산소는지각의약 47 %의질량을차지하고, 공기중에는약 21 %의부피비로

존재한다. 사람의몸에는산소가약 65 %의질량비로존재한다.

산소는거의모든물질과결합할수있을만큼반응을잘한다. 지각에서는주로

규소나알루미늄과결합한상태로존재하며, 다른여러금속들과결합한물질들

로도존재한다.

물질이산소와결합하는대표적인반응에는연소반응이있는데, 연소반응처

럼물질이산소와결합하는과정을산화라고한다. 그리고산화와반대로산소와

결합한물질이산소를잃는과정을환원이라고한다.

산화(酸化)

산(酸): 초(산성)

화(化): 되다

산성이되다또는산소와결합하다.

•산화 반응과 환원 반응을 산소

의이동으로설명할수있다.

•산화반응과환원반응을화학반

응식으로표현할수있다.

학습 목표

＋＋ ＋＋→→

넌산소없지?

산소야!나랑놀자.

산소를잃었으니난환원되었어.

산소를얻었으니난산화되었어.

그림Ⅴ-̀31 산화－환원반응모형

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주철관

벽화로

수소

냉각수

물

2. 산화－환원반응 233

라부아지에는뜨거운주철관에물을통과시켜수소를얻

었다. 주철관속에서물에있던산소가떨어져주

철관과결합하였기때문이다. 이과정에서주철

관의철은산소와결합하는반응, 즉산화가일어

나지만물은산소를잃고수소로환원된다.

산화반응과환원반응은어떻게일어나며, 어

떤관계가있는지알아보자.

구리가루의가열을통해산화－환원

반응을설명할수있다.

구리 가루, 숯가루, 석회수, 시험관,

스탠드, 집게, 알코올램프, 삼발이,

쇠그물, 유리관, 고무관, 구멍 뚫린

고무마개, 시험관대, 시험관 집게,

장갑

과정

목·표

준·비·물

❶시험관 A에 구리 가루를 넣고

알코올램프로 가열하면서 구리

가루의색을관찰한다.

❷과정❶의시험관에숯가루를넣고, 그림과같이

장치하여 시험관 B 속 석회수의 변화를 관찰

한다.

실험구리의산화와환원

결과

1구리가루를가열하기전과후의색은어떻게다른가?

2석회수의변화로알수있는것은무엇인가?

B

A

A

석회수

1⃞과정❶과❷의시험관A에서생성되는물질은각각무엇인가?

2⃞과정❶과❷에서일어난반응을각각화학반응식으로써보자.

3⃞위의반응식을각각산화반응과환원반응으로구분해보자.

해석

탐구 활동

그림Ⅴ-̀32 라부아지에의물분해실험

234 Ⅴ. 여러가지화학반응

산화구리(Ⅱ)(CuO)를가열하면서수소기체를불어넣으면수소

는산소를얻어수증기로산화되고, 산화구리(Ⅱ)는산소를잃어구

리로환원된다. 이와같이산화반응과환원반응은따로일어나는

것이아니라항상동시에일어나며, 환원되는물질을산화제라고하

고산화되는물질을환원제라고한다.

마그네슘은이산화탄소와반응을매우잘하는금속으로, 마그네슘과이산화

탄소의반응에서도산화반응과환원반응이동시에잘일어난다.

움푹한구멍이있는드라이아이스안에마그네슘가루를넣고마그네슘리본을

도화선으로하여불을붙이면마그네슘이연소하기시작한다. 드라이아이스뚜껑

을덮고놔두면드라이아이스안에서계속연소가일어나불빛이보인다. 불이꺼

진후드라이아이스뚜껑을열어보면흰색가루와검은색덩어리가보인다. 흰색

가루는산화마그네슘(MgO)이고, 검은색덩어리는탄소이다. 마그네슘과고체

이산화탄소인드라이아이스가반응하여산화마그네슘과탄소로변한것이다.

이과정에서이산화탄소에있던산소는마그네슘으로옮겨간다. 따라서마그

네슘은산소를얻어산화되고이산화탄소는산소를잃고환원된다.

드라이아이스의온도가매우낮을뿐아니라산소기체가없는데도마그네슘이

연소할수있는것은마그네슘이탄소보다산소와결합을더잘하기때문이다.

마그네슘에의한화재

마그네슘과같이반응성이큰금속

에 의한 화재는 물을 뿌리거나 이

산화 탄소 소화기를 사용하면 더

큰화재를일으키므로금속화재용

소화기나마른모래를사용한다.

수소 수증기

산화 구리{Ⅱ}

수소 수증기

산화

H™ + CuO 1⁄ H™O + Cu

환원

산화

2Mg + CO™ 1⁄ 2MgO + C

환원

그림Ⅴ-̀34 마그네슘과드라이아이스의반응

▶

탄소

산화마그네슘

▶

그림Ⅴ-̀33 산화구리(Ⅱ)와수소의반응

230~249 5단원② 2012.8.19 11:34 AM 페이지234 DK

2. 산화－환원반응 235

다음반응에서산화와환원을구분해보자.

2Al + Fe™O£ 1⁄ Al™O£ + 2Fe

(㉠ )

(㉡ )

마그네슘과드라이아이스의반응, 성냥이타는것과같은연소반응은눈에보

일정도로격렬한반응이일어나지만, 못을물에담가두면몇시간이지나야녹

슨것을관찰할수있다. 성냥의연소와못의부식과정은모두산소와결합

하는산화이지만, 산화하는빠르기가다르다.

즉, 연소는산화가빠르게일어나는예이고부식은산화가느

리게일어나는예이다.

폭발은짧은시간안에빛과열이한꺼번에방출되고많은양의기체가

생성물로만들어지는빠른연소반응이다. 연소는빠른산화반응이지만폭발은

연소보다더빠른산화반응이다. 그리고사과를깎아공기중에놓아두면갈색으

로변하는현상도사과에들어있는성분이산화되는과정이다. 사과의변색과정

은연소처럼눈에띌만큼빠르게일어나지는않지만, 못이녹스는과정보다는빠

르다.

산화－환원반응이빠르거나느린것은상대적이며, 빠른산화과정이있는반

면반응이일어나는과정을눈으로확인하기어려울정도로느리게일어나는과

정도있다.

성냥의연소폭발

사과의변색 못의부식

연소와 같이 ( ) 산화

과정이 있는 반면, 못이 녹스

는 과정과 같이 ( ) 산

화과정도있다.

스스로해결하기

그림Ⅴ-̀35 산화반응의빠르기

230~249 5단원② 2012.8.19 11:34 AM 페이지235 DK

236 Ⅴ. 여러가지화학반응

산소와결합한물질은어떤특징이있을까?

산소와결합하여산화된물질을산화물이라고한다. 탄소가산화되면이산화

탄소가생성되고, 이산화탄소를물에녹인탄산수는산성이다. 탄소와같은비금

속원소의산화물은물에녹아산성을띠는성질이있다.

황이나질소가산화된물질도물에녹으면강한산성을띤다. 화석연료의연소

과정에서발생한황산화물이나질소산화물이공기중으로배출되면빗물에녹

아산성비를만들기도한다. 따라서황산화물이나질소산화물이공기중으로배

출되기전에염기성물질을이용하여제거하면대기오염을방지할수있다.

이에비해금속이산화되어생성된산화물은물에녹으면염기성을나타낸

다. 예를들어생석회라고도부르는칼슘의산화물인산화칼슘(CaO)을물에

녹이면염기성의석회수(Ca(OH)™)가된다. 산화칼슘은산성비가내려산성

화된흙이나호수를중화시키기위해뿌리기도한다.

또한금속표면에녹이생겼을때녹성분인염기성의금속산화물을산성

용액으로닦으면금속표면을깨끗하게만들수있다.

산소와결합하는화학반응을무엇이라

고하는가?

개념확인하기

사과의갈변현상을막기위해사과를물에넣는이유를산화와관련지어설명

해보자.

생활속문제해결하기자기

주도

학습

그림Ⅴ-̀37 수산화칼슘수용액_̀ 금속산화물인산화칼슘

은물에녹아수산화칼슘이만들어지면서염기성용액이된다.

푸른색리트머스종이

붉은색리트머스종이

그림Ⅴ-̀38 산성용액을이용한금속표면의녹제거

그림Ⅴ-̀36 탄산음료_̀ 이산화탄소가물에녹아있

는탄산수는산성이다.

염산

230~249 5단원② 2012.8.19 11:34 AM 페이지236 DK

2. 산화－환원반응 237

산소의발견

칼제라시와로알드호프만이쓴과학연극‘산소’는노벨상제정 100주년을맞이하여, 노벨상위원회에서 1901년이

전의과학자중에서산소를발견한사람에게거꾸로노벨화학상을수여하기로결정하면서이야기가전개된다.

18`세기회상장면에는거꾸로노벨화학상의후보인셸레, 라부아지에, 프리스틀리와그들의부인들이, 21세기현재

장면에서는위원장을비롯한여섯명의과학자가등장한다. 21세기노벨상위원회의과학자들은 18세기의세과학자들

사이에서일어난일들을추적하면서과연산소의발견자가누구인지에대해논의한다.

셸레는시간적으로가장먼저산소를발견한것으로보이지만, 산소의발견을발표하지않았다. 셸레는자신의발견에

대해라부아지에에게편지를썼지만자신이발견한기체가어떤기체인지를알지못했다. 비슷한시기에프리스틀리는셸

레와는독자적으로산소를발견하고이를발표하였다. 그러나산소의존재를모르던그당시대부분의사람들은물질이

연소될때플로지스톤이라는원소가빠져나가면서질량이줄어든다고생각하였다. 산소를발견한프리스틀리조차산소가

어떤기체인지를잘알지못하여연소반응을산소와의결합으로설명하지않고플로지스톤이빠져나간다고하는당시의

잘못된이론을믿고있었다. 셸레의편지와프리스틀리의새로운기체발견에대한발표사실들로부터라부아지에는산소

를만드는방법을알게되었다. 라부아지에는정밀하게실험을하여새롭게발견된이기체가연소, 호흡등에필요한기

체라는사실을발견하였고, 기체에‘옥시전(oxygen)’, 즉산소라는이름을붙여주었다.

•산소를 처음 발견한 사람은 과연 누구라고 해야 할지 자신의 생각을 글로 써 보자.

•과학 연극에 어떤 것들이 있는지 알아보고, 과학 연극 공연을 관람해 보자.

글쓰기

230~249 5단원② 2012.8.19 11:34 AM 페이지237 DK

칼이나망치와같은작은도구가아닌최초의철구조물은 1779년영국중서부세번

강에만들어져 1986년에유네스코세계문화유산으로지정된아이언브리지이다. 이와

같은철구조물들이본격적으로등장하게된것은 1889년파리박람회의상징으로에

펠탑이세워진이후이다. 파리에서는이런아름다운구조물들이부식되지않고그대로

보존되도록하기위해눈이많이와도제설용염화칼슘의사용을자제한다고한다.

우리나라에도 철 구조물이 많이 있으며, 철 구조물을

보존하기 위해 노력한다. 광화문 앞에 있는 이순신

장군 동상의 겉은 청동으로 되어 있고 내부에는

철로 된 보강재가 있는데, 2010년에는 안팎으

로부식된동상을수리·보강하기위해보수

공사를하였다.

철의부식은우리주변에서흔히접할수

있는산화반응이며, 산화된철에서다시철

을얻는과정은환원반응이다. 부식이나철

을얻는과정외에주변에서일어나는산화환

원반응에는또어떤것들이있을까?

2-2

238 Ⅴ. 여러가지화학반응

Ⅴ.

여러

가지

화학

반응

그림Ⅴ-̀39 이순신장군동상

그림Ⅴ-̀40 철제교량

•생활 주변에서 산화 반응과 환

원반응의예를찾을수있다.

학습 목표

일상생활에서의 산화－환원 반응

230~249 5단원② 2012.8.19 6:45 PM 페이지238 DK

2. 산화－환원반응 239

철은 B.C. 3000년경철기시대부터사용된금속이지만부식이잘일어나기때

문에현재까지원래의모양그대로남아있는유물이흔치않다.

삼국시대의유물인고리자루칼을보면오랜시간이지나녹이슬어있다. 은

으로이루어진손잡이부분은거의녹이슬지않았지만, 철로된부분은

형태를알아볼수없을정도로많이녹슬어있다. 청동으로만들어진유

물도오랜시간에걸쳐표면이부식된것을볼수있는데, 이와같이금속이

부식되는정도는종류에따라다르다.

시간이지나면서철이부식되어구조가약해지고부서지는현상은산화가일어

나기때문이다. 철은산화가잘일어나기때문에자연상태에서는금속형태로존

재하지않는다.

철이부식되는조건을알아보기위해젖은휴지, 기름, 실리카젤이담긴페트

리접시에못을넣어두면젖은휴지에놓인못이가장빨리녹슨다.

이를통해철은물이있으면녹이잘슨다는것을알수있다. 그리고기름에잠

긴못이실리카젤에들어있는못보다덜녹슨것을통해녹스는과정에는산소

가필요함을알수있다.

따라서철의산화과정에는물과산소가필요하다는것을알수있다.

그림Ⅴ-̀43 비파형청동검(청동기시대)

그림Ⅴ-̀41 고리자루칼(삼국시대)

그림Ⅴ-̀42 철의부식정도비교

젖은휴지 기름 실리카젤

실리카젤

표면적이매우넓어물이나알코올

등을흡수하는능력이매우뛰어나

제습제로많이사용된다.

철의산화과정

물, 산소철(Fe) 11⁄ 산화철(Ⅲ)(Fe™O£)

230~249 5단원② 2012.8.19 11:34 AM 페이지239 DK

240 Ⅴ. 여러가지화학반응

자연상태의산화된철에서우리가사용하는철을어떻게얻을수있을까?

철광석은자연상태에서는주로산소와철이결합한형태인산화철(Ⅲ)(Fe™O£)

이나사산화삼철(Fe£O¢)으로존재한다. 철광석에서철을얻으려면철광석에포

함된성분으로부터산소를떼어내야한다. 이과정을철의제련과정이라고한다.

먼저용광로속에철광석과코크스, 석회석을함께넣고높은온도의공기를불

어넣는다. 그러면철광석이녹고코크스(C)는산소와결합하면서불완전연소하

여일산화탄소(CO)가된다. 일산화탄소는철광석으로부터산소를빼앗아이산

화탄소(CO™)가되고철(Fe)이얻어진다.

2C + O™ 1⁄ 2CO

Fe™O£ + 3CO 1⁄ 2Fe + 3CO™

이과정에서탄소는뜨거운공기중의산소와결합하여일산화탄소로산화되

고, 일산화탄소는철광석에서산소를얻어이산화탄소로산화된다. 철광석에서

산화철로있던철은산소를잃고환원된다.

철광석에서철이외의광물성분들은함께넣어준석

회석과함께슬래그로만들어져제거된다.

철이외에구리나알루미늄등도자연에서는산화물로

존재하므로, 금속형태로얻기위해서는적절한방법으

로산소를떼어내는제련과정을거쳐야한다.

(C)

Fe™O£

(Fe™O£ Fe£O¢)

Fe£O¢

FeO

Fe

그림Ⅴ-̀44 용광로에서철의제련

230~249 5단원② 2012.8.19 11:35 AM 페이지240 DK

2. 산화－환원반응 241

일상생활에서철은그대로놓아두면공기중의산소와수증기에의해부식되어

사용할수없게되는경우가있다. 어떻게하면철의부식을막을수있을까?

철에녹이슬지않게하기위해서는녹스는데필요한물과산소를차단하는것

이가장간단한방법이다. 예를들어페인트나기름등을칠하여철이공기와직

접닿지않도록하는것이다. 그밖에도다른금속과혼합하는방법이있다. 스테

인리스강은철에크로뮴, 니켈등을섞어만든것으로서, 녹슬지않는철이라는

뜻을가진다.

알루미늄의산화방지방법_ 아노다이징

생활속에서알루미늄은자동차바퀴의휠, 자전거의일부, 냄비, 창틀등으로많이사용된다. 알루미늄은철보다산

화가잘되는금속이지만알루미늄으로된물건들은쉽게부식되지않는다. 알루미늄이산화되면산화알루미늄이되는

데, 이것은알루미늄표면에치밀한막을만들어안쪽의알루미늄이산화되는것을막아준다. 그러나알루미늄이자연

적으로산화되면불규칙적으로산화가일어나기때문에표면이깨끗하지않고, 산화알루미늄의막이얇게만들어져쉽게

긁혀부식되기때문에안쪽을충분히보호하기가어렵다. 이러한현상을막기위한방법이아노다이징이다.

아노다이징은알루미늄판을전극에연결하고전기분해의원리를이용하여일정한두께의산화알루미늄이고르게

만들어지도록하는과정이다. 아노다이징을하면산화알루미늄을충분히두껍게만들수있어안쪽알루미늄에흠집이

잘생기지않도록할수있다. 한편, 알루미늄의아노다이징과정에서는우물모양의구멍이생기는데여기에염료가들

어가도록하여색을띠게할수도있다.

페인트칠을한다. 기름칠을한다. 스테인리스강으로만든다.

그림Ⅴ-̀45 철의부식방지방법

아노다이징제품

230~249 5단원② 2012.8.19 11:35 AM 페이지241 DK

242 Ⅴ. 여러가지화학반응

이밖에도주변에서볼수있는산화－환원반응에는

여러가지가있다.

섬유등에부착되어있는색소나불순물을제거하면

흰색섬유가된다. 이때산화－환원반응을이용하면섬

유는손상시키지않으면서색소만제거할수있으며, 이

러한역할을담당하는물질이표백제이다. 표백제에는

물질을잘산화시키는성질을이용한산화표백제와환

원시키는성질을이용한환원표백제가있다.

식품의색깔을없애는데에도표백제가사용되는데, 표백제가인체에미치는

영향을고려하여그종류와사용량을식품위생법에따라제한하고있다.

당도가높은포도를이용하여술

을빚는과정에서도산화－환원반

응이이용된다. 포도의당분이분해

되어생성된포도당이산화되면에

탄올을 포함한 술이 된다. 과일을

이용하여식초를만드는과정에서는

과일의당분으로부터만들어진에탄

올이더산화되어아세트산이된다.

그리고음식물이산화되지않도록할때에도산화－환원반응을이용한다. 포

장되어판매되는빵은포장과정에서산화방지제를넣는경우가있다. 빵에넣는

산화방지제에는철가루가들어있어철이산화되면서산소를제거하여빵이산

화되는것을막아준다.

수돗물의정수과정에서는물속의불순물을제거한후마지막단계에서미생물

을제거하기위해여러가지방법을사용하는데, 오존(O£)을이용하면반응성이

큰오존이물속의물질들과미생물을산화시켜깨끗한물을만든다.

그림Ⅴ-̀46 섬유의표백전과후

그림Ⅴ-̀47 포도를산화시켜만든포도주

그림Ⅴ-̀48 포장빵의산화방지제

230~249 5단원② 2012.8.19 11:35 AM 페이지242 DK

2. 산화－환원반응 243

또한우리가자주섭취하는채소와과일에는

항산화물질이많아건강에좋다고하는데항산

화물질은무엇이며, 산화반응과어떤관련이

있을까?

항산화제는산화방지제라고도하며, 다른물

질이산화되는것을막아줄수있는물질이다.

산화반응과관련된산소는우리가호흡하는

데꼭필요한물질이다. 그러나호흡과정에서

반응성이큰물질들이만들어져몸안에있는물질들의산화가과도하게일어날

수있다. 항산화물질은이런반응성이큰산소들과먼저반응을일으켜우리몸

안에서산화가과도하게일어나는것을막는항산화제로작용한다.

항산화효과가있는물질은자연계에매우많다. 바이타민 C, 바이타민 E, 보

라색과일이나채소에서볼수있는안토사이아닌, 플라보노이드등이항산화효

과를가지고있다.

그림Ⅴ-̀49 항산화물질을포함한채소와과일

활성산소

산소는혈관을통해우리몸구석구석으로퍼지면서살아가는데

필요한활력을주는중요한역할을한다. 그러나몸속으로들어

간산소는산화과정을거치면서불안정한상태의산소로변

하는데, 이것이또다른산소인활성산소이다.

활성산소는불안정하기때문에사람의몸속에서산화

작용을일으킨다. 이렇게되면세포막, DNA를비롯한

세포구조가손상되고, 손상된정도에따라세포가기능

을잃거나변질된다. 따라서여러가지질병에걸리기도

하며 노화를 촉진시킨다. 실제로 현대인의 질병 중 약

90 %가활성산소와관련되어있다고알려져있다.

그러나활성산소가나쁜영향을주는것만은아니다. 병

원체나이물질을제거하기위한생체방어과정에서발생하는

산소나과산화수소와같은활성산소는강한살균작용을하여병

원체로부터인체를보호하기도한다.

과일이나 채소에 많이 포함된 바이타민 C처럼 산소와 반응을 잘하여 다른 물질의 산

화를막아주는물질을무엇이라고하는가?

활성산소

일반세포

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244 Ⅴ. 여러가지화학반응

다음은나의하루일과를나타낸것이다.

일상생활에서의산화－환원반응조사

◯ 7:00

우리 가족과 이모네 가족이 캠핑장으로 야유회를 가기로 한 날이다. 맛있는냄

새가나서부엌에가보니가스레인지위에서찌개가맛있게끓고있다.

“우와~ 맛있겠다!”우리집 가스레인지는 도시가스를 사용한다. 도시가스 성분

에 대해 과학 시간에 배웠는데 잘 생각이 나지 않는다. 어쨌든 연료가 타면서 발

생하는열이음식재료들을맛있게만들어준다.

◯ 10:00

일곱 살 된 쌍둥이 사촌 동생 철수와 철희는 재미있게 생긴 모자를 쓰고, 물총

을한개씩들고나타났다.

우리가자리를편옆에는숲이우거져있었다.

“녹색 이파리들이열심히광합성을하고있겠지. 아, 나뭇잎들이내놓는산소를

흡입해줘야겠다. 후~, 하~”

◯ 12:00

이리저리 뛰어다니는 사촌 동생들을 쫓아다니면서 놀다 보니 정말 배가 고팠는

데점심식사가아주꿀맛이다.

캠핑장에서는 역시 상추쌈이 최고이다. 이 쌈장은 외할머니께서 작년에 담그신

된장으로 만든 것인데 정말 맛있다. 된장 같은 콩 발효 식품이 항암 효과도 좋다

는데, 우리가족모두건강하게오래오래행복했으면좋겠다.

◯ 14:00

“얘들아, 이리와서과일먹어라.”

밥을먹자마자개울가에서뛰어놀던동생들을데리고가보니깎아놓은사과가

벌써갈색으로변하기시작했다.

사과는왜색깔이쉽게변하는것일까?

◯ 17:00

즐거운하루를보내고돌아온우리.

“어? 먹다만밥이아직도놓여있네.”

그런데 냄새가 이상하다. 아침에 밥이 많다고 남긴 것을 미처 치우지 못했는데

이런일이일어나다니……음식을버리면안되는데…….

귀가

휴식

점심

캠핑장

기상

탐구 활동

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2. 산화－환원반응 245

겨울철에제설제를뿌린도로를주행한차는반드시세

차를하는것이좋다고하는데그이유를설명해보자.

생활속문제해결하기

화재로미술작품에생긴그을음에산소원자를쏘여주면복원

된다고한다. 이현상을산화－환원반응을이용하여설명해보자.

과학과기술, 사회연관짓기자기

주도

학습

과정

❶나의하루일과에나타난여러가지산화－환원반응을찾아본다.

❷잡지나신문에서산화환원반응을더찾아그내용을오려서도화지에붙이거나글과

그림으로표현한다.

❸모둠별로 찾은 산화 환

원반응을발표한다.

조사

결과

1나의하루일과에서산화－환원반응을세가지이상찾아기록해보자.

2각모둠의결과를발표해보자. 다른모둠의결과중에서우리모둠에서찾지못

한것이있는가?

우리주변에서산화－환원반응의예

를찾을수있다.

잡지나 신문, 도화지, 가위, 풀, 색연

필또는여러가지색깔의사인펜

목·표

준·비·물

유·의·점

오려도되는자료만오리도록한다.산화－환원반응

①

②

③

산화－환원반응의예들중하나를골라산화된물질과환원된물질을찾아보자.

해석

액화천연가스(LNG)나액화석유가스(LPG)에불을붙이면연소반응이일

어나는데, 이는산화반응의대표적인예이다. 종이가오래되면누렇게변하는것

도종이를이루고있는셀룰로스가산화되어일어나는변화이다. 이와같이산

화－환원반응은우리생활가까이에서다양하게일어나고있다.

창의·인성

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246 Ⅴ. 여러가지화학반응

대단원 마무리Ⅴ. 여러 가지 화학 반응

개념 정리하기

▨ 출발점에서 시작하여 번호 순서대로 문제를 풀어 나가면서 도착점까지 이동합니다.

❶물에녹아수소이온(H±)을내놓는물질을 (이)라고한다.

❷산수용액에 용액을떨어뜨리면노란색으로변한다.

❸산은알루미늄과같은 과(와) 반응하여수소기체를발생한다.

❹위에서분비되어단백질의소화를돕고살균작용을하는것은 이다.

❺수산화이온(OH—)을내놓는물질을 (이)라고한다.

❻염기수용액에 용액을떨어뜨리면붉은색으로변한다.

❼산과염기의수용액에전원장치를연결하면 (이)가흐른다.

❽강산이나강염기는 (이)가잘일어난다.

❾산화칼슘이주성분이며, 물과반응하여수산화칼슘이되는것은 이다.

❿상온의수용액이산성이면 (이)가 7보다작고염기성은 7보다크며, 중성은 7이다.

산과염기가반응할때수소이온과수산화이온이만나서 (이)가만들어지고, 산의음이온과염기의

양이온이만나서염이만들어진다.

번과같은반응을 반응이라고한다.

산과염기가반응할때에는열이발생하여 (이)가올라가고, 중화점이후에는열이발생하지않는다.

물질이산소를얻는반응을 반응이라고한다.

물질이산소를잃는반응을 반응이라고한다.

산화반응과환원반응은항상 일어난다.

비금속의산화물은물에녹아산성을띠고, 금속의산화물은물에녹으면 을(를) 띤다.

철의제련과정에서철광석속의철은 되고, 금속철이부식되는과정에서는 된다.

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대단원마무리 247

산의성질에대한설명으로옳지않은것은?

①신맛을낸다.

②수용액은전류를흐르게한다.

③상온에서모두액체상태로존재한다.

④푸른색 리트머스 종이를 붉은색으로 변화시

킨다.

⑤수용액에마그네슘조각을넣으면수소기체

가발생한다.

1 표는농도가같은 20æ의염산과수산화나트륨

수용액의혼합용액의최고온도를측정한결과

이다.

4

그림은묽은염산에들어있는이온을모형으로

나타낸것이다. 이용액에 BTB 용액을한두방

울넣은후수산화나트륨수용액을조금씩넣어

용액이초록색이되었을때, 이 혼합용액속의

이온모형을그리시오. (단, 는수소이온,

는 염화이온, 는 나트륨이온, 는 수산화

이온이고, 물분자는표시하지않는다.)

6

중화반응이이용되는예로옳지않은것은?

①산성화된토양에석회가루를뿌린다.

②생선비린내를없애기위해레몬을뿌린다.

③벌에 쏘이거나 벌레에 물리면 암모니아수를

바른다.

④진한황산을이용하여여러가지시약을건조

시킨다.

⑤비누로머리를감아머리카락이뻣뻣할때에

는식초물로헹군다.

5다음 물질들의 공통점으로 옳은 것을 <보기>에

서있는대로고른것은?

2

산과염기의반응세가지를화학반응식으로나

타낸 것이다. 각 화학 반응식의 빈칸에 알맞은

물질을계수와함께쓰시오.

⑴ 2HCl + Ca(OH)™ 25⁄ CaCl™ + ( )

⑵H™SO¢ + 2NaOH 25⁄ ( ) +2H™O

⑶H™SO¢ + Ca(OH)™ 25⁄ ( ) + ( )

3

개념 적용하기

암모니아, 수산화나트륨, 수산화칼슘

혼합용액에BTB용액을떨어뜨렸을때초록색

을나타내는실험은어느것인지쓰시오.

①ㄱ, ㄴ ②ㄴ, ㄷ ③ㄴ, ㄹ

④ㄷ, ㄹ ⑤ㄷ, ㄹ, ㅁ

1 2 3 4실험

10

40

21

20

30

22

20

20

23

15

10

22

염산의부피(mL)

수산화나트륨수용액의부피(mL)

최고온도(æ)

ㄱ. 상온에서기체이다.

ㄴ. 물에잘녹지않는다.

ㄷ. 물에녹아서전류를흐르게한다.

ㄹ. BTB용액을떨어뜨리면파란색으로변한다.

ㅁ. 물에 녹인후마그네슘을넣으면수소기체가발

생한다.

보기

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248 Ⅴ. 여러가지화학반응

개념 적용하기

산화－환원반응에대한설명으로옳은것은?

①환원은산소와결합하는반응이다.

②비금속산화물은산과중화반응을한다.

③금속의부식은금속이산화되어일어난다.

④산화가일어나면환원은일어나지않는다.

⑤외부조건이같으면금속들은같은빠르기로

부식된다.

7

다음반응에서밑줄친물질이산화되었으면‘산

화’, 환원되었으면‘환원’이라고쓰시오.

8

빠른산화와느린산화에대한설명으로옳은것

은? (정답 2개)

①금속의산화는빠른산화이다.

②비금속의산화는느린산화이다.

③모두산소와결합하는반응이다.

④연소는부식보다느린산화이다.

⑤같은종류의물질도빠른산화와느린산화가

모두일어날수있다.

9

철이산화되는것을방지하기위한방법으로옳

은것을<보기>에서있는대로고르시오.

11

과거에는 철도 레일을

용접할 때 테르밋 반

응을 사용하였다. 알

루미늄(Al) 가루와 사

산화 삼철(Fe£O¢) 가

루를도가니에넣고불

을붙이면매우많은열을내면서다음과같은반

응이일어난다.

13

이반응에서산화된물질과환원된물질을쓰고,

이반응이어떻게용접에사용될수있는지설명

하시오.

산화－환원 반응의 예를 <보기>에서 있는 대로

고른것은?

10

Fe™O£ + 3CO ⁄ 2Fe + 3CO™

①ㄱ ②ㄴ ③ㄱ, ㄴ

④ㄱ, ㄷ ⑤ㄴ, ㄷ

어떤물질A를연소시킨후생성된물질B를물

에녹였다. B를녹인물에페놀프탈레인용액을

두방울떨어뜨렸더니붉은색으로변하였다.

이에대한설명으로옳은것을 <보기>에서있는

대로고르시오.

12

8Al + 3Fe£O¢ ⁄ 4Al™O£ + 9Feㄱ. 해안가에방치된배에녹이슨다.

ㄴ. 드라이아이스속에서마그네슘이연소한다.

ㄷ. 위산이너무많이분비되면제산제를먹는다.

보기

ㄱ. A는비금속이다.

ㄴ. A는산화되었다.

ㄷ. B수용액은산성이다.

ㄹ. B수용액은전류를흐르게한다.

보기

ㄱ. 기계에기름칠을한다.

ㄴ. 표면에금도금을한다.

ㄷ. 대문에페인트를칠한다.

ㄹ. 프라이팬표면에산화철의피막을입힌다.

보기

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대단원마무리 249

암모니아기체가들어있는둥근바닥플라스크

를 그림과 같이 장치한 다음, 스포이트를 눌러

물한방울이플라스크속에들어가게하였더니

붉은색의분수가생겼다. 이실험으로알수있는

암모니아의성질을두가지만쓰시오.

1

개념 응용하기

다음글을읽고과일이나채소의항산화능력을

비교하기위한방법을생각해보고간단히설명

하시오.

4

우리가생활속에서사용하는것들중에는산이

나염기가포함되어있어서주의해야하는것들

이있다.

이러한것들을찾아주의사항을나타낸나만의

경고문을만들어보시오.

6

그림과같이산또는염기의수용액이들어있는

세개의비커가있다.

3

2~3

Ca(OH)™ HCl H™SO¢

B A

질소화합물은식물의생장에꼭필요한성분이

다. 공기중의질소를질소화합물이되게하는

과정을질소고정이라고한다. 질소고정은번개

나 식물, 토양 속의 박테리아에 의해 일어나며,

번개가칠때의반응은다음과같다.

5탐구력기르기

과학글쓰기

각단계에서질소가산화되었는지환원되었는지

말하고, 그렇게생각한이유를설명하시오.

위 실험 결과를 이용하여 A와 B 수용액의 pH

의크기를비교하여설명하시오.

여분의 비커와 온도계만을 가지고 이들 수용액

을구별할수있는실험을설계하시오.

농도가같은산의수용액이들어있는삼각플라

스크에같은크기의마그네슘조각을넣고일정

한시간이지난후주사기에모인기체의부피를

측정하였다.

2

탐구력기르기

탐구력기르기

탐구력기르기

바이타민 C와바이타민 E는항산화제로작용하여

생물체안에서산화에따른손상을막아주는역할을

한다. 하지만항산화제는스스로산화가잘되기때문

에항산화능력이쉽게없어지기도한다.

•N™ + O™ ⁄ 2NO

•2NO + O™ ⁄ 2NO™

•3NO™ + H™O ⁄ 2HNO£ + NO

창의·인성키우기

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