[위험물산업기사 필기] 20년 1회차 시험지 PDF 다운로드

가열된 구리줄 표면에 생성된 산화구리(CuO)가 촉매로 작용하여 $\text{CH}_3\text{OH}$(메탄올)를 산화시키면 자극성 냄새를 가진 포름알데히드(HCHO)가 생성된다. 이는 구리 촉매를 이용한 메탄올의 산화 반응($2\text{CH}_3\text{OH} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{HCHO} + 2\text{H}_2\text{O}$)의 전형적인 예이며, 따라서 정답은 ① 포름알데히드이다.

평형상수는 $K = \dfrac{[C]^2}{[A][B]^3}$로 정의되며, 평형에서 $A=1$몰, $B=2$몰, $C=4$몰이므로 $K = \dfrac{4^2}{1 \times 2^3} = \dfrac{16}{8} = 2$이다. 따라서 정답은 ② $2$이다.

제시된 법칙은 기체의 확산(유출)속도가 분자량의 제곱근에 반비례한다는 그레이엄의 법칙이다. 이 법칙은 서로 다른 기체의 확산속도 비를 측정하여 분자량을 모르는 기체의 분자량을 역산하는 데 활용할 수 있으므로, 정답은 ③ 미지의 기체 분자량을 측정에 이용할 수 있는 법칙이다이다. 보일-샤를의 법칙이나 기체상태방정식과는 별개의 개념이므로 ①·②·④는 해당하지 않는다.

방사선 중 $\gamma$-선은 전자기파로서 파장이 가장 짧고 에너지가 가장 높아 $\alpha$-선, $\beta$-선, $X$-선보다 투과력이 가장 강하다. 따라서 정답은 ① $\gamma$-선이다.

$98\%$ $\text{H}_2\text{SO}_4$ 50g 중 $\text{H}_2\text{SO}_4$의 질량은 $50 \times 0.98 = 49\text{g}$이고, 분자량이 98이므로 몰수는 $49/98 = 0.5$몰이다. $\text{H}_2\text{SO}_4$ 1분자당 산소 원자가 4개이므로 산소 원자의 몰수는 $0.5 \times 4 = 2$몰이고, 아보가드로수를 곱하면 $2 \times 6.02\times10^{23} = 1.2\times10^{24}$개이다. 따라서 정답은 ① $1.2\times10^{24}$개이다.

$N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3$ + 22.1kcal 반응은 발열반응이면서 반응물 4몰이 생성물 2몰로 줄어드는 반응이다. 르샤틀리에의 원리에 따라 온도를 낮추면 발열 방향인 정반응이 우세해지고, 압력을 높이면 몰수가 감소하는 정반응 쪽으로 평형이 이동하여 암모니아 생성률이 높아진다. 따라서 정답은 ① 온도는 낮추고, 압력은 높인다이다.

그래프에서 이 물질의 용해도는 $80℃$에서 물 100g당 100g, $0℃$에서 물 100g당 20g이다. $80℃$ 포화용액의 질량을 $M$이라 하면 용질과 물이 1:1 비율이므로 물의 양은 $M/2$이고, $0℃$로 냉각해도 물의 양은 변하지 않으므로 남아있는 용질은 $(M/2)\times(20/100)=0.1M$이다. 석출된 용질은 $M/2 - 0.1M = 0.4M = 20\text{g}$이므로 $M=50\text{g}$이다. 따라서 정답은 ④ 50g이다.

물의 전기분해에서 수소는 음극에서 $2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 + 2OH^-$ 반응으로 생성되므로 전자 $2$몰($2$패러데이)당 $H_2$ $1$몰이 생성된다. $1$패러데이의 전기량으로는 $H_2$ $0.5$몰이 생성되고, $0℃, 1$기압(표준상태)에서 기체 1몰의 부피는 $22.4\text{L}$이므로 $0.5 \times 22.4 = 11.2\text{L}$이다. 따라서 정답은 ② $11.2L$이다.

어는점 내림은 $\Delta T_f = K_f \times m$(몰랄농도)로 구한다. A 물질의 몰수는 $2.9/58=0.05$몰이고 물의 질량은 $0.2\text{kg}$이므로 몰랄농도는 $m=0.05/0.2=0.25\text{mol/kg}$이다. 따라서 $\Delta T_f = 1.86 \times 0.25 = 0.465℃$이고, 어는점은 $0-0.465=-0.465℃$가 된다. 따라서 정답은 ④ $-0.465℃$이다.

$C_6H_5NH_2$(아닐린)는 벤젠고리에 아미노기($-NH_2$)가 결합된 방향족 아민으로, 질소 원자의 비공유 전자쌍이 양성자를 받아들일 수 있어 염기성을 나타낸다. 반면 $C_6H_5COOH$(안식향산)와 $C_6H_5OH$(페놀)은 산성이고, $C_6H_5NO_2$(니트로벤젠)은 중성에 가깝다. 따라서 정답은 ③ $C_6H_5NH_2$이다.

전지의 표준 전위는 $E^\circ_{cell} = E^\circ_{cathode} - E^\circ_{anode}$로 구하며, 표준환원전위가 더 큰 쪽이 환원(캐소드), 더 작은 쪽이 산화(아노드)가 된다.
여기서 $Cu^{2+}/Cu$의 $E^\circ = +0.34$[V]가 더 크므로 구리가 캐소드(환원), $Ni^{2+}/Ni$이 아노드(산화)가 된다.
따라서 $E^\circ_{cell} = 0.34 - (-0.23) = +0.57$[V]이므로 정답은 ② +0.57 [V]이다.

약산의 수소이온농도는 $[H^+] = C \times \alpha$로 구한다.
대입하면 $[H^+] = 0.01 \times 0.01 = 10^{-4}$[mol/L]이므로 $pH = -\log(10^{-4}) = 4$이다.
따라서 정답은 ④ 4이다.

액체나 기체 속의 미소 입자가 매질 분자와의 불규칙한 충돌로 인해 끊임없이 무질서하게 움직이는 현상을 브라운 운동이라 한다.
틴들 현상은 콜로이드 입자가 빛을 산란시켜 빛의 진행 경로가 보이는 현상으로 브라운 운동과 다르다.
따라서 정답은 ② 브라운 운동이다.

$ns^2np^5$ 전자배치는 최외각에 전자 7개가 채워진 할로겐족(17족)의 특징적인 전자구조이다.
$Cl$(17번), $F$(9번), $I$(53번)는 모두 할로겐족이므로 이 전자배치를 가진다.
반면 $Se$(34번)는 산소족(16족)에 속해 $ns^2np^4$ 전자배치를 가지므로 $ns^2np^5$ 구조를 가지지 않는다. 따라서 정답은 ④ Se이다.

$pH = -\log[H^+]$이므로 pH 2인 용액의 $[H^+] = 10^{-2}$, pH 4인 용액의 $[H^+] = 10^{-4}$이다.
두 농도의 비는 $\dfrac{10^{-2}}{10^{-4}} = 10^{2} = 100$이므로 pH 2인 용액의 수소이온농도가 100배 더 크다.
따라서 정답은 ③ 100배이다.

반응 $MnO_2 + 4HCl \rightarrow MnCl_2 + 2H_2O + Cl_2$에서 $Mn$의 산화수는 $+4 \rightarrow +2$로 감소(환원)하므로 $MnO_2$가 산화제이다.
반면 $HCl$ 중 일부의 $Cl$은 $-1 \rightarrow 0$으로 산화수가 증가하여 $Cl_2$로 산화되므로, 전자를 내어준 $HCl$이 환원제로 작용한다.
따라서 정답은 ④ HCl이다.

중성원자는 양성자수와 전자수가 같아 전하가 0인 상태이다.
이 상태에서 전자를 잃으면 (+)전하가 (-)전하보다 많아져 양이온이 된다.
따라서 정답은 ① 전자이다.

2차 알코올을 산화시키면 케톤이 생성되며, 케톤은 카르보닐기의 탄소에 수소가 결합되어 있지 않아 알데하이드와 달리 환원성이 없다.
보기 중 $CH_3COCH_3$(아세톤)이 2차 알코올인 이소프로필알코올의 산화로 얻어지는 케톤이다.
따라서 정답은 ② $CH_3COCH_3$이다.

에탄올과 진한 황산을 $130~140^\circ C$로 가열하면 두 분자의 알코올 사이에서 물 분자가 빠져나오며 디에틸에테르가 생성된다.
이처럼 두 분자가 결합하면서 작은 분자(물)가 빠져나오는 반응을 축합 반응이라 한다.
따라서 정답은 ② 축합 반응이다.

알칼리금속은 같은 족에서 원자번호가 커질수록 원자반지름이 크고 이온화에너지가 작아져 전자를 잃기 쉬우므로 반응성이 커진다.
따라서 주기율표상 아래로 갈수록(원자번호가 클수록) 반응성이 커져 $Cs > Rb > K > Na > Li$ 순이 된다.
따라서 정답은 ③ $Cs > Rb > K > Na > Li$이다.

물의 몰수는 $n=\dfrac{36\text{g}}{18\text{g/mol}}=2\text{mol}$이며, 이상기체 상태방정식 $PV=nRT$에서 $V=\dfrac{nRT}{P}=\dfrac{2\times0.082\times373}{1}\approx61.2\text{L}$이다. 따라서 생성된 수증기의 부피는 약 61.2L이므로 ③ 61.2가 정답이다.

위험물안전관리법령상 분말소화설비의 가압용 또는 축압용 가스는 질소 또는 이산화탄소를 사용하도록 규정되어 있으며, 이는 소화약제를 산화시키지 않고 안정적으로 방출시키기 위함이다. 따라서 ③ 질소 또는 이산화탄소가 정답이다.

산소공급원을 차단하여 소화하는 것은 가연물 주위의 산소 농도를 낮추는 질식효과이지 제거효과가 아니므로, ③ '산소공급원 차단에 의한 소화는 제거효과이다'라는 설명이 옳지 않다. 촛불을 불어 끄는 것은 가연성 증기를 날려버리는 제거효과, 물에 의한 소화는 냉각효과, 온도를 떨어뜨리는 것도 냉각효과로 나머지 보기는 모두 옳은 설명이다.

위험물안전관리법령상 옥내소화전설비의 가압송수장치(펌프방식) 전양정은 $H=h_1+h_2+h_3+35\text{m}$로 규정되어 있으며, 여기서 35m는 노즐선단의 방수압력 환산수두에 해당한다. 따라서 ① $H=h_1+h_2+h_3+35m$가 정답이다.

이산화탄소는 무색·무취의 기체로 공기보다 약 1.52배 무겁고 냉각·압축에 의해 액화될 수 있으나, 전기적으로 부도체이므로 C급(전기)화재에 적응성이 있다. 따라서 '전기의 전도성이 있다'는 ③이 틀린 설명이다.

내알코올포는 수용성 위험물의 화재에 사용하는 포 소화약제로서, 아세트알데히드·에탄올·아세톤과 같은 수용성 인화성 액체에는 적응성이 있다. 그러나 ① 알킬리튬은 물과 격렬히 반응하여 가연성 가스를 발생시키는 금수성 물질(제3류 위험물)이므로 수분을 포함한 포 자체를 사용할 수 없다. 따라서 ① 알킬리튬이 정답이다.

스프링클러설비는 제4류 위험물에 대해 원칙적으로 적응성이 없으나, 살수밀도가 일정 기준 이상인 경우에는 예외적으로 적응성이 인정된다. 따라서 '살수밀도와 무관하게 제4류 위험물에는 적응성이 없다'는 ②의 설명이 옳지 않으며, 나머지 보기(초기화재 효과, 제5류 적응성, 알칼리금속과산화물 비적응성)는 모두 옳은 설명이다.

위험물안전관리법령상 옥내소화전설비의 수원의 양은 옥내소화전이 가장 많이 설치된 층의 설치개수(최대 5개)에 $7.8\text{m}^3$를 곱한 값 이상으로 하여야 한다. 이 문제는 2층에 설치된 6개 중 최대 산정개수인 5개를 적용하여 $5\times7.8\text{m}^3=39\text{m}^3=39{,}000\text{L}$로 계산하며, 문제에 명시된 대로 개정전 기준의 기존 정답인 ② 39000이 정답 처리된다.

증발연소는 고체 가연물이 열분해 없이 그 자체가 액화·기화하여 연소하는 형태로, 나프탈렌·황·파라핀·왁스 등이 대표적이다. 니트로셀룰로오스는 자기연소, 나무와 숯은 각각 분해연소·표면연소를 하므로, 고체로서 증발연소를 하는 것은 ① 나프탈렌이다.

위험물안전관리법령상 아세트알데히드등 또는 디에틸에테르등을 저장하는 이동저장탱크 중 보냉장치가 있는 경우에는 당해 위험물의 비점 이하로 온도를 유지하여야 하고, 보냉장치가 없는 경우에는 40℃ 이하로 유지하여야 한다. 따라서 ① 비점이 정답이다.

Halon 1301($CF_3Br$)은 기체 비중이 공기보다 무겁고(분자량 148.9), 액체 비중도 물보다 크며, 비점이 $-57.75℃$로 상온보다 훨씬 낮아 상온에서 기체 상태로 존재한다. 그러나 임계온도가 약 $67℃$로 100℃는 임계온도를 초과하는 온도이므로, 임계온도 이상에서는 아무리 압력을 가해도 액화시킬 수 없다. 따라서 ④ "100℃에서도 압력을 가해 액화시켜 저장할 수 있다"는 설명이 틀린 것이다.

다량의 주수(물)에 의한 냉각소화는 목재·종이·섬유 등 일반가연물이 타는 A급화재에 가장 효과적이다. B급(유류)화재는 주수 시 연소면이 확대될 위험이 있고, C급(전기)화재는 감전 위험이 있으며, D급(금속)화재는 물과 반응하여 폭발·수소 발생 위험이 있어 주수소화가 부적합하다. 따라서 정답은 ② A급화재이다.

위험물안전관리법령상 소화난이도등급 Ⅰ의 옥외탱크저장소 중 지중탱크·해상탱크 외의 것으로서 인화점 $70℃$ 이상인 제4류 위험물만을 저장·취급하는 경우에는 물분무소화설비 또는 고정식 포소화설비를 설치하도록 규정되어 있다. 제시된 보기 중 이에 해당하는 것은 ③ 물분무소화설비이므로 정답은 ③이다.

기화열은 액체가 기체로 상태변화할 때 주위의 열을 흡수하는 흡열 현상으로, 오히려 주변 온도를 낮추는 작용을 하므로 점화원이 될 수 없다. 반면 정전기불꽃·마찰열·산화열은 모두 발열을 통해 가연물을 발화시킬 수 있는 점화원이다. 따라서 정답은 ④ 기화열이다.

프로판의 완전연소 반응식은 $C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O$이므로 프로판 $1m^3$당 이론 산소량은 $5m^3$이다. 프로판 $2m^3$이 완전연소하려면 필요 산소량은 $2 \times 5 = 10m^3$이고, 공기 중 산소농도가 $21vol\%$이므로 이론 공기량은 $\dfrac{10}{0.21} = 47.62m^3$이다. 따라서 정답은 ④ $47.62$이다.

제3종분말(제1인산암모늄, $NH_4H_2PO_4$)은 열분해되어 암모니아($NH_3$), 물과 함께 메타인산($HPO_3$)을 생성한다. 이 메타인산이 가연물 표면을 덮는 부착성 유리질 피막을 형성하여 공기(산소) 공급을 차단하는 질식·방진 효과를 낸다. 따라서 정답은 ③ $HPO_3$이다.

과산화나트륨($Na_2O_2$)은 아세트산(초산)과 $Na_2O_2 + 2CH_3COOH \rightarrow 2CH_3COONa + H_2O_2$와 같이 반응하여 제6류 위험물인 과산화수소($H_2O_2$)를 생성한다. 참고로 물과 반응할 때는 과산화수소가 아닌 수산화나트륨과 산소를 발생시키는 것과 구분해야 한다. 따라서 정답은 ④ 아세트산이다.

칼슘과 같이 반응성이 큰 금속은 묽은 질산과 반응할 때에도 일반적인 금속-산 반응처럼 $Ca + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + H_2\uparrow$와 같이 수소기체를 발생시킨다. 따라서 정답은 ④ 수소이다.

과산화수소는 분해 시 산소가 발생하여 용기 내압이 상승하므로, 저장용기는 완전히 밀전·밀봉하지 않고 작은 구멍이 뚫린 마개(통기공)를 사용해 발생 산소를 방출시켜야 한다. 완전 밀봉하면 오히려 내압 상승으로 용기가 파열될 위험이 있으므로 화재예방 방법으로 틀린 것은 ① "완전히 밀전ㆍ밀봉하여 외부 공기와 차단한다"이다.

분말소화기는 약제 분해 시 발생하는 불연성 가스가 가연물을 덮어 산소 공급을 차단하는 질식소화가 주된 소화효과이다. 할로겐화합물소화기는 부촉매(억제)소화, 포소화기는 질식·냉각소화, 탄산가스($CO_2$)소화기는 질식소화가 주된 효과이므로 나머지 짝은 옳지 않다. 따라서 정답은 ① 분말 소화기 - 질식소화이다.

적린은 제2류 위험물(가연성고체)로 화학적으로 비교적 안정하지만, 산화제와 혼합되면 마찰·충격에 의해 발화할 위험이 커지므로 ① "산화제와 혼합한 경우 마찰·충격에 의해서 발화한다"가 옳다.
염소산칼륨과 같은 제1류 위험물(산화성고체)과 함께 두면 오히려 혼재·혼합 금지 대상이 되어 위험이 증가하고, 공기 중 자연발화는 적린이 아닌 황린(백린)의 특성이며, 적린은 물에 녹지 않고 상온에서 물과 반응하지 않는다.

옥내탱크저장소는 위험물안전관리법 시행규칙에 따라 탱크의 점검·보수에 지장이 없는 경우를 제외하고 탱크와 탱크전용실의 벽 사이 및 탱크 상호간에 0.5m 이상의 간격을 유지하여야 하므로 정답은 ③ $0.5m$이다.

주유취급소의 고정주유설비는 그 중심선을 기점으로 하여 도로경계선까지 4m 이상, 부지경계선·담 및 건축물의 벽까지는 2m(개구부가 없는 벽까지는 1m) 이상의 거리를 유지하여야 하므로 정답은 ② $4$이다.

인화칼슘($Ca_3P_2$)은 물과 격렬히 반응하여 수산화칼슘과 함께 $PH_3$(포스핀) 가스를 발생시키는데, 이 포스핀은 맹독성이면서 가연성(자연발화성)인 가스이므로 "불연성의 포스핀가스를 발생한다"는 설명은 사실과 다르다. 따라서 틀린 설명은 ② "연소하여 불연성의 포스핀가스를 발생한다"이다.

칼륨과 나트륨은 모두 제3류 위험물(자연발화성 및 금수성물질)로 지정수량이 10kg이며, 물보다 비중이 작고 은백색 광택의 무른 금속으로 수분과 반응해 수소를 발생시키는 공통점이 있다. 그러나 지정수량은 50kg이 아니라 10kg이므로 공통 성질이 아닌 것은 ② "지정수량이 50kg이다"이다.

염소산칼륨($KClO_3$)은 염소산염류로서 제1류 위험물(산화성고체)에 해당하므로 정답은 ③ 염소산칼륨이다. 수산화칼륨과 요오드화칼륨은 위험물에 해당하지 않고, 수소화칼륨은 금속의 수소화물로 제3류 위험물이다.

질산칼륨($KNO_3$)은 제1류 위험물(질산염류)로 조해성이 있으며, 유황·목탄과 함께 흑색화약의 3대 원료로 사용되므로 정답은 ② 질산칼륨이다.

짚·헝겊 등에 스며든 동식물유류는 공기 중 산소와 반응하는 산화열이 축적되어 자연발화를 일으킬 수 있는데, 이 위험성은 요오드값이 클수록(불포화도가 높은 건성유일수록) 커진다. 보기 중 동유만이 요오드값 130 이상의 건성유이고 피마자유·올리브유는 반건성~불건성유, 야자유는 불건성유로 자연발화 위험이 낮으므로 정답은 ④ 동유이다.

니트로글리세린의 열분해·폭발 반응식은 $4C_3H_5(ONO_2)_3 \rightarrow 12CO_2 + 10H_2O + 6N_2 + O_2$이다. 니트로글리세린 4몰이 분해되면 이산화탄소 12몰, 수증기 10몰, 질소 6몰, 산소 1몰이 생성되므로 총 가스 몰수는 $12+10+6+1=29$몰이다. 따라서 정답은 ④ 29이다.

탄화알루미늄($Al_4C_3$)은 물과 반응하여 $Al_4C_3 + 12H_2O \rightarrow 4Al(OH)_3 + 3CH_4$과 같이 메탄가스를 발생시킨다. 반면 탄화칼슘·탄화마그네슘·탄화리튬은 모두 물과 반응하여 아세틸렌가스를 발생시키므로, 발생 가스 종류가 나머지 셋과 다른 하나는 ① 탄화알루미늄이다.

트리니트로페놀(피크린산)은 철, 구리, 납 등의 금속과 반응하여 피크린산염(금속염)을 생성하는데, 이 금속염은 원래의 피크린산보다 마찰·충격에 더 민감해져 오히려 폭발 위험이 커진다. 따라서 ① "폭발에 대비하여 철, 구리로 만든 용기에 저장한다"는 설명이 틀린 것이며, 휘황색 침상결정·테트릴보다 충격·마찰에 둔감한 편·비중 약 1.8이라는 나머지 설명은 모두 옳은 성질이다.

정전기는 물체 표면에 전하가 축적되어 발생하며, 공기 중 습도를 낮추면 전하가 대기 중으로 누설되지 못해 오히려 정전기가 축적되기 쉬워진다. 따라서 ③ "가급적 습도를 낮춘다"는 정전기 방지 방법이 아니라 정전기 발생을 조장하는 조건이며, 실제로는 습도를 높여야 정전기가 방지된다. 도전성 재료 사용, 접지, 주위 공기의 이온화는 모두 정전기를 제거하는 올바른 방법이다.

위험물안전관리법령상 취급 중 소비에 관한 기준에는 분사도장작업을 방화상 유효한 격벽 등으로 구획된 안전한 장소에서 실시할 것, 버너를 사용하는 경우 역화를 방지할 것, 열처리작업을 위험한 온도에 이르지 아니하도록 하여 실시할 것이 규정되어 있다. ④ "반드시 규격용기를 사용할 것"은 소비에 관한 기준이 아니므로 소비 기준에 해당하지 않는 것은 ④이다.

제4류 위험물 중 제1석유류는 1기압에서 인화점이 $21$℃ 미만인 것을 말한다(예: 휘발유, 아세톤 등). 따라서 정답은 ③이다.

위험물을 저장 또는 취급하는 탱크의 용량은 해당 탱크의 내용적에서 공간용적을 뺀 용적으로 산정한다. 따라서 정답은 ①이다.

주유취급소의 "위험물 주유취급소" 표지는 백색바탕에 흑색문자로, "주유중엔진정지" 게시판은 황색바탕에 흑색문자로 규정되어 있다. 따라서 순서대로 백색, 황색인 ②가 정답이다.

과산화수소 수용액은 물과 성질이 다른 별도의 화합물이므로 농도가 달라지면 밀도, 끓는점, 녹는점이 모두 함께 변화한다. 농도가 높아질수록 밀도와 끓는점이 순수한 물과 다르게 변화하는 것이 실제 성질이므로 정답은 ④이다.

삼황화인($P_4S_3$)과 오황화인($P_2S_5$)은 연소 시 공통적으로 오산화인($P_2O_5$)과 이산화황($SO_2$)을 생성한다. $H_2S$는 오황화인이 연소가 아니라 물과 반응할 때 발생하는 물질이므로 공통 연소생성물에 해당하지 않는다. 따라서 정답은 ④ $SO_2$, $P_2O_5$이다.

디에틸에테르는 공기 중 산소와 서서히 반응하여 과산화물을 생성하며, 이 과산화물의 검출시약으로 요오드화칼륨(KI)용액을 사용하면 과산화물이 요오드화칼륨을 산화시켜 요오드가 유리되면서 황색의 정색 반응이 나타난다. 따라서 정답은 ②이다.

자일렌(크실렌)은 벤젠고리에 메틸기 2개가 치환된 구조로, 치환 위치에 따라 오르토(o-), 메타(m-), 파라(p-)의 3가지 위치이성질체가 존재한다. 벤젠과 톨루엔은 이성질체가 존재하지 않고 아세톤도 해당하지 않으므로 정답은 ③이다.