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화학 · 고1-고2

산화-환원과 금속 반응성 서열

Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu

다양한 금속과 금속 이온 수용액의 반응을 시뮬레이션하여 산화-환원 반응의 원리와 금속의 반응성 서열을 탐구합니다.

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학습 목표

  1. 산화와 환원의 정의(전자 이동)를 이해한다
  2. 금속의 반응성 서열을 실험적으로 결정한다
  3. 이온화 경향과 반응 여부의 관계를 설명할 수 있다
  4. 반쪽 반응식과 전체 반응식을 작성한다

실험 변인

독립변인금속 종류 (0–5)
독립변인수용액 종류 (0–5)
종속변인반응 여부 (0–1)

사전학습 자료

산화-환원 반응

산화: 전자를 잃는 반응 (산화수 증가) 환원: 전자를 얻는 반응 (산화수 감소)

예: Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu Zn은 산화(전자 잃음), Cu²⁺은 환원(전자 얻음)

금속의 반응성 서열

이온화 경향이 큰 금속일수록 전자를 잘 잃어 산화되기 쉽습니다.

K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Ni > Sn > Pb > (H) > Cu > Hg > Ag > Pt > Au

반응성이 큰 금속은 작은 금속의 이온을 환원시킵니다.

실험 절차

  1. 시뮬레이터에서 금속(Zn, Fe, Cu, Ag 등)을 선택한다
  2. 금속 이온 수용액(ZnSO₄, CuSO₄ 등)을 선택한다
  3. 반응 여부를 관찰하고 색 변화, 석출물을 확인한다
  4. 반응성 서열을 정리하고 산화-환원 반응식을 작성한다

시뮬레이터 체험

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학습 확인 문제

Q1 아연(Zn)을 황산구리(CuSO₄) 수용액에 넣으면?

정답: Zn이 녹고 Cu가 석출

Zn이 Cu보다 반응성이 크므로 Zn → Zn²⁺(산화), Cu²⁺ → Cu(환원)

Q2 구리(Cu)를 황산아연(ZnSO₄) 수용액에 넣으면?

정답: 반응 없음

Cu는 Zn보다 반응성이 작으므로 Zn²⁺을 환원시키지 못합니다.

Q3 산화-환원 반응에서 전자를 잃는 쪽은?

정답: 산화되는 쪽

산화 = 전자를 잃는 것. 환원 = 전자를 얻는 것.

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