재결정 공정의 설계, 연소 후 부피로 혼합 기체의 조성 결정, 앙금으로 이온을 나누는 순서를 다루는 3문항입니다. 가능한 조성을 그래프로 나타내는 소문항과 분리 공정을 설계하는 소문항이 들어 있습니다.
난이도 최상: 식을 직접 세운 뒤 규칙을 일반화하고, 가장 좋은 방법을 찾고, 어떤 방법이 왜 안 되는지까지 밝혀야 하는 소문항이 들어 있습니다. 영재학교 2단계 기출의 가장 어려운 문항보다 높은 수준을 목표로 합니다.
질산 칼륨(KNO₃)과 염화 나트륨(NaCl)이 섞인 고체가 있다. 표는 물 100 g에 녹을 수 있는 각 물질의 최대 질량이다. 두 물질이 함께 녹아 있어도 각각의 용해도는 표와 같다고 가정한다. 온도를 유지한 채 물을 증발시키거나 용액을 거를 수 있고, 거른 결정에 묻어 나오는 용액은 무시한다. 순수한 KNO₃ 결정이란 NaCl이 전혀 섞이지 않은 결정을 말한다.
| 물질 | 20 °C | 80 °C |
|---|---|---|
| KNO₃ | 32 g | 168 g |
| NaCl | 36 g | 38 g |
(1)KNO₃ 80 g과 NaCl 20 g이 섞인 고체를 80 °C의 물 100 g에 모두 녹인 뒤 20 °C로 식혔다. 얻는 KNO₃ 결정의 질량을 구하고, 이 결정이 순수한지 판단하시오. [2점]
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