전류의 화학작용

공개 문항 32개

1. 문항 1 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

   두 금속을 접속하여 여기에 전류를 통하면, 줄열 외에 그 접점에서 열의 발생 또는 흡수가 일어나는 현상은?

   1. 펠티에 효과
   2. 지벡 효과
   3. 홀 효과
   4. 줄 효과

   정답과 해설

   정답 1번

   두 금속 접점에 전류를 흘려 열이 발생하거나 흡수되는 현상은 펠티에 효과로, 전자냉장고 냉각 원리다.

   풀이

   정답 근거: 펠티에 효과는 서로 다른 두 금속(또는 반도체)의 접합부에 전류를 흘릴 때 전류의 방향에 따라 열의 발생 또는 흡수가 일어나는 현상으로, 전자냉장고·열전소자 냉각에 응용된다.

   오답 소거: 지벡 효과는 온도차로 기전력이 발생하는 반대 현상(열전대 원리), 홀 효과는 자기장 속 전류에 수직 방향으로 전위차가 생기는 현상, 줄 효과는 저항의 단순 발열 현상으로 전류 방향과 무관하다.

   핵심 개념: 펠티에(전류→열 흡수/발생), 지벡(온도차→기전력).

   암기팁: '펠티에는 냉각(전류로 열을 이동), 지벡은 발전(온도차로 전기 생성)'으로 짝지어 기억한다.

   처음이라면

   휴대용 미니 냉장고를 뒤집어보면 쿨링팬 대신 작은 판(열전소자)이 들어있는 경우가 있어요. 이 판은 두 금속을 붙인 뒤 전류를 흘려서 접점(두 금속이 맞닿은 부분)이 차갑게 식어 열을 '빨아들이는' 원리예요.

   이렇게 두 금속 접점에 전류를 통했을 때, 전류 방향에 따라 열이 발생하거나 흡수되는 현상을 '펠티에 효과'라고 해요.

   다른 선택지와 비교해볼까요?

   지벡 효과: 온도차를 주면 전기가 생기는 현상 (열전대 온도계 원리)

   홀 효과: 자기장 속에서 전류에 수직 방향으로 전압이 생기는 현상

   줄 효과: 그냥 저항이 열을 내는 일반적인 발열 (전기장판)

   이런 문제가 나오면 → '전류 방향에 따라 열 발생/흡수'라는 문구가 보이면 펠티에 효과를 고르면 됩니다!

   한 걸음 더

   펠티에 효과: 두 금속 접합부에 전류를 흘리면 전류 방향에 따라 접점에서 열의 발생 또는 흡수가 일어나는 현상 → 전자냉장고, 열전소자 냉각에 응용.

   오답: 지벡 효과는 온도차 → 기전력 발생(열전대)으로 펠티에의 역현상, 홀 효과는 자기장 속 전위차 발생, 줄 효과는 전류 방향과 무관한 순수 발열이다.

   이 유형 패턴: '전류 → 열 이동(냉각)'은 펠티에, '온도차 → 전기'는 지벡으로 짝지어 암기.

   꿀팁: 펠티에는 '전류'가 원인, 지벡은 '온도차'가 원인이라고 원인부터 파악하면 헷갈리지 않는다.

   • 펠티어효과
2. 문항 2 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

   화학당량이란 어떤 값인가?

   1. 원자량 / 원자가
   2. 원자가 / 원자량
   3. 분자량 / 분자가
   4. 분자가 / 분자량

   정답과 해설

   정답 1번

   화학당량은 '원자량 ÷ 원자가'로, 수소 1과 결합할 수 있는 원소의 양을 나타내는 값이다.

   풀이

   화학당량은 어떤 원소가 수소 1개(원자량 1)와 결합·치환할 수 있는 양을 나타내는 값으로, $\text{화학당량}=\frac{\text{원자량}}{\text{원자가}}$로 정의됩니다.

   전기분해에서 석출되는 물질의 양은 패러데이 법칙에 의해 전기화학당량에 비례하며, 전기화학당량은 화학당량에 비례상수를 곱한 값입니다.

   원자가와 원자량의 위치를 바꾸거나 분자량·분자가를 쓴 보기는 오답입니다.

   암기포인트: 화학당량 = 원자량/원자가.

   처음이라면

   음식을 나눠 먹을 때 몇 명이서 나누느냐에 따라 한 사람 몫이 달라지죠? 원소도 비슷해요. 수소 1개와 결합할 수 있는 원소의 '몫'을 화학당량이라고 해요.

   화학당량은 '원자가(다른 원소와 손을 잡는 힘, 팔의 개수)'로 원자량(원소의 무게)을 나눈 값이에요.

   즉, 말로 하면: 원자량을 원자가로 나눈다.

   $\text{화학당량}=\frac{\text{원자량}}{\text{원자가}}$

   순서를 헷갈리지 않게 '원자를 원(원)탁에 앉혀서 가(가)위바위보' 같은 느낌으로 '원자량이 위, 원자가가 아래'라고 외우면 좋아요.

   이런 문제가 나오면 → '화학당량 = 원자량/원자가'를 그대로 묻는 암기형 문제다.

   한 걸음 더

   화학당량 정의: $\text{화학당량}=\frac{\text{원자량}}{\text{원자가}}$ (수소 1과 결합·치환되는 양).

   ②는 분자 순서가 반대, ③④는 분자량·분자가를 사용한 오답이다.

   이 유형 패턴: 전기분해(패러데이 법칙) 문제의 전단계 개념으로 자주 출제되는 순수 암기형.

   시험 꿀팁: 전기화학당량 = 화학당량 × 96,485/1F 관련 문제와 함께 '원자량/원자가'만 확실히 외워두면 된다.

   • 화학당량
3. 문항 3 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

   알칼리 축전지의 대표적인 2차 전지는?

   1. 망간전지
   2. 산화은 전지
   3. 페이퍼 전지
   4. 니켈 카드뮴 전지

   정답과 해설

   정답 4번

   '축전지'는 충전해서 다시 쓸 수 있는 2차 전지라는 뜻이고, 알칼리 축전지의 대표 주자는 니켈-카드뮴 전지다.

   풀이

   정답 근거: 알칼리 축전지(2차 전지, 충전 가능)의 대표적인 종류는 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지와 니켈-철 전지이다.

   알칼리 수용액을 전해액으로 사용하며 진동에 강하고 수명이 길어 산업용으로 널리 쓰인다.

   오답 소거: 망간전지·산화은 전지·페이퍼 전지는 대부분 1차 전지(재충전 불가)로 분류되어 알칼리 축전지(2차 전지)와는 성격이 다르다.

   핵심 공식: 없음(전지 종류 분류 암기).

   암기팁: '2차 전지(충전 가능)=납축전지(연축전지) 또는 알칼리 축전지(니켈-카드뮴)'으로 짝지어 외운다.

   처음이라면

   한 번 쓰고 버리는 건식 전지와 달리, 스마트폰처럼 충전해서 여러 번 쓸 수 있는 전지를 '축전지(2차 전지, 재충전 가능한 전지)'라고 해요.

   축전지는 크게 두 가지로 나뉩니다.

   ① 납축전지(자동차 배터리)

   ② 알칼리 축전지 ← 이 문제가 묻는 것!

   알칼리 축전지의 대표 선수가 바로 '니켈-카드뮴 전지(Ni-Cd 전지)'예요.

   나머지 선택지(망간전지, 산화은 전지, 페이퍼 전지)는 전부 1차 전지(한 번 쓰면 끝, 충전 불가)라서 정답이 될 수 없어요.

   이런 문제가 나오면 → '축전지 = 충전 가능 = 납축전지 or 알칼리(니켈-카드뮴)'로 짝지어 외웠는지 확인!

   한 걸음 더

   알칼리 축전지의 대표 종류: 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-철 전지. KOH 수용액을 전해액으로 사용하며 진동에 강하고 수명이 김.

   오답: ①②③은 모두 1차 전지(재충전 불가)이므로 '축전지(2차 전지)'와 성격이 다름.

   이 유형 패턴: '축전지'라는 단어가 나오면 무조건 2차 전지 → 납축전지 아니면 알칼리(Ni-Cd).

   꿀팁: 2차 전지 = 납축전지 + 알칼리축전지(Ni-Cd) 두 가지만 기억하면 선택지 소거가 바로 됨.

   • 2차 전지
4. 문항 4 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

   패러데이 법칙에서 전기 분해에 의해서 석출되는 물질의 양은 전해액을 통과한 무엇과 비례하는가?

   1. 총 전해질
   2. 총 전압
   3. 총 전류
   4. 총 전기량

   정답과 해설

   정답 4번

   전기분해로 석출되는 물질의 양은 전압이나 전류 자체가 아니라 '총 전기량(전류×시간)'에 비례한다.

   풀이

   패러데이의 전기분해 법칙: 석출되는 물질의 양 $w = kQ = kIt$이며, 여기서 $Q$는 전해액을 통과한 총 전기량(전하량)이다.

   즉 석출량은 총 전기량에 비례한다.

   전압이나 전류의 순간값이 아니라 시간 적분된 총 전기량이 기준임에 주의.

   암기팁: $Q=It$, 전기량=전류×시간, 화학당량에 비례하는 비례상수 $k$를 곱하면 석출량이 된다.

   처음이라면

   물을 채울 때 중요한 건 꼭지를 얼마나 세게 텄는지가 아니라, 얼마나 오래 텄는지까지 합친 '총 물의 양'이죠. 전기분해도 마찬가지예요. 물질이 얼마나 석출(전기로 가루가 가라앉듯 뽑아지는 것)되는지는 전기가 총 얼마나 흘렀는지에 달려 있어요. 전기량(전기의 총 양)은 전류×시간으로 구해요. 전류가 아무리 세도 짧게 흐르면 안 되고, 약해도 오래 흐르면 많이 석출됩니다. w = kQ = kIt (k는 물질마다 정해진 비례상수) 이런 문제가 나오면 → '패러데이 전기분해 = 총 전기량 Q(=It)에 비례'를 떠올리세요.

   한 걸음 더

   패러데이 전기분해 법칙: 석출량 $w = kQ = kIt$ ($Q$: 총 전기량, $k$: 전기화학당량). 오답: ③ 전류는 순간값이라 시간이 빠져 있어 틀리고, ② 전압은 석출량과 직접 비례 관계가 아니다. 이 유형 패턴: 전기분해 석출량 문제는 무조건 '전기량 Q = It' 기준으로 계산. 꿀팁: 시간(분)→초 환산을 항상 먼저 할 것.

5. 문항 5 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

   황산구리 전해액에 2개의 구리판을 넣고 전원을 연결했을 때 음극에서 나타나는 현상은?

   1. 변화가 없다
   2. 구리판이 두터워진다
   3. 구리판이 얇아진다
   4. 수소 가스가 발생한다

   정답과 해설

   정답 2번

   전기분해에서 음극(전자를 받는 쪽)은 이온이 금속으로 붙어 석출되므로 구리판이 두꺼워진다.

   풀이

   정답 근거: 황산구리(CuSO₄) 전해액에서 전기분해가 일어나면 음극에서는 Cu²⁺ 이온이 전자를 받아 금속 구리(Cu)로 환원·석출되므로 음극(구리판)이 점점 두꺼워진다(양극은 반대로 녹아 얇아짐).

   오답 소거: '변화 없음'은 전기분해가 실제로 일어난다는 사실과 모순되며, '얇아진다'·'수소 가스 발생'은 양극에서 일어나는 현상이거나 다른 전해액(묽은 황산 등)에서의 반응과 혼동한 것이다.

   핵심 공식: 없음(전기분해 반응 정성 설명).

   암기팁: '음극=환원(석출, 두꺼워짐), 양극=산화(용해, 얇아짐)'로 두 전극의 반응을 짝지어 기억한다.

   처음이라면

   물에 설탕을 넣으면 녹듯이, 황산구리(CuSO₄)도 물에 녹으면 구리 이온(Cu²⁺, 구리 알갱이가 물에 흩어진 상태)으로 퍼져 있어요.

   여기에 전기를 통과시키면, 흩어진 구리 알갱이들이 전자를 받아 다시 구리 금속으로 되돌아가요.

   전자를 주는 전극이 음극(마이너스 전극)이니까, 구리 이온들이 음극 구리판에 달라붙어서 금속 구리가 쌓여요.

   그래서 음극의 구리판은 점점 두꺼워지고, 반대로 양극(플러스 전극)은 녹아서 얇아져요.

   이런 문제가 나오면 → "음극은 얻어서 두꺼워지고(석출), 양극은 잃어서 얇아진다(용해)"로 외우면 돼요.

   한 걸음 더

   CuSO₄ 전해 시 음극에서는 Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu 환원 반응으로 구리가 석출되어 구리판이 두꺼워진다.

   양극은 Cu → Cu²⁺ + 2e⁻ 산화로 녹아 얇아진다.

   ③은 양극 현상, ④(수소 가스)는 묽은 황산처럼 수소 이온이 환원되는 전해액에서의 반응이라 오답.

   이 유형 패턴: 전극 이름과 반응을 짝지어 기억 - 음극=환원(석출, 두꺼워짐), 양극=산화(용해, 얇아짐).

   꿀팁: '음이온은 양극으로, 양이온은 음극으로' 이동하므로 양이온(Cu²⁺)이 가는 음극에서 금속이 석출된다고 기억하면 빠르다.

   • 구리 전해
   • 전기분해
6. 문항 6 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

   전극의 불순물로 인하여 기전력이 감소하는 현상을 무엇이라 하는가?

   1. 국부작용
   2. 성극작용
   3. 전기분해
   4. 감극현상

   정답과 해설

   정답 1번

   전극 속 불순물 때문에 전지가 스스로 방전하여 기전력이 줄어드는 것이 국부작용이다.

   풀이

   정답 근거: 국부작용은 전지 내 전극(아연판)에 불순물(철, 탄소 등)이 섞여 있을 때 불순물과 아연 사이에 국부적인 전지가 형성되어 자체 방전이 일어나 기전력이 감소하는 현상이다.

   방지책으로 아연판에 수은 도금을 한다.

   오답 소거: 성극작용은 전지 사용 중 (+)극 표면에 수소 기체가 발생해 기전력을 저하시키는 현상, 전기분해는 전류에 의해 화합물이 분해되는 현상, 감극현상은 성극작용을 방지하기 위한 대책이다.

   핵심 공식: 없음(전지 이론 개념).

   암기팁: '불순물 때문에 자체 방전=국부작용', '수소 기체 때문에 기전력 저하=성극작용'으로 원인을 구분해 암기.

   처음이라면

   전지를 오래 두면 안 쓰는데도 전기가 줄어들 때가 있어요. 그 이유 중 하나가 전극(전기 내보내는 판)에 불순물(쇠 조각, 탄소 같은 이물질)이 섞여 있기 때문이에요.

   불순물이 있으면 아연판과 불순물 사이에 아주 작은 전지가 저절로 만들어져요.

   이 작은 전지가 만들어지면 우리가 모르는 사이에 스스로 방전(전기가 새어 나감)이 일어나요.

   그래서 기전력(전지가 낼 수 있는 힘)이 감소해요. 이것이 바로 '국부작용'이에요.

   참고로 성극작용은 불순물이 아니라 (+)극에 수소 기체 방울이 붙어서 기전력이 떨어지는 거예요.

   이런 문제가 나오면 → '불순물'이라는 단어가 보이면 무조건 국부작용!

   한 걸음 더

   국부작용: 전극(아연판) 내 불순물(Fe, C 등)이 국부적 전지를 형성 → 자체 방전 → 기전력 감소. 방지책: 수은 도금.

   오답 소거:

   • 성극작용: (+)극 표면에 수소 기체 발생으로 기전력 저하
   • 감극현상: 성극작용의 방지 대책(과망간산칼륨 등)
   • 전기분해: 전류에 의한 화합물 분해

   이 유형 패턴: 원인 키워드로 구분 - '불순물→국부작용', '수소 기체→성극작용'.

   꿀팁: 국부작용 방지책 '수은 도금'까지 함께 암기하면 출제 가능성 커버 가능.

7. 문항 7 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

   전기분해에 의해서 석출되는 물질의 양은 전해액을 통과한 총 전기량과 같으며, 그 물질의 화학당량에 비례한다. 이것을 무슨 법칙이라 하는가?

   1. 줄의 법칙
   2. 플레밍의 법칙
   3. 키르히호프의 법칙
   4. 패러데이의 법칙

   정답과 해설

   정답 4번

   전기분비로 석출되는 물질의 양이 전기량과 화학당량에 비례한다는 것이 패러데이의 법칙이다.

   풀이

   전기분해에 의해 석출되는 물질의 양 $\text{w}$는 통과한 전기량($\text{It}$)과 화학당량(K)에 비례한다는 법칙은 패러데이의 법칙이다.

   수식으로 w=KIt [g]로 나타낸다.

   처음이라면

   물에 전기를 통하면 금속이 가라앉아 붙는데(이걸 '석출'이라고 해요), 얼마나 많이 붙을지를 설명하는 법칙이에요.

   쉽게 말하면 "전기를 오래, 세게 흘려줄수록, 그리고 물질마다 정해진 비율(화학당량)에 따라 더 많이 붙는다"는 뜻이에요.

   수식으로 나타내면:

   $w = KIt$ [g]

   여기서 $w$는 석출되는 무게, $K$는 화학당량, $I$는 전류, $t$는 시간이에요.

   전류($I$)와 시간($t$)을 곱한 것이 '전기량'인데, 결국 전기량이 많을수록 금속이 많이 붙는다는 거예요.

   이런 문제가 나오면 → '전기분해', '석출되는 물질의 양'이라는 단어가 보이면 패러데이의 법칙을 떠올리자!

   한 걸음 더

   전기분비 석출량 법칙: $w = KIt$ [g]로, 석출량 $w$는 전기량($It$)과 화학당량($K$)에 비례 → 패러데이의 법칙.

   ① 줄의 법칙은 발열량($H=I^2Rt$), ② 플레밍은 전자기력/유도 전류 방향, ③ 키르히호프는 전류·전압 법칙이라 관련 없음.

   이 유형 패턴: '전기분해 + 석출량 + 화학당량' 키워드 = 패러데이 법칙.

   꿀팁: 4개 법칙의 핵심 키워드(줄=열, 플레밍=방향, 키르히호프=회로, 패러데이=전기분해·유도)를 묶어서 외우면 헷갈리지 않는다.

   • 패러데이의 법칙
   • 화학당량
   • 전기분해
8. 문항 8 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

   볼타 전지로부터 전류를 얻게 되면 양극의 표면이 수소 기체에 의해 둘러싸이게 되는데 이를 무엇이라 하는가?

   1. 전해작용
   2. 화학작용
   3. 전기분해
   4. 분극작용

   정답과 해설

   정답 4번

   전지 양극에 수소 기포가 달라붙어 전지 성능을 떨어뜨리는 현상이 분극작용이다.

   풀이

   정답 근거: 볼타 전지에서 전류가 흐르면 양극 표면에 수소 기체가 발생해 부착되고, 이 기포가 전극과 전해액 사이의 반응을 방해하며 역기전력을 유발해 전지의 기전력을 감소시키는 현상을 분극작용이라 한다.

   오답 소거: 전해작용·화학작용은 전지 동작의 일반적 원리를 가리키는 포괄적 용어, 전기분해는 전류로 화합물을 분해하는 별개 현상으로 수소 기포에 의한 성능 저하 현상과는 구별된다.

   핵심 개념: 분극작용의 방지책 = 감극제(이산화망간 등) 사용.

   암기팁: '분극=수소 기포가 극을 덮어 방해'로 기억한다.

   처음이라면

   탄산음료를 오래 두면 기포가 컵 벽에 붙어 있는 것처럼, 볼타 전지가 일하면 양극(플러스 전극) 표면에 수소 기체(기포)가 주르르 달라붙어요.

   이 기포가 마치 우산처럼 전극을 덮어서 전기가 잘 못 나오게 방해합니다.

   전지 입장에서는 '기포가 방해물이 되어 힘이 약해지는 현상'인데, 이것을 분극작용이라고 부릅니다.

   참고로 이 기포를 없애주는 약(감극제, 이산화망간)을 넣으면 해결됩니다.

   이런 문제가 나오면 → '수소 기포가 전극을 덮는다 = 분극작용'으로 바로 연상하세요!

   한 걸음 더

   전지 사용 시 양극 표면에 수소 기포가 부착되어 역기전력을 발생시키고 기전력을 감소시키는 현상 = 분극작용.

   오답 소거: 전기분해는 전류에 의해 물질을 분해하는 별개 현상이고, 전해작용·화학작용은 포괄적 용어라 수소 기포 부착 현상과 구별됨.

   이 유형 패턴: 전지 문제에서 '수소 기포, 기전력 감소, 역기전력' 키워드가 보이면 무조건 분극작용.

   꿀팁: 분극작용의 대책 = 감극제(이산화망간)까지 함께 암기하면 관련 문제까지 커버 가능.

   • 분극작용
9. 문항 9 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

   다음 중 망간 건전지의 양극으로 무엇을 사용하는가?

   1. 아연관
   2. 구리판
   3. 탄소 막대
   4. 묽은 황산

   정답과 해설

   정답 3번

   망간 건전지(르클랑셰 전지)의 양극(+)은 탄소 막대, 음극(-)은 아연, 전해액은 염화암모늄.

   풀이

   정답 근거: 망간 건전지(르클랑셰 전지)는 대표적인 1차 전지로, 양극(+)에는 감극제로 이산화망간과 함께 탄소 막대를 사용하고 음극(-)에는 아연판을 사용한다.

   오답 소거: 아연관은 음극 재료이고, 구리판은 다니엘 전지의 극판이며, 묽은 황산은 전해액(납축전지 등)이지 전극이 아니다.

   핵심 공식: 망간전지 양극=탄소봉, 음극=아연, 전해액=염화암모늄.

   암기팁: '망간전지는 탄소봉이 양(+)극' — '탄소는 타지 않는 양(+)의 기둥'으로 암기.

   처음이라면

   망간 건전지(우리가 흔히 쓰는 건전지, 르클랑셰 전지)는 1차 전지의 대표입니다. 구조는 양극(+), 음극(-), 전해액으로 이루어져 있습니다.

   양극(+)에는 탄소 막대(탄소봉)를 쓰며, 그 주위에 감극제인 이산화망간을 채웁니다. 음극(-)은 아연판이고, 전해액은 염화암모늄입니다. 따라서 양극 재료를 묻는다면 '탄소 막대'가 답입니다.

   주의할 오답은 아연관으로, 이것은 음극 재료입니다. 구리판은 다니엘 전지의 극판, 묽은 황산은 납축전지의 전해액이라 이 전지와는 관계가 없습니다.

   이런 문제가 나오면 → '망간전지는 탄소봉이 양극, 아연이 음극, 염화암모늄이 전해액' 세트로 통째로 외우세요.

   한 걸음 더

   망간 건전지는 양극(+) 탄소 막대+감극제 이산화망간, 음극(-) 아연판, 전해액 염화암모늄 구조다 → 양극은 탄소 막대.

   아연관은 음극, 구리판은 다니엘 전지, 묽은 황산은 납축전지 전해액이라 모두 오답.

   전지별 극판 재료와 전해액을 묻는 암기형 문제다.

   꿀팁: '망간은 탄소봉 양극·아연 음극' — 전지마다 극판+전해액 세트로 외울 것.

   • 1차 전지
10. 문항 10 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

    패러데이 법칙과 관계가 없는 것은?

    1. 전극에서 석출되는 물질의 양은 통과한 전기량에 비례한다.
    2. 전해질이나 전극이 어떤 것이라도 같은 전기량이면 항상 같은 화학당량의 물질을 석출한다.
    3. 화학당량이란 원자량/원자가 를 말한다.
    4. 석출되는 물질의 양은 전류의 세기와 전기량의 곱으로 나타낸다.

    정답과 해설

    정답 4번

    패러데이 전해법칙: 석출량은 전기량(전류×시간)에 비례 — '전류×전기량'은 법칙과 무관하다.

    풀이

    패러데이의 전기분해 법칙은 "석출되는 물질의 양은 통과한 전기량(전류×시간)에 비례하고, 같은 전기량이면 화학당량(원자량/원자가)에 비례한다"는 내용입니다.

    따라서 ①②③은 모두 옳은 설명입니다.

    그러나 ④ "전류의 세기와 전기량의 곱"은 전기량 자체가 이미 전류×시간이므로 여기에 전류를 다시 곱하는 것은 법칙의 정의와 무관한 잘못된 서술이라 정답(관계없는 것)이 됩니다.

    처음이라면

    패러데이 전기분해 법칙은 두 가지로 요약됩니다. 첫째, 전극에서 석출되는 물질의 양은 통과한 전기량에 비례합니다. 둘째, 같은 전기량이라면 화학당량(원자량÷원자가)에 비례하여 같은 당량의 물질이 석출됩니다.

    여기서 '전기량 Q'는 Q = 전류 × 시간 [C]을 뜻합니다.

    ①②③은 모두 이 법칙의 내용을 그대로 서술한 것이므로 관계가 있습니다. 그런데 ④는 '전류의 세기와 전기량의 곱'이라 했는데, 전기량 자체가 이미 전류×시간이므로 전류를 한 번 더 곱하는 식은 법칙에 없는 엉터리 조합입니다. 따라서 관계 없는 것은 ④입니다.

    이런 문제가 나오면 → '석출량 ∝ 전기량(전류×시간)'인지만 확인하세요.

    한 걸음 더

    전해 법칙: 석출량 ∝ 전기량(I×t), 같은 전기량이면 화학당량(원자량/원자가)에 비례 → ④의 '전류×전기량'은 법칙에 없는 조합이라 관계없음 (④)

    ①②③은 법칙의 정식 서술이라 모두 옳다.

    이 유형의 핵심은 '전기량 = 전류×시간'이라는 점이다.

    꿀팁: '전류×시간'은 진짜, '전류×전기량'은 가짜.

11. 문항 11 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

    납축전지의 전해액은?

    1. 염화암모늄 용액
    2. 묽은 황산
    3. 수산화칼륨
    4. 염화나트륨

    정답과 해설

    정답 2번

    납축전지(자동차 배터리)의 전해액은 묽은 황산이며, 염화암모늄은 망간건전지, 수산화칼륨은 알칼리축전지의 전해액이다.

    풀이

    납축전지(연축전지)는 양극에 이산화납($\text{PbO}_2$), 음극에 납(Pb)을 사용하고, 전해액으로는 묽은 황산($\text{H}_2\text{SO}_4$ 수용액)을 사용합니다.

    방전 시 황산이 소모되면서 전해액의 비중이 낮아지는 특성이 있어, 비중 측정으로 충전 상태를 확인할 수 있습니다.

    염화암모늄 용액은 망간건전지(1차전지) 계열의 전해액이고, 수산화칼륨은 알칼리 축전지(니켈-카드뮴 등)의 전해액이므로 납축전지와는 다릅니다.

    따라서 정답은 묽은 황산입니다.

    암기 팁: "납축전지=묽은 황산", "알칼리축전지=수산화칼륨(KOH)"으로 구분해 기억하세요.

    처음이라면

    자동차 시동을 걸 때 쓰는 배터리가 바로 납축전지(충전해서 계속 쓸 수 있는 2차전지)예요. 이 배터리 안에는 '묽은 황산'이라는 전해액(이온이 이동하게 해주는 액체)이 들어 있어요.

    납축전지 구성:

    • 양극: 이산화납(PbO₂)
    • 음극: 납(Pb)
    • 전해액: 묽은 황산(H₂SO₄) ← 정답!

    다른 선택지가 틀린 이유:

    • ① 염화암모늄 → 망간건전지(손전등에 쓰는 1차전지)에 사용
    • ③ 수산화칼륨 → 알칼리축전지(니켈-카드뮴 등)에 사용
    • ④ 염화나트륨 → 그냥 소금물이에요

    이런 문제가 나오면 → '납축전지 = 묽은 황산', '알칼리축전지 = 수산화칼륨' 이렇게 짝으로 외우면 돼요!

    한 걸음 더

    납축전지: 양극 PbO₂, 음극 Pb, 전해액 묽은 황산(H₂SO₄). 방전 시 황산 소모로 비중이 낮아져 비중계(1.280 충전 / 1.180 완전방전)로 충전상태 판별.

    오답: ① 염화암모늄은 망간건전지, ③ KOH는 알칼리축전지(니켈·카드뮴) 전해액.

    이 유형 패턴: 전지 종류별 전해액 매칭은 빈출 → 납축전지=묽은 황산, 알칼리축전지=수산화칼륨만 확실히 구분하면 됨.

12. 문항 12 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

    전해액에 전류가 흘러 화학변화를 일으키는 현상을 무엇이라 하나?

    1. 전리
    2. 전기분해
    3. 화학분해
    4. 전기변화

    정답과 해설

    정답 2번

    전해액에 전류를 흘려 화학변화를 일으키는 현상이 전기분해이다.

    풀이

    전해액(전해질 용액)에 전류를 흘려 화학변화(이온의 이동에 의한 물질 분해·석출)를 일으키는 현상을 전기분해(전해, electrolysis)라 한다.

    패러데이의 전기분해 법칙에 따라 석출량은 전기량에 비례한다.

    전리는 원자가 이온화되는 현상이고, 화학분해·전기변화는 표준 용어가 아니다.

    정답은 전기분해이다.

    처음이라면

    물에 소금을 녹인 소금물(전해액: 전기가 통하는 액체)에 전기를 흘려주면 물질이 쪼개지거나 석출되는 반응이 일어나요. 이렇게 전기 힘으로 화학 변화를 일으키는 것을 '전기분해'라고 합니다.

    풀이 순서:

    ① 문제에서 '전해액 + 전류 + 화학변화' 키워드 확인

    ② 전류 → 화학변화 = 전기분해

    ③ '전리'는 원자가 이온으로 변하는 현상이라 정답이 아님

    이런 문제가 나오면 → '전해액에 전류 → 화학변화' 문구가 보이면 무조건 전기분제가 아니라 전기분해로 답하면 된다.

    한 걸음 더

    전해액(전해질 용액)에 전류를 통과시켜 이온 이동에 의한 화학변화(분해·석출)를 일으키는 현상 = 전기분해(electrolysis). 패러데이 법칙에 따라 석출량은 통과 전기량에 비례한다.

    오답: ① 전리는 중성 원자가 전자를 잃거나 얻어 이온화되는 현상, ③④는 표준 용어가 아니다.

    이 유형 패턴: '전해액+전류+화학변화' → 전기분해, '원자→이온' → 전리.

    꿀팁: 전리(이온화)와 전기분해(화학반응)를 키워드로 구분하면 헷갈리지 않는다.

    • 전기분해
13. 문항 13 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

    패러데이 법칙으로 올바른 설명은?

    1. 전기 분해시 양극과 음극에서 석출되는 물질의 양은 전해액 속을 통과한 전기량에 비례한다.
    2. 전기 분해시 양극과 음극에서 석출되는 물질의 양은 전해액 속을 통과한 전기량 제곱에 비례한다.
    3. 전기 분해시 양극과 음극에서 석출되는 물질의 양은 전해액 속을 통과한 전기량에 반비례한다.
    4. 전기 분해시 양극과 음극에서 석출되는 물질의 양은 전해액 속을 통과한 전기량 제곱에 반비례한다.

    정답과 해설

    정답 1번

    전기분해에서 석출되는 물질의 양은 통과한 전기량에 비례한다는 것이 패러데이 제1법칙이다.

    풀이

    전기분해에서 석출되는 물질의 양은 통과한 전기량에 비례한다는 것이 패러데이 제1법칙이다.

    풀이

    패러데이 법칙은 전해조의 두 전극 사이를 흐른 전기량과 전극에 석출되는 물질의 양 사이의 관계를 정한 법칙이다. 제1법칙은 석출량이 통과한 전기량에 직접 비례한다는 내용이다.

    전기량은 전류와 시간의 곱이므로 석출량은 $W = kQ = kIt$ 로 나타낸다. 여기서 $k$ 는 전기화학당량이며 1쿨롱의 전기량으로 석출되는 물질의 질량이다. 전류를 두 배로 하거나 시간을 두 배로 하면 석출량도 두 배가 된다.

    나머지 보기

    · 전기량 제곱에 비례한다 — 석출량은 전기량의 일차식이며 제곱 관계는 없다.

    · 전기량에 반비례한다 — 전기량이 늘면 석출량도 늘므로 반비례가 아니다.

    · 전기량 제곱에 반비례한다 — 제곱 관계도 반비례 관계도 성립하지 않는다.

    헷갈리는 점

    제1법칙은 석출량과 전기량의 비례를 말하고, 제2법칙은 같은 전기량에서 석출량이 화학당량에 비례한다는 내용이다.

    한 걸음 더

    전기분해에서 석출되는 물질의 양은 통과한 전기량에 비례한다는 것이 패러데이 제1법칙이다.

    $W = kQ = kIt$ (석출량은 전기량에 비례, $k$ 는 전기화학당량)

    제1법칙은 석출량과 전기량의 비례를 말하고, 제2법칙은 같은 전기량에서 석출량이 화학당량에 비례한다는 내용이다.

14. 문항 14 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

    10[A]의 전류로 6시간을 방전할 수 있는 축전지의 용량은 몇 [Ah] 인가?

    1. 6
    2. 10
    3. 30
    4. 60

    정답과 해설

    정답 4번

    전류 10A로 6시간 방전하므로 전류와 시간의 곱인 60Ah가 용량이다.

    풀이

    전류 10A로 6시간 방전하므로 전류와 시간의 곱인 60Ah가 용량이다.

    풀이

    $C=I\times t$

    축전지 용량은 방전 전류와 방전 시간의 곱으로 나타내며, 단위 Ah가 전류(A)와 시간(h)의 곱이다.

    $C=10\,\mathrm{A}\times6\,\mathrm{h}=60\,\mathrm{Ah}$

    나머지 보기

    · 6Ah — 문제에 주어진 방전 시간 값이다. 전류를 곱하지 않았다.

    · 10Ah — 문제에 주어진 전류 값이다. 시간을 곱하지 않았다.

    · 30Ah — 위 계산으로는 나오지 않는 값이다.

    헷갈리는 점

    용량은 전류를 시간으로 나눈 값이 아니라 곱한 값이다. 시간은 시간(h) 단위로 넣어야 Ah가 된다.

    한 걸음 더

    전류 10A로 6시간 방전하므로 전류와 시간의 곱인 60Ah가 용량이다.

    $C=I\times t$ — 용량[Ah] = 방전 전류[A] × 방전 시간[h]

    용량은 전류를 시간으로 나눈 값이 아니라 곱한 값이다.

15. 문항 15 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

    전지(battery)에 관한 사항이다. 감극제(depolarizer)는 어떤 작용을 막기위해 사용하는가?

    1. 분극작용
    2. 방전
    3. 순환전류
    4. 전기분해

    정답과 해설

    정답 1번

    감극제는 방전 시 수소 기포가 만드는 분극작용(기전력 감소)을 막기 위한 산화제이다.

    풀이

    정답 근거: 전지에서 방전이 진행되면 양극 표면에 수소기체가 발생해 얇은 막을 이루어 내부저항이 증가하고 기전력이 감소하는 분극작용이 나타나는데, 이를 방지하기 위해 산화제 성분의 감극제(이산화망간 등)를 넣어 수소를 물로 산화시켜 없앤다.

    오답 소거: 방전, 순환전류, 전기분해는 감극제의 직접적인 방지 대상이 아니며, 감극제는 오직 분극작용(수소 기포에 의한 내부저항 증가)을 억제하기 위한 물질이다.

    핵심 공식: 없음(전지 화학 개념 암기).

    암기팁: '분극작용=수소막 형성→기전력 감소', '감극제=수소를 없애는 산화제'로 짝지어 암기한다.

    처음이라면

    전지를 사용하면(방전) 양극 표면에 수소 기체가 붙어 얇은 막을 만듭니다. 그러면 내부저항이 커지고 기전력(전지가 내는 힘)이 떨어지는데, 이 현상이 '분극작용'입니다.

    감극제(depolarizer, 예: 이산화망간)는 산화제 성분으로, 수소를 물로 산화시켜 없애 이 분극작용을 막는 물질입니다. 이름 자체가 '분극을 감소시킨다'는 뜻이라고 이해하면 외우기 쉽습니다.

    방전, 순환전류, 전기분해는 감극제와 직접 관련이 없는 보기이므로 답은 분극작용입니다.

    이런 문제가 나오면 → '감극제 = 수소를 없애는 산화제 = 분극작용 방지' 세 마디를 묶어 외우세요.

    한 걸음 더

    방전 시 양극의 수소막으로 내부저항 증가·기전력 감소가 일어나는 것이 분극작용이고, 감극제(이산화망간 등)는 이를 막는 산화제.

    방전·순환전류·전기분해는 감극제의 방지 대상이 아니므로 모두 소거된다.

    이 유형은 전지 화학 개념을 묻는 순수 암기 문제다.

    꿀팁: '분극 = 수소막 → 기전력 감소', '감극제 = 수소 제거 산화제'로 짝지어 외운다.

    • 분극작용
16. 문항 16 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

    표준 전지에서 사용하는 양극 재료는?

    1. 백금
    2. 은
    3. Cd
    4. 수은

    정답과 해설

    정답 4번

    웨스턴 표준전지는 양극에 수은(Hg), 음극에 카드뮴 아말감을 쓰고 기전력은 약 1.0186V이다.

    풀이

    정답 근거: 표준전지(웨스턴 표준전지)의 양극(+)에는 수은(Hg, 정확히는 황산수은)을 사용하고 음극에는 카드뮴(Cd) 아말감을 사용한다.

    오답 소거: 백금·은은 표준전지의 전극 재료가 아니며, Cd는 오히려 음극 재료이다.

    핵심 개념: 웨스턴 표준전지=양극 수은, 음극 카드뮴아말감, 기전력 약 1.0186V.

    암기팁: '표준전지=카드뮴(음)+수은(양)'으로 극성과 재료를 함께 암기한다.

    처음이라면

    표준전지란 기전력(전지가 내는 전압)이 거의 변하지 않아 기준으로 쓰는 전지로, 대표적인 것이 웨스턴 표준전지입니다.

    웨스턴 표준전지는 양극(+)에 수은(Hg, 황산수은과 함께 사용)을, 음극(−)에 카드뮴(Cd) 아말감(수은과의 합금)을 쓰며, 20℃에서 약 1.0186V의 안정된 기전력을 유지합니다.

    보기에서 Cd(카드뮴)는 표준전지에 쓰이긴 하지만 음극 재료이므로 양극 재료로는 틀렸고, 백금과 은은 표준전지의 전극 재료가 아닙니다.

    이런 문제가 나오면 → '표준전지: +수은, −카드뮴'으로 극성과 재료를 세트로 외운다.

    한 걸음 더

    웨스턴 표준전지는 양극(+)에 수은(Hg, 황산수은), 음극(−)에 카드뮴 아말감을 쓰며 기전력은 약 1.0186V로 안정적이다(④).

    오답 소거: Cd는 실제 사용 재료이지만 음극이고, 백금·은은 표준전지 전극에 쓰이지 않는다.

    이 유형은 '재료는 맞지만 극성을 뒤집어' 오답을 만드는 패턴이다.

    꿀팁: '표준전지 = −카드뮴 +수은' 극성 세트로 통째로 암기.

17. 문항 17 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

    전지를 쓰지 않고 오래두면 못쓰게 되는 까닭은?

    1. 성극작용
    2. 분극작용
    3. 국부작용
    4. 전해작용

    정답과 해설

    정답 3번

    전지를 쓰지 않고 오래 방치해도 닳는 것은 전극 불순물이 만드는 국부작용(자기방전) 현상이다.

    풀이

    정답 근거: 국부작용은 전지의 전극(아연판 등)에 포함된 불순물로 인해 전지를 사용하지 않고 방치해도 전극 표면에서 국부적으로 미세 전류가 흘러 자체 소모(자기방전)되는 현상이다.

    오답 소거: 성극작용(분극작용)은 전류가 흐를 때 양극에 수소가 발생해 기전력이 감소하는 현상(2679번과 관련)으로 방치와는 다른 상황이며, 전해작용은 일반적인 전기분해 현상을 말한다.

    핵심 개념: 국부작용=방치시 자기방전, 분극(성극)작용=사용 중 기전력 감소.

    암기팁: '국부작용=놀아도(방치해도) 닳는다'로 기억한다.

    처음이라면

    전지를 안 쓰고 서랍에 오래 넣어두면 나중에 다 죽어 있는 경우가 있죠? 이것은 고장이 아니라 '국부작용'이라는 현상 때문입니다.

    국부작용은 전지의 아연판 같은 전극에 철·탄소 같은 불순물이 섞여 있어, 전지를 사용하지 않아도 전극 표면 곳곳에 미세한 전지가 만들어져 자꾸 전류가 흐르는 자기방전입니다. 그래서 '안 썼는데도 닳는' 것입니다.

    반대로 분극(성극)작용은 전류가 흐를 때 양극에 수소가스가 붙어 기전력이 떨어지는 '사용 중' 현상이라 방치 상황과 구별됩니다. 전해작용은 전기분해를 가리키는 별개 개념입니다.

    이런 문제가 나오면 → '안 쓰고 놔뒀는데 죽었다'는 국부작용, '쓰다가 힘이 빠진다'는 분극작용으로 구분하세요.

    한 걸음 더

    방치 시 닳는 원인은 전극 불순물에 의한 국부작용(자기방전)이며 정답은 ③이다.

    오답 소거: 분극(성극)작용은 전류가 흐를 때 양극 수소가스로 기전력이 감소하는 '사용 중' 현상이고, 전해작용은 전기분해이므로 방치 조건과 어긋난다.

    패턴: '쓰지 않고 오래 둠'이 키워드로 나오면 무조건 국부작용이다.

    꿀팁: '국부작용=놀아도 닳는다, 분극=일하면 지친다'로 대비시켜 외운다.

18. 문항 18 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

    납축전지가 충전이 완료되었을 때 양극은 무엇인가?

    1. $\text{H}_2\text{SO}_4$
    2. $\text{H}_2\text{O}$
    3. $\text{PbO}_2$
    4. $\text{PbSO}_4$

    정답과 해설

    정답 3번

    납축전지 충전 완료 시 양극은 PbO₂(이산화납), 음극은 Pb이고 방전 시엔 모두 PbSO₄가 된다.

    풀이

    납축전지 방전 시 화학식은 $\text{PbO}{2} + 2\text{H}{2}\text{SO}{4} + \text{Pb} \rightleftharpoons \text{PbSO}{4} + 2\text{H}{2}\text{O} + \text{PbSO}{4}$이다.

    방전 시 양극은 $\text{PbO}_{2}$ (이산화납)이다. 충전은 방전의 역반응이므로, 충전 완료 시 양극은 $\text{PbO}_{2}$이다.

    처음이라면

    납축전지의 극판은 충전 상태와 방전 상태에서 화학적으로 변하며, 이 변화를 화학식 하나로 암기하면 됩니다.

    방전 반응: PbO₂ + 2H₂SO₄ + Pb → PbSO₄ + 2H₂O + PbSO₄ (왼쪽이 충전 완료 상태, 오른쪽이 방전 상태)

    즉 충전이 완료되면 양극은 PbO₂(이산화납), 음극은 Pb(납)이고 전해액은 황산(H₂SO₄)입니다. 방전이 끝나면 양극·음극이 모두 PbSO₄(황산납)로 변합니다.

    충전은 방전의 역반응이므로 '충전 완료 = 화학식의 왼쪽'으로 기억하면 답은 PbO₂입니다.

    PbSO₄를 고르면 방전 상태와 혼동한 것이고, H₂O·H₂SO₄는 전해액 관련 물질이지 극판이 아닙니다.

    이런 문제가 나오면 → '충전: 양극 PbO₂·음극 Pb, 방전: 양·음극 모두 PbSO₄'로 외우세요.

    한 걸음 더

    납축전지 충전 완료 상태: 양극 PbO₂, 음극 Pb, 전해액 H₂SO₄ → 양극은 PbO₂.

    오답 소거: PbSO₄는 방전 후의 양·음극 상태이고, H₂O·H₂SO₄는 전해액 관련 물질로 극판이 아니다.

    화학식 좌변(충전)·우변(방전)의 극판 물질을 묻는 유형으로, 전해액 비중 변화와 함께 출제된다.

    꿀팁: '충전은 좌변 PbO₂·Pb, 방전은 둘 다 PbSO₄' — 좌우 구분만 하면 된다.

19. 문항 19 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

    묽은 황산 용액에 구리와 아연판을 넣을 경우 구리판의 현상은?

    1. 음전하
    2. 음이온
    3. 양전기
    4. 정전기

    정답과 해설

    정답 3번

    볼타전지에서 이온화 경향이 큰 아연이 (-)극, 작은 구리가 (+)극 즉 양전기를 띤다.

    풀이

    묽은 황산에 구리(Cu)와 아연(Zn)판을 넣으면 이온화 경향이 큰 아연이 전자를 잃고 산화되어 음극(-)이 되고, 구리판에서는 수소이온이 전자를 받아 수소기체가 발생하며 양극(+), 즉 양전기를 띠는 전극(양극판)이 됩니다.

    오답 소거: 이온화 경향은 Zn > H > Cu 순이므로 전자를 내주는 쪽은 아연이며, 구리판은 상대적으로 전자를 받는 양극 역할을 합니다.

    따라서 '음전하', '음이온', '정전기'는 틀린 설명입니다.

    암기팁: 볼타전지에서 이온화 경향이 큰 금속이 (-)극(산화), 작은 금속이 (+)극(환원, 수소 발생)이 됩니다.

    처음이라면

    묽은 황산에 구리판과 아연판을 넣으면 볼타전지가 만들어집니다.

    이온화 경향(금속이 이온으로 녹아나려는 성질)은 아연 > 수소 > 구리 순서입니다. 이온화 경향이 큰 아연이 전자를 잃고 녹아 나가 음극(-)이 되고, 구리판에서는 수소 이온이 전자를 받아 수소 기체가 발생하면서 구리가 양극(+) 역할을 합니다.

    따라서 구리판은 양전기를 띠게 된다. ①음전하와 ②음이온은 아연판 쪽 현상이거나 용액 속 이온을 가리키는 말이므로 틀렸고, ④정전기도 정지한 전하를 뜻할 뿐 이 현상과는 무관합니다.

    이런 문제가 나오면 → '이온화 경향 큰 금속 = (-)극(산화), 작은 금속 = (+)극(환원, 수소 발생)'으로 외우세요.

    한 걸음 더

    이온화 경향은 Zn > H > Cu이므로 Zn이 산화되어 (-)극, Cu에서는 수소이온의 환원(수소 발생)이 일어나 (+)극, 즉 양전기를 띤다.

    ①음전하·②음이온은 아연판/용액 쪽 현상, ④정전기는 무관하여 소거된다.

    볼타전지 극판의 성질을 묻는 기본 유형.

    꿀팁: '이온화 큰 놈이 녹아서 (-)' — 아연이 희생되고 구리에 양전기.

    • 전기화학
20. 문항 20 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

    황산구리가 물에 녹아 양이온과 음이온으로 분리되는 현상을 무엇이라 하는가?

    1. 전리
    2. 분해
    3. 전해
    4. 석출

    정답과 해설

    정답 1번

    전해질이 물에 녹아 이온으로 분리되는 것은 전리(이온화), 전류로 쪼개는 것은 전해다.

    풀이

    전해질(황산구리)이 물에 녹아 양이온과 음이온으로 분리되는 현상을 전리(이온화)라고 합니다.

    전해는 전기분해 자체를 의미하고, 석출은 전기분해 결과 전극에 물질이 나타나는 현상이므로 오답입니다.

    전리→전해질 용액 형성→전기분해(전해)의 순서로 개념을 정리하면 헷갈리지 않습니다.

    처음이라면

    전해질(물에 녹으면 전기가 통하는 물질)인 황산구리가 물에 녹으면서 Cu²⁺ 같은 양이온과 SO₄²⁻ 같은 음이온으로 나뉘는 현상을 전리(이온화)라고 합니다.

    이렇게 이온으로 가득 찬 용액이 바로 전기분해의 재료가 됩니다.

    비슷한 말과 구별하세요. 전해(③)는 전리된 용액에 전류를 흘려 화학 변화를 일으키는 '전기분해' 자체이고, 석출(④)은 그 결과로 전극에 물질이 나타나는 현상입니다. 순서는 전리 → 전해 → 석출입니다.

    이런 문제가 나오면 → '물에 녹아 이온으로 갈라지면 전리, 전류로 쪼개면 전해'로 구분하세요.

    한 걸음 더

    전해질이 물에 녹아 양이온·음이온으로 분리되는 것이 전리(이온화).

    전해는 전기분해 자체, 석출은 전극에 물질이 붙는 결과라서 전리→전해→석출 순서로 정리하면 오답은 한 번에 소거된다.

    전기화학 용어(전리·전해·석출) 구분은 개념형 단골 유형이다.

    꿀팁: '녹여서 가르면 전리, 전류로 쪼개면 전해, 전극에 걸리면 석출'.

    • 전기화학
21. 문항 21 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

    황산구리 용액에 5[A]의 전류로 30[g]의 구리를 석출시키려면 몇 시간 전기분해를 하여야 하는가? (단, 구리의 전기 화학 당량은 0.0003293[g/C]이다.)

    1. 2
    2. 3
    3. 4
    4. 5

    정답과 해설

    정답 4번

    전기분해 석출량은 패러데이 법칙 m=kIt이며, 시간은 t=m/(kI)로 구한다.

    풀이

    전기분해 시 석출량 공식은 $m = k I t$ ($k$: 전기화학당량, $I$: 전류, $t$: 시간[s])입니다.

    $t = \frac{m}{kI} = \frac{30}{0.0003293\times5} \approx 18220\text{s} \approx 5.06\text{시간}$이므로 약 5시간입니다.

    오답 소거: 단위(초↔시간) 변환을 빠뜨리면 오답이 나옵니다.

    암기팁: 패러데이 법칙 $m=kQ=kIt$를 기억하세요.

    처음이라면

    전기분해에서는 흘려보낸 전기량에 비례해 금속이 석출된다는 패러데이 법칙이 성립합니다. 석출량 공식은 m = k·I·t (k: 전기화학당량, I: 전류[A], t: 시간[s])입니다.

    시간을 구하려면 식을 t = m/(k·I)로 바꿉니다.

    대입: t = 30 ÷ (0.0003293 × 5) ≈ 18220초

    초를 시간으로 바꾸면 18220 ÷ 3600 ≈ 5.06시간 → 답은 ④입니다.

    가장 흔한 실수는 초 단위 계산 후 시간 환산(÷3600)을 빠뜨리는 것입니다. 2~3시간 같은 오답은 단위 변환 실수에서 나옵니다.

    이런 문제가 나오면 → m=kIt에서 t=m/(kI), 마지막에 반드시 ÷3600.

    한 걸음 더

    m = kIt → t = m/(kI) = 30/(0.0003293×5) ≈ 18220s ÷ 3600 ≈ 5.06h ≈ 5시간 → ④

    2~3시간 등 오답은 초→시간 환산을 빠뜨린 경우입니다.

    전기분해 문제는 m=kIt 대입 후 단위 환산이 승부처입니다.

    꿀팁: 'k 곱해서 초, 3600 나눠서 시간' — 값이 거칠면 가장 가까운 보기를 고르면 됩니다.

    • 전기분해
22. 문항 22 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

    10[A]의 방전전류로 6시간 방전하였다면 축전지의 방전용량은 몇[Ah]인가?

    1. 30
    2. 40
    3. 50
    4. 60

    정답과 해설

    정답 4번

    축전지 방전용량[Ah] = 방전전류[A] × 방전시간[h]이므로 10×6 = 60Ah이다.

    풀이

    정답은 ④ 60[Ah]입니다.

    축전지의 방전용량(전기량)은 방전전류 × 방전시간으로 계산합니다: $Q = I \times t = 10\text{A} \times 6\text{h} = 60\text{Ah}$. 암기팁: 전기량의 단위 [Ah](암페어시)는 전류와 시간의 곱이라는 정의를 그대로 적용하면 되는 기본 공식 문제입니다.

    처음이라면

    축전지의 용량은 '얼마나 많은 전기를 담아 둘 수 있는가'를 나타내는 값으로, 방전용량은 방전전류[A]와 방전시간[h]를 곱한 Ah(암페어시) 단위로 나타냅니다.

    수도물 탱크에 비유하면, 내보낸 물의 양(전류)과 내보낸 시간을 곱한 것이 총 사용량(용량)이라고 생각하면 쉽습니다.

    계산은 정의 그대로 C = I × t = 10[A] × 6[h] = 60[Ah]이므로 정답은 ④입니다.

    이런 문제가 나오면 → '용량[Ah] = 전류[A] × 시간[h]' 정의 공식을 그대로 곱하면 됩니다.

    한 걸음 더

    C = I × t = 10 × 6 = 60[Ah] → ④

    ①②③의 30·40·50은 전류나 시간을 다른 수로 잘못 곱한 함정 선지다.

    축전지 용량 문제는 Ah 단위의 정의(전류×시간)를 그대로 적용하는 1단계 계산 패턴이다.

    꿀팁: '암페어시(Ah) = 암페어 × 시간' — 단위 이름이 곧 공식이다.

23. 문항 23 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

    전기분해에 의해 전극에 석출된 물질의 양은 통과한 전기량과 그 물질의 전기 화학당량에 비례하는 것은?

    1. 주울의 법칙
    2. 앙페르의 법칙
    3. 패러데이의 법칙
    4. 렌츠의 법칙

    정답과 해설

    정답 3번

    전기분해 석출량은 w = kIt, 즉 전기량×전기화학당량에 비례 — 패러데이 법칙이다.

    풀이

    정답은 ③ 패러데이의 법칙입니다.

    패러데이의 전기분해 법칙에 따르면 전극에 석출되는 물질의 양은 통과한 전기량(전류×시간)에 비례하고, 그 물질의 화학당량에도 비례합니다: $w = kIt$ (k는 전기화학당량).

    오답 소거: 주울의 법칙은 저항에서의 발열량 공식($H=I^2Rt$), 앙페르의 법칙은 전류에 의한 자기장 발생 법칙, 렌츠의 법칙은 유도기전력의 방향(전자유도)에 관한 법칙이므로 전기분해와 무관합니다.

    암기팁: "패러데이=전기분해(화학당량)"로 짝지어 암기하세요.

    처음이라면

    전기 법칙은 '무엇에 관한 법칙인가'로 구분해서 외워야 합니다. 전기로 물질을 뽑아내는(석출시키는) 분야가 전기분해인데, 이것을 정리한 사람이 패러데이입니다.

    패러데이 전기분해 법칙: 전극에 석출되는 물질의 양 w는 통과한 전기량 It(전류×시간)과 그 물질의 전기화학당량 k에 비례합니다. 식으로는 w = kIt입니다.

    오답 정리: 주울의 법칙은 발열량(H = I²Rt)에 관한 것이고, 렌츠의 법칙은 유도전류(전자유도)의 방향에 관한 것이라 전기분해와 무관합니다. 나머지 보기도 같은 방식으로 소거하면 답이 하나로 좁혀집니다.

    이런 문제가 나오면 → '석출, 전기량, 화학당량' 키워드가 보이면 무조건 패러데이로 답하면 된다.

    한 걸음 더

    석출량 w = kIt(전기량과 전기화학당량에 비례)가 패러데이 전기분해 법칙

    주울=발열(I²Rt), 렌츠=유도 방향, 앙페르=전류의 자기장 작용으로 키워드 소거하면 하나로 좁혀진다.

    '~에 비례한다' 문장 속에 석출·전기량·화학당량이 있으면 법칙명을 묻는 단골 유형이다.

    꿀팁: "패러데이=전기분해" 한 쌍으로 짝지어 외운다.

    • 패러데이의 법칙
    • 화학당량
    • 전기분해
24. 문항 24 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

    납축전지의 양극재료는?

    1. $2H_2SO_4$
    2. $Pb$
    3. $PbSO_4$
    4. $PbO_2$

    정답과 해설

    정답 4번

    납축전지의 양극 활성 물질은 방전 때 황산과 반응해 황산납이 되는 이산화납이다.

    풀이

    납축전지의 양극 활성 물질은 방전 때 황산과 반응해 황산납이 되는 이산화납이다.

    풀이

    묽은 황산 속에 이산화납 극판과 납 극판을 격리해 넣으면 약 $2\,\mathrm{V}$의 전압이 생긴다.

    이때 이산화납 $PbO_2$ 쪽이 양극이고 납 $Pb$ 쪽이 음극이다. 방전하면 양극의 이산화납이 전해액의 황산과 반응해 황산납이 된다. 충전하면 양극의 황산납이 다시 이산화납으로 돌아온다.

    나머지 보기

    · $2H_2SO_4$ — 전해액을 이루는 황산이며 극판 재료가 아니다.

    · $Pb$ — 음극 활성 물질인 납이다.

    · $PbSO_4$ — 방전할 때 양극과 음극에 생기는 생성물이다.

    헷갈리는 점

    황산납은 방전 뒤 양극과 음극 모두에 생기므로 양극 재료로 착각하기 쉽다. 충전 상태의 양극은 이산화납이고, 방전으로 황산납이 된다.

    한 걸음 더

    납축전지의 양극 활성 물질은 방전 때 황산과 반응해 황산납이 되는 이산화납이다.

    납축전지: 양극 $PbO_2$, 음극 $Pb$, 전해액 묽은 $H_2SO_4$, 셀 전압 약 $2\,\mathrm{V}$

    황산납은 방전 뒤 양극과 음극 모두에 생기므로 양극 재료로 착각하기 쉽다.

25. 문항 25 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

    전기 분해에서 패러데이의 법칙은 어느 것이 적합한가?(단, Q[C]=통과한 전기량, K=물질의 전기화학당량, W[g]=석출된 물질의 양, t=통과 시간, I=전류, E[V]=전압을 각각 나타낸다)

    1. $W=K\frac{Q}{E}$
    2. $W=\frac{1}{R}Q=\frac{1}{R}$
    3. $W=KQ=KIt$
    4. $W=KEt$

    정답과 해설

    정답 3번

    석출된 물질의 양은 통과한 전기량에 비례하므로 $W=KQ=KIt$ 꼴이 된다.

    풀이

    석출된 물질의 양은 통과한 전기량에 비례하므로 $W=KQ=KIt$ 꼴이 된다.

    풀이

    전극에 석출되는 물질의 양은 전해조를 흐른 전기량에 비례한다.

    비례상수 $K$는 전기화학당량으로, 전기량 1$\,\mathrm{C}$이 석출시키는 물질의 질량이다. 전기량은 전류와 시간의 곱 $Q=It$이므로 석출량은 $W=KQ=KIt$로 쓴다. 전압 $E$나 저항은 이 식에 들어가지 않는다.

    나머지 보기

    · $W=K\frac{Q}{E}$ — 전기량을 전압으로 나누는 관계는 법칙에 없다.

    · $W=\frac{1}{R}Q=\frac{1}{R}$ — 저항 항이 들어가고 등식 자체가 성립하지 않는다.

    · $W=KEt$ — 전류 대신 전압을 곱해 전기량이 되지 못한다.

    헷갈리는 점

    전압은 전해가 일어나게 하는 조건일 뿐이고, 석출량은 전류와 시간의 곱인 전기량으로 정해진다.

    한 걸음 더

    석출된 물질의 양은 통과한 전기량에 비례하므로 $W=KQ=KIt$ 꼴이 된다.

    $W=KQ=KIt$ (석출량 = 전기화학당량 × 전기량)

    전압은 전해가 일어나게 하는 조건일 뿐이고, 석출량은 전류와 시간의 곱인 전기량으로 정해진다.

26. 문항 26 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

    기전력이 1.2V, 용량 20Ah 전지를 직렬로 5개 연결했을 때 기전력이 6V라면, 이때 전지의 용량은 몇 Ah인가?

    1. 30
    2. 20
    3. 100
    4. 50

    정답과 해설

    정답 2번

    직렬로 이어도 용량은 그대로라 전지 한 개의 용량인 20Ah이다.

    풀이

    직렬로 이어도 용량은 그대로라 전지 한 개의 용량인 20Ah이다.

    풀이

    $E=nE_0,\quad C=C_0$

    직렬에서는 같은 전류가 모든 전지를 지나므로 꺼낼 수 있는 전기량이 전지 한 개와 같다.

    $E=5\times1.2=6\,\mathrm{V}$

    기전력이 주어진 6V와 맞으므로 5개 직렬이 확인된다.

    $C=C_0=20\,\mathrm{Ah}$

    나머지 보기

    · 100Ah — 용량에 개수 5를 곱한 값이다. 병렬 접속의 용량이다.

    · 30Ah, 50Ah — 위 계산으로는 나오지 않는 값이다.

    헷갈리는 점

    직렬은 전압이 개수만큼 커지고 용량은 그대로이다. 병렬은 용량이 개수만큼 커지고 전압은 그대로이다.

    한 걸음 더

    직렬로 이어도 용량은 그대로라 전지 한 개의 용량인 20Ah이다.

    직렬 접속: $E=nE_0$, $C=C_0$ / 병렬 접속: $E=E_0$, $C=nC_0$

    직렬은 전압이 개수만큼 커지고 용량은 그대로이다.

27. 문항 27 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

    납축전지가 충전될 때 양극은 무엇이 되는가?

    1. $PbO_2$
    2. $PbO$
    3. $Cu$
    4. $Zn$

    정답과 해설

    정답 1번

    충전하면 양극의 황산납이 이산화납($PbO_2$)으로 되돌아가므로 양극은 이산화납이 된다.

    풀이

    충전하면 양극의 황산납이 이산화납($PbO_2$)으로 되돌아가므로 양극은 이산화납이 된다.

    풀이

    납축전지는 충전할 때 방전의 역반응이 일어나 극판의 활성 물질이 원래 상태로 복귀한다.

    방전하면 양극의 이산화납과 음극의 납이 전해액의 황산과 반응해 모두 황산납이 된다. 충전하면 양극의 황산납은 이산화납으로, 음극의 황산납은 납으로 돌아간다. 이때 방전으로 낮아졌던 전해액 비중도 원래 값으로 회복된다.

    나머지 보기

    · $PbO$ — 충전 때 양극에 생기는 물질은 이산화납이다.

    · $Cu$ — 납축전지의 극판 활성 물질이 아니다.

    · $Zn$ — 납축전지의 극판 활성 물질이 아니다.

    헷갈리는 점

    방전이 끝난 뒤에는 양극과 음극이 모두 황산납이다. 충전하면 양극은 이산화납으로, 음극은 납으로 갈라져 되돌아간다.

    한 걸음 더

    충전하면 양극의 황산납이 이산화납($PbO_2$)으로 되돌아가므로 양극은 이산화납이 된다.

    충전: 양극 $PbSO_4 \rightarrow PbO_2$, 음극 $PbSO_4 \rightarrow Pb$ (전해액 비중 회복)

    방전이 끝난 뒤에는 양극과 음극이 모두 황산납이다.

28. 문항 28 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

    납축전지의 전해액으로 사용하는 묽은 황산의 비중은 어느 정도이어야 하는가?

    1. 0.7 ~ 0.8
    2. 0.9 ~ 1.0
    3. 1.2 ~ 1.3
    4. 2.2 ~ 2.3

    정답과 해설

    정답 3번

    납축전지 전해액인 묽은 황산의 비중은 충전된 상태에서 1.2~1.3 정도이다.

    풀이

    납축전지 전해액인 묽은 황산의 비중은 충전된 상태에서 1.2~1.3 정도이다.

    풀이

    납축전지는 묽은 황산을 전해액으로 쓰며, 충전과 방전에 따라 비중이 변한다.

    방전하면 황산이 소비되어 비중이 내려가고, 충전하면 원래대로 돌아온다.

    충전된 상태의 전해액 비중은 1.2~1.3 구간이다. 이 문제의 1.2~1.3이 그 구간에 해당한다.

    나머지 보기

    · 0.7 ~ 0.8 — 물(비중 1)보다 가벼워 황산 용액이 될 수 없다.

    · 0.9 ~ 1.0 — 황산이 섞이면 비중이 1보다 커지므로 맞지 않다.

    · 2.2 ~ 2.3 — 묽은 황산이 가질 수 없는 지나치게 큰 값이다.

    헷갈리는 점

    방전이 진행되면 비중이 이 구간 아래로 내려간다. 구간 값은 충전된 상태를 기준으로 외운다.

    한 걸음 더

    납축전지 전해액인 묽은 황산의 비중은 충전된 상태에서 1.2~1.3 정도이다.

    납축전지 전해액(묽은 황산) 비중 1.2~1.3, 방전 시 저하·충전 시 회복

    방전이 진행되면 비중이 이 구간 아래로 내려간다.

29. 문항 29 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

    다음 중 1차 전지가 아닌 것은?

    1. 망간 건전지
    2. 공기 전지
    3. 알칼리 축전지
    4. 수은 전지

    정답과 해설

    정답 3번

    알칼리 축전지는 충전해 다시 쓰는 2차 전지이므로 1차 전지가 아닌 것이다.

    풀이

    알칼리 축전지는 충전해 다시 쓰는 2차 전지이므로 1차 전지가 아닌 것이다.

    풀이

    전지는 충전 후 재사용이 되는지로 1차와 2차로 나뉜다. 한 번 쓰면 충전해서 다시 쓸 수 없는 것이 1차 전지, 충전해서 재사용할 수 있는 것이 2차 전지이다.

    알칼리 축전지는 니켈 카드뮴, 니켈 수소, 니켈 철, 니켈 아연 계열로 분류되는 2차 전지이다. 니켈 카드뮴 계열은 충전하면 방전할 때와 반대 방향의 화학 반응이 일어나 처음 상태로 돌아온다. 그래서 충전과 방전을 반복해서 쓴다.

    따라서 1차 전지가 아닌 것을 고르는 문제에서는 알칼리 축전지가 답이다.

    나머지 보기

    · 망간 건전지 — 충전 재사용이 안 되는 1차 전지에 속한다.

    · 공기 전지 — 1차 전지 분류에 들어 있는 전지이다.

    · 수은 전지 — 마찬가지로 1차 전지의 한 종류이다.

    헷갈리는 점

    전지 이름의 끝말만 보고 가르면 틀리는 경우가 있다. 충전해서 재사용하는지, 그리고 1차·2차 분류표에서 어디에 속하는지로 확인한다.

    한 걸음 더

    알칼리 축전지는 충전해 다시 쓰는 2차 전지이므로 1차 전지가 아닌 것이다.

    1차 전지: 충전 재사용 불가(망간·수은·공기 전지 등) / 2차 전지: 충전 재사용 가능(납축전지, 알칼리 축전지)

    전지 이름의 끝말만 보고 가르면 틀리는 경우가 있다.

30. 문항 30 전기이론 · 전류의 열작용과 화학작용

    충전 상태(완전 충전)의 납축전지 양극에 있는 것은?

    1. $2H_2SO_4$
    2. $Pb$
    3. $PbSO_4$
    4. $PbO_2$

    정답과 해설

    정답 4번

    충전이 끝난 납축전지의 양극판은 과산화납($PbO_2$)으로 되어 있다.

    풀이

    충전이 끝난 납축전지의 양극판은 과산화납($PbO_2$)으로 되어 있다.

    풀이

    납축전지는 충전되면 양극이 과산화납, 음극이 해면상 납, 전해액이 진한 황산이 되고, 방전되면 두 극이 모두 황산납으로 바뀐다.

    방전 반응은 다음과 같다.

    $PbO_2 + Pb + 2H_2SO_4 \rightarrow 2PbSO_4 + 2H_2O$

    충전은 이 반응의 역방향이다. 양극의 황산납이 과산화납으로, 음극의 황산납이 납으로 되돌아간다. 완전 충전 상태에서 양극에 남아 있는 물질은 과산화납이다.

    나머지 보기

    · $2H_2SO_4$ — 극판이 아니라 전해액을 이루는 물질이다.

    · $Pb$ — 완전 충전 상태에서 음극판에 있는 물질이다.

    · $PbSO_4$ — 방전된 상태에서 양극과 음극에 생기는 물질이다.

    헷갈리는 점

    황산납은 방전 때 두 극에 똑같이 생기는 물질이다. 충전이 끝나면 양극은 과산화납, 음극은 납으로 서로 달라진다.

    한 걸음 더

    충전이 끝난 납축전지의 양극판은 과산화납($PbO_2$)으로 되어 있다.

    완전 충전: 양극 $PbO_2$, 음극 $Pb$, 전해액 $H_2SO_4$ / 방전: 양극·음극 모두 $PbSO_4$

    황산납은 방전 때 두 극에 똑같이 생기는 물질이다.

나머지 2문항은 모의고사에서 풀 수 있다.