정답: $5$
ㄱ. FeCl3는 Fe3+와 Cl−로, NaOH는 Na+와 OH−로 이루어져 있다.
Na+는 수용성이며 예외는 없으므로 침전물을 형성하지 않는다.
Cl−는 일반적으로 수용성이며 예외로 Ag+, Hg22+, Pb2+와 침전물을 형성하지만,
해당 이온이 존재하지 않으므로 침전물을 형성하지 않는다.
OH−는 일반적으로 비수용성이며 예외로 NH4+, Ca2+, Sr2+, Ba2+와는 침전물을 형성하지 않지만,
해당 이온이 존재하지 않으므로 ㉠의 화학식은 Fe(OH)3(s)이다.
반응물은 FeCl3(aq), NaOH(aq) 생성물은 Fe(OH)3(s), NaCl(aq)이므로 반응식을 세우면 아래와 같다.
aFeCl3(aq)+bNaOH(aq)→cFe(OH)3(s)+dNaCl(aq)
반응 전후 각 원소의 원자 개수는 같음을 이용하여 식을 세운다.
Fe의 개수 맞추기: a=c
Cl의 개수 맞추기: 3a=d
O, H의 개수 맞추기: b=3c
이를 연립하여 b, c, d를 a로 나타내면 b=3a, c=a, d=3a이므로
가장 간단한 정수비는 a:b:c:d=1:3:1:3이다.
앞서 구한 내용을 바탕으로 반응식을 완성하면 아래와 같다.
FeCl3(aq)+3NaOH(aq)→Fe(OH)3(s)+3NaCl(aq)
그러므로 ㉠이 생성되는 분자 반응식은 FeCl3(aq)+3NaOH(aq)→Fe(OH)3(s)+3NaCl(aq)이다. (O)
ㄴ. FeCl3(수용성 이온 결합 화합물), NaCl, NaOH는 물에서 강전해질이므로
FeCl3(aq)는 Fe3+(aq)+3Cl−(aq)로,
NaOH(aq)는 Na+(aq)+OH−(aq)로,
NaCl(aq)는 Na+(aq)+Cl−(aq)로 해리된다.
따라서 이온 반응식은 아래와 같다.
Fe3+(aq)+3Cl−(aq)+3Na+(aq)+3OH−(aq)→Fe(OH)3(s)+3Na+(aq)+3Cl−(aq)
여기서 Cl−와 Na+는 반응에 참여하지 않아 이온 반응식에서 반응물과 생성물에 모두 존재하는 구경꾼 이온이다. (O)
ㄷ. 이온 반응식에서 구경꾼 이온을 제외한 반응식이 알짜 이온 반응식이므로
알짜 이온 반응식은 Fe3+(aq)+3OH−(aq)→Fe(OH)3(s)이다. (O)
따라서 답은 5번이다.