[위험물산업기사 필기] 23년 2회차 시험지 PDF 다운로드

기체의 용해도(헨리의 법칙)는 일정 온도에서 압력에 비례한다. 처음 압력 P에서 물 1L에 녹아있는 $\mathrm{CO_2}$가 10.8g이므로, 압력이 $\frac{1}{4}$로 낮아지면 새로운 평형에서 녹아있을 수 있는 양은 $10.8 \times \frac{1}{4} = 2.7\,\mathrm{g}$이다.

따라서 밖으로 방출되는 $\mathrm{CO_2}$의 질량은 $10.8 - 2.7 = 8.1\,\mathrm{g}$이며, 정답은 ③ 8.1이다.

①·②는 방출량 계산 과정에서 착오한 값이고, ④ 10.8은 녹아있던 양 전부가 빠져나간다고 오인한 경우로, 압력이 0이 된 것이 아니라 1/4로 낮아졌을 뿐이므로 틀리다.

$\mathrm{H_2SO_4}$에서 H의 산화수는 +1, O의 산화수는 -2로 두면 화합물 전체 산화수 합은 0이 되어야 한다.

$(+1)\times 2 + x + (-2)\times 4 = 0$에서 $2 + x - 8 = 0$이므로 $x = +6$이다.

따라서 S의 산화수는 +6이며 정답은 ④(6)이다. ①(1)·②(2)·③(4)은 수소·산소의 산화수나 개수를 잘못 대입했을 때 나오는 값이다.

주어진 반응 $\mathrm{A_2(g)} + 2\mathrm{B_2(g)} \rightarrow 2\mathrm{AB_2(g)}$ + 열 은 반응물 기체 몰수 $1+2=3$몰이 생성물 $2$몰로 줄어드는 발열 반응이다.

압력을 낮추면 르샤틀리에 원리에 따라 몰수가 많은 쪽, 즉 역반응(왼쪽)으로 평형이 이동한다. 또한 정반응이 발열이므로 온도를 높이면 흡열 방향인 역반응 쪽으로 평형이 이동한다.

따라서 압력을 낮추고 온도를 높이는 조건이 평형을 왼쪽(역반응)으로 이동시키며 정답은 ③이다. ①은 압력을 낮추는 것은 맞으나 온도를 낮추면 발열 방향(정반응)이 유리해져 오른쪽으로 이동하고, ②·④는 압력을 높여 몰수가 적은 정반응(오른쪽) 방향을 유리하게 하므로 틀리다.

벤젠의 친전자성 치환 반응(할로젠화, 설폰화, 나이트로화 등)으로 한 번에 직접 얻을 수 있는 치환기는 할로젠화에 의한 $-Cl$과 설폰화에 의한 $-SO_3H$이다.

반면 $-OH$(페놀)는 벤젠을 직접 치환하여 얻는 것이 아니라 다이아조늄염의 가수분해나 큐멘법 등 별도 경로로 얻고, $-NH_2$(아닐린)도 벤젠을 나이트로화하여 나이트로벤젠을 만든 뒤 환원하는 별도 단계(치환이 아닌 환원 포함)를 거쳐야 얻어진다.

따라서 벤젠의 치환 반응만으로 바로 얻을 수 없는 조합은 ⓑ, ⓓ이며 정답은 ②이다.

얼음($\mathrm{H_2O}$)은 분자 간 수소결합으로 이루어진 분자성 결정, 흑연과 다이아몬드는 탄소 원자들이 공유결합으로 연결된 원자성(공유) 결정이다.

반면 염화나트륨($\mathrm{NaCl}$)은 $\mathrm{Na^+}$와 $\mathrm{Cl^-}$ 이온이 정전기적 인력, 즉 이온결합으로 결합한 이온성 결정이다.

따라서 이온결합으로 이루어진 물질은 ④ 염화나트륨이다.

Ca(원자번호 20)의 바닥상태 전자배치는 $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2$이다. $\mathrm{Ca}^{2+}$는 이 중 가장 바깥 껍질인 4s 오비탈의 전자 2개를 잃은 이온이다.

따라서 $\mathrm{Ca}^{2+}$의 전자배치는 $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$으로 Ar과 같은 전자배치이며 정답은 ④이다.

①·③은 3d나 4s에 전자가 남아있는 잘못된 배치이고, ②는 이온이 아닌 중성 Ca 원자의 전자배치이므로 틀리다.

감광성은 빛을 받아 분해되기 쉬운 성질로, 할로젠화은 계열 화합물이 대표적으로 감광성이 크다. $\mathrm{AgCl}$은 빛에 의해 은과 염소로 분해되는 반응이 활발해 사진 감광판·필름 등에 이용되어 왔다.

$\mathrm{HgO}$, $\mathrm{CuO}$, $\mathrm{NaNO_3}$는 일상적인 빛 조건에서 $\mathrm{AgCl}$만큼 두드러진 감광성을 보이지 않는다.

따라서 감광성이 가장 큰 것은 ④ $\mathrm{AgCl}$이다.

어는점 내림 공식은 $\Delta T_f = K_f \times m$이다(m: 몰랄농도). 대입하면 $m = \dfrac{1.35}{3.90} \approx 0.346\,\mathrm{mol/kg}$이다.

용매(초산) 질량이 80.0g = 0.080kg이므로 녹인 용질의 몰수는 $n = 0.346 \times 0.080 \approx 0.0277\,\mathrm{mol}$이다.

분자량은 $M = \dfrac{5.0\,\mathrm{g}}{0.0277\,\mathrm{mol}} \approx 180\,\mathrm{g/mol}$로 계산되며, 정답은 ④ 180이다. ①·②·③은 몰랄농도나 kg 환산 과정에서 착오했을 때 나오는 값이다.

비중 1.84, 농도 95%인 황산 용액 1L(=1000mL)의 질량은 $1000 \times 1.84 = 1840\,\mathrm{g}$이고, 이 중 순수한 $\mathrm{H_2SO_4}$의 질량은 $1840 \times 0.95 = 1748\,\mathrm{g}$이다.

$\mathrm{H_2SO_4}$의 분자량은 $2(1) + 32 + 4(16) = 98$이므로 몰수는 $\dfrac{1748}{98} \approx 17.84\,\mathrm{mol}$이다.

용액 부피가 1L이므로 몰농도는 약 17.8M이며, 정답은 ① 17.8M이다.

기하이성질체(시스-트랜스 이성질체)는 자유 회전이 어려운 이중결합 등의 양쪽에 서로 다른 두 치환기가 각각 있을 때 나타난다.

$\mathrm{CH_3CH{=}CHCH_3}$(2-뷰텐)은 이중결합 탄소마다 $\mathrm{CH_3}$와 H가 각각 결합되어 있어 cis형과 trans형의 기하이성질체가 존재한다.

$\mathrm{C_5H_{12}}$와 $\mathrm{C_3H_7Cl}$은 단일결합만으로 이루어져 자유 회전이 가능하므로 기하이성질체가 없고, $\mathrm{CH{\equiv}CH}$는 삼중결합의 선형 구조로 치환기가 없어 기하이성질체를 가질 수 없다.

따라서 정답은 ② $\mathrm{CH_3CH{=}CHCH_3}$이다.

수소결합은 전기음성도가 매우 큰 F, O, N에 직접 결합된 수소 원자가 다른 분자의 F, O, N의 비공유 전자쌍과 강하게 인력을 이루는 현상이다.

HF, $\mathrm{NH_3}$, $\mathrm{H_2O}$는 각각 H가 F, N, O에 직접 결합되어 있어 분자 간 수소결합을 형성한다.

반면 $\mathrm{CH_3F}$는 F가 탄소에 결합되어 있고 수소는 모두 탄소에 결합되어 있어, F에 직접 결합된 H가 없으므로 분자 간 수소결합을 형성하지 않는다.

따라서 정답은 ③ $\mathrm{CH_3F}$이다.

불꽃반응 색은 원소마다 고유하며, 대표적으로 Li은 빨간색(진홍색), Na은 노란색, K은 보라색(청자색), Ba은 황록색을 나타낸다.

따라서 보라색 불꽃을 나타내는 원소는 ② K(칼륨)이며, 나머지는 각각 다른 고유색을 나타내므로 답이 될 수 없다.

페놀프탈레인은 산성~중성에서는 무색이다가 염기성 쪽으로 갈수록 붉은색으로 변하는 지시약으로, 변색범위는 pH 약 8.3~10.0이다.

①(3.5~4.5)·②(3.5~6.5)·③(4.5~6.0)은 메틸오렌지, 메틸레드 등 산성 영역에서 변색하는 다른 지시약들의 범위에 해당해 페놀프탈레인과는 맞지 않다.

따라서 정답은 ④ 8.3~10.0이다.

pH는 $\mathrm{pH} = -\log[\mathrm{H^+}]$로 정의된다. $[\mathrm{H^+}] = 2\times10^{-6}$을 대입하면 $\mathrm{pH} = -\log(2\times10^{-6}) = 6 - \log 2 = 6 - 0.301 \approx 5.7$이다.

따라서 정답은 ① 5.7이다.

$\mathrm{K_4Fe(CN)_6}$은 중심 금속 이온인 $\mathrm{Fe^{2+}}$에 $\mathrm{CN^-}$ 리간드 6개가 배위결합으로 둘러싸인 $\mathrm{Fe(CN)_6^{4-}}$ 착이온과 $\mathrm{K^+}$ 이온 4개가 결합한 형태이다.

이처럼 중심 금속 이온에 리간드가 배위결합한 착이온을 포함하는 화합물을 착화합물(배위화합물)이라 부르므로 정답은 ① 착화합물이다.

이 물질은 할로젠 원소만으로 이루어진 것도, 유기물의 혼합물도, 단순 수소화합물도 아니므로 나머지 선택지는 해당하지 않는다.

염소산칼륨의 열분해 반응식은 $2\mathrm{KClO_3} \rightarrow 2\mathrm{KCl} + 3\mathrm{O_2}$이다.

표준상태에서 기체 1몰의 부피는 22.4L이므로 산소 11.2L는 $\dfrac{11.2}{22.4} = 0.5\,\mathrm{mol}$이다.

반응식의 몰비에 따라 필요한 $\mathrm{KClO_3}$의 몰수는 $0.5 \times \dfrac{2}{3} \approx 0.333\,\mathrm{mol}$이다.

$\mathrm{KClO_3}$의 분자량은 $39 + 35.5 + 16\times3 = 122.5$이므로 필요한 질량은 $0.333 \times 122.5 \approx 40.83\,\mathrm{g}$이다. 따라서 정답은 ② 40.83g이다.

사방황과 단사황은 같은 황(S) 원소로 이루어져 있으나 결정 구조만 다른 동소체이다. 동소체는 성분 원소가 같으므로, 이를 확인하려면 각각을 연소시켰을 때 생성되는 물질이 서로 같은지(둘 다 $\mathrm{SO_2}$를 생성하는지) 분석하는 방법이 적절하다.

이황화탄소 용해, 현미경 관찰, 색·맛 비교는 결정형이나 물리적 특징의 차이만 보여줄 뿐, 두 물질이 같은 원소로 이루어졌음을 화학적으로 입증하지는 못한다.

따라서 정답은 ② 연소시켜 생성되는 물질을 분석한다이다.

용해도 0.045g/L를 몰 단위로 바꾸면 몰용해도 $s = \dfrac{0.045}{303.27} \approx 1.484\times10^{-4}\,\mathrm{mol/L}$이다.

$\mathrm{PbSO_4}$는 $\mathrm{Pb^{2+}}$와 $\mathrm{SO_4^{2-}}$로 1:1 해리하므로 용해도곱은 $K_{sp} = s^2 = (1.484\times10^{-4})^2 \approx 2.2\times10^{-8}$이다.

따라서 정답은 ④ $2.2\times10^{-8}$이다.

프로페인의 완전연소 반응식은 $\mathrm{C_3H_8} + 5\mathrm{O_2} \rightarrow 3\mathrm{CO_2} + 4\mathrm{H_2O}$이다.

프로페인의 분자량은 44이므로 11g은 $\dfrac{11}{44} = 0.25\,\mathrm{mol}$이다. 반응식의 몰비에 따라 생성되는 물은 $0.25 \times 4 = 1\,\mathrm{mol}$이다.

물의 분자량이 18이므로 생성되는 물의 질량은 $1 \times 18 = 18\,\mathrm{g}$이다. 따라서 정답은 ④ 18이다.

금속 M이 산소와 반응해 산화물이 되면서 늘어난 질량이 곧 결합한 산소의 질량이다. $11.2 - 8 = 3.2\,\mathrm{g}$이 산소의 질량이다.

산소 원자량 16을 이용하면 산소의 몰수는 $\dfrac{3.2}{16} = 0.2\,\mathrm{mol}$이고, 금속 M의 몰수는 원자량 140을 이용해 $\dfrac{8}{140} \approx 0.0571\,\mathrm{mol}$이다.

M과 O의 몰비는 $0.0571 : 0.2 \approx 1 : 3.5 = 2 : 7$이므로 산화물의 화학식은 $\mathrm{M_2O_7}$이다. 따라서 정답은 ④ $\mathrm{M_2O_7}$이다.

위험물안전관리법령상 "알코올류"는 탄소원자 수가 1개부터 3개까지인 포화1가 알코올(변성알코올 포함)로 한정된다.

메틸알코올(탄소수 1), 에틸알코올(탄소수 2), 아이소프로필알코올(탄소수 3)은 모두 알코올류에 해당하지만, 부틸알코올은 탄소수가 4개이므로 알코올류에서 제외되어 제4류 위험물 중 제2석유류로 분류된다.

따라서 나머지 셋과 품명이 다른 것은 ④ 부틸알코올이다.

위험물안전관리법 시행규칙상 제조소의 배출설비는 국소방식을 원칙으로 하며, 배출능력은 1시간당 배출장소 용적의 20배 이상으로 하여야 한다.

다만 예외적으로 전역방식으로 설치하는 경우에는 바닥면적 1제곱미터당 18세제곱미터 이상의 능력으로 할 수 있도록 별도로 완화되어 있다.

따라서 국소방식의 배출능력 기준은 ④ 20배이다.

고온체의 색은 온도가 올라감에 따라 암적색 → 적색 → 휘적색 → 황적색 → 백적색 → 휘백색 순으로 변화한다.

대략적인 온도는 암적색 약 700℃, 적색 약 850℃, 휘적색 약 950℃, 백적색 약 1,300℃ 수준으로 알려져 있다.

제시된 보기(적색, 암적색, 휘적색, 백적색) 중 온도가 가장 낮은 것은 ② 암적색이다.

위험물안전관리법 시행규칙(위험물제조소등의 옥내소화전설비 설치기준)에서는 비상전원을 자가발전설비 또는 축전지설비로 설치하는 경우, 그 용량이 옥내소화전설비를 유효하게 45분 이상 작동시킬 수 있어야 한다고 규정하고 있다.

일반 건축물의 화재안전기준상 옥내소화전설비 비상전원 기준(20분)과는 달리, 위험물시설은 위험성이 크므로 이보다 강화된 45분을 적용한다는 점에 주의해야 한다.

따라서 정답은 ③ 45분이다.

$\mathrm{Ca_3P_2}$(인화칼슘, 인화석회)는 제3류 위험물(금수성물질)로서 물과 반응하면 맹독성이자 가연성인 포스핀($\mathrm{PH_3}$) 가스를 발생시킨다.

$\mathrm{Ca_3P_2} + 6H_2O \rightarrow 3Ca(OH)_2 + 2PH_3\uparrow$

따라서 물을 포함한 소화방법(봉상주수, 화학포, 산·알칼리소화기)은 오히려 유독가스 발생과 반응 확대를 초래하므로 위험하며, 물기가 없는 마른 모래(또는 팽창질석·팽창진주암)로 질식소화 하는 것이 가장 적합하다.

정답은 ① 마른 모래를 덮어 소화한다이다.

위험물안전관리법 시행규칙의 옥외소화전설비 설치기준에 따르면 옥외소화전의 개폐밸브 및 호스접속구는 지반면으로부터 1.5m 이하의 높이에 설치하도록 규정되어 있다.

따라서 정답은 ① 1.5m이다.

각 위험물의 대략적인 비중은 경유 약 0.82~0.85, 아세톤 약 0.79, 이황화탄소 약 1.26, 중유 약 0.90~0.99 수준이다.

이황화탄소는 제4류 특수인화물 중에서도 물보다 무거운 대표적 물질로, 저장 시 물속에 저장하여 가연성 증기 발생을 억제하는 것도 이러한 비중 특성 때문이다.

따라서 비중이 가장 큰 것은 ③ 이황화탄소이다.

물은 구하기 쉽고(①), 취급이 간편하며(②), 기화잠열이 약 539cal/g으로 매우 커서(③) 화재 시 다량의 열을 빼앗아 냉각소화 효과가 뛰어나다.

또한 물의 비열은 1cal/g·℃로 다른 일반 물질에 비해 오히려 큰 편이며, 이 역시 냉각소화에 유리하게 작용하는 물의 장점 중 하나이다.

따라서 "비열이 작다"는 설명은 사실과 다르므로 물 소화약제의 장점으로 볼 수 없는 것은 ④이다.

스프링클러설비는 소화약제로 물을 사용하므로 약제 비용이 저렴하고(①), 화재 감지·기동·방수가 자동으로 이루어져 사람이 조작하지 않아도 작동하며(③), 헤드가 조기에 개방되어 소화되므로 초기 화재 진압에 매우 효과적이다(④).

다만 스프링클러설비는 배관·헤드·감지장치 등 설비 구성이 복잡하여 초기 시공(설치) 비용이 오히려 많이 드는 것이 단점으로 지적된다.

따라서 "초기 시공 비용이 적게 든다"는 설명은 스프링클러설비의 장점으로 볼 수 없으므로 정답은 ②이다.

위험물안전관리법 시행규칙에서 정하는 소화설비별 능력단위는 다음과 같다.

마른 모래 50L(삽 1개 포함) = 0.5단위, 팽창질석 또는 팽창진주암 160L(삽 1개 포함) = 1.0단위, 수조 80L(소화전용물통 3개 포함) = 1.5단위이다.

따라서 제시된 보기 중 능력단위가 가장 큰 것은 ② 수조 80L(소화전용 물통 3개 포함)이다.

드라이아이스는 고체 이산화탄소($\mathrm{CO_2}$)이며, 표준상태(0℃, 1atm)에서 기체 1몰의 부피는 22.4L, $\mathrm{CO_2}$의 분자량은 44g/mol이다.

$n = \dfrac{1000\ \text{g}}{44\ \text{g/mol}} \approx 22.7\ \text{mol}$

따라서 드라이아이스 1kg을 완전히 기화시키면 약 22.7몰의 탄산가스가 생성되므로 정답은 ①이다.

일반적으로 산소와의 친화력(활성도)이 클수록(①), 주위 온도가 높을수록(②), 연소범위(폭발범위)가 넓을수록(③) 화재(연소)가 발생하기 쉽다.

그러나 발화점(자연발화온도)은 낮을수록 적은 열에너지로도 착화되어 연소가 쉽게 일어나며, 발화점이 높을수록 오히려 착화에 더 많은 에너지가 필요하므로 연소가 어려워진다.

따라서 "발화점이 높을수록 연소가 잘 일어난다"는 설명은 옳지 않으므로 정답은 ④이다.

$(\mathrm{C_2H_5})_3\mathrm{Al}$(트리에틸알루미늄)은 제3류 위험물(자연발화성 및 금수성물질)로서 물과 접촉하면 격렬히 반응하여 가연성 가스를 발생시키며 발화·폭발할 위험이 있다.

$\mathrm{CO_2}$나 $\mathrm{CCl_4}$(사염화탄소)와 같은 할로겐화합물 소화약제 역시 트리에틸알루미늄과 반응하여 위험한 부반응이나 유독가스를 발생시킬 수 있어 사용이 금지된다.

따라서 물기 접촉을 차단하며 질식소화가 가능한 팽창진주암(또는 팽창질석, 마른모래)을 사용하는 것이 가장 적합하므로 정답은 ③이다.

제1종 분말소화약제(탄산수소나트륨, $\mathrm{NaHCO_3}$)는 열분해 시 다음과 같이 1차 분해된다.

$2\mathrm{NaHCO_3} \rightarrow \mathrm{Na_2CO_3} + \mathrm{H_2O} + \mathrm{CO_2}$

표준상태에서 발생한 $\mathrm{CO_2}$ 10$\mathrm{m^3}$(=10,000L)의 몰수는 다음과 같다.

$n(\mathrm{CO_2}) = \dfrac{10000\ \text{L}}{22.4\ \text{L/mol}} \approx 446.43\ \text{mol}$

반응식에서 $\mathrm{CO_2}$ 1몰당 $\mathrm{NaHCO_3}$ 2몰이 필요하므로, 필요한 $\mathrm{NaHCO_3}$의 몰수는 다음과 같다.

$n(\mathrm{NaHCO_3}) = 446.43 \times 2 \approx 892.86\ \text{mol}$

$\mathrm{NaHCO_3}$의 분자량은 $23+1+12+(16\times3)=84\ \text{g/mol}$이므로, 질량은 다음과 같다.

$m = 892.86\ \text{mol} \times 84\ \text{g/mol} = 75000\ \text{g} = 75\ \text{kg}$

따라서 정답은 ④ 75kg이다.

황화인은 물과 반응하면 황화수소($\mathrm{H_2S}$)가 발생하고, 적린과 황은 물과 사실상 반응하지 않는 안정한 물질이다.

마그네슘은 제2류 위험물(가연성고체)로서 뜨거운 물이나 수증기와 반응하면 다음과 같이 수소($\mathrm{H_2}$) 가스를 발생시킨다.

$\mathrm{Mg} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{Mg(OH)_2} + \mathrm{H_2}\uparrow$

따라서 물 주수 시 수소가스가 발생하는 위험물은 ③ 마그네슘이다.

소요단위 산정 시 위험물은 지정수량의 10배를 1소요단위로 한다.

다이에틸에터는 특수인화물로 지정수량이 50L이므로, 저장량 2,000L는 지정수량의 $2000/50=40$배이며, 소요단위는 $40/10=4$단위이다.

아세톤은 제1석유류(수용성)로 지정수량이 400L이므로, 저장량 4,000L는 지정수량의 $4000/400=10$배이며, 소요단위는 $10/10=1$단위이다.

따라서 총 소요단위는 $4+1=5$이므로 정답은 ①이다.

분진폭발은 밀폐된 공간에 가연성 분진이 부유(분진운)해 있을 때 발생할 수 있으며(①), 충격·마찰 등 작은 에너지도 착화원이 될 수 있고(②), 산소 농도가 높아지면 폭발력이 커질 수 있다(④).

또한 1차 폭발로 인한 기류나 충격이 주변에 퇴적되어 있던 분진을 재비산시켜 2차·3차 폭발로 이어질 위험이 매우 크므로, 이러한 연쇄 폭발 가능성을 반드시 고려해야 한다.

따라서 "2차·3차 폭발이 발생할 우려가 없으므로 1차 폭발의 소화에만 주력해야 한다"는 설명은 옳지 않으며, 정답은 ③이다.

분진폭발은 가연성(유기물 또는 금속) 미분이 공기 중에 부유하여 연소 조건을 갖출 때 발생한다.

커피분말과 밀가루는 유기물 분진이고, 알루미늄분말은 가연성 금속분진으로 모두 분진폭발 위험성이 있다.

반면 대리석(주성분 탄산칼슘)은 불연성 무기물이므로 미분 상태라 하더라도 연소·폭발하지 않는다.

따라서 분진폭발 위험성이 가장 낮은 것은 ① 대리석 분말이다.

자연발화는 물질이 서서히 산화·분해되면서 발생한 열이 축적되어 발화점에 도달하는 현상으로, 이를 방지하려면 저장실의 온도를 낮추고(③), 산소와의 접촉을 최소화하며(②), 통풍을 잘 시켜 열이 축적되지 않도록 해야 한다(④).

또한 습도(수분)는 반응을 촉진하여 자연발화를 돕는 요인이 될 수 있으므로, 습도가 낮은 장소에 저장하는 것이 자연발화 방지 대책이며 오히려 습도가 높은 장소를 피해야 한다.

따라서 "습도가 낮은 장소를 피한다"는 설명은 자연발화 방지 방법으로 옳지 않으므로 정답은 ①이다.

위험물안전관리법 시행규칙에서 정하는 위험물제조소의 안전거리 기준은 다음과 같다.

사용전압 7,000V 초과 35,000V 이하 특고압가공전선 3m 이상, 35,000V를 초과하는 특고압가공전선 5m 이상, 주거용 건축물 10m 이상, 고압가스·액화석유가스·도시가스 시설 20m 이상, 학교·병원·극장 등 다수인을 수용하는 시설 30m 이상, 유형문화재 및 지정문화유산 50m 이상이다.

따라서 안전거리를 50m 이상 확보해야 하는 대상은 ③ 지정문화유산이다.

위험물은 성질(자연발화성·금수성·자기반응성 등)에 따라 저장 방법이 달라진다.

나트륨은 공기·수분과 격렬히 반응하므로 등유·경유 등 석유류 속에 넣어 보관하고, 황린은 자연발화성이 매우 강해 pH 약 9 정도의 약알칼리성 물속에 저장하며, 나이트로셀룰로스는 건조 상태에서 자연발화·폭발 위험이 크므로 물이나 알코올로 적셔 습윤 상태로 저장한다. 이 세 가지는 모두 옳은 저장법이다.

그러나 알루미늄분(금속분, 제2류 위험물)은 물과 반응하여 수소 기체를 발생시키고 발열하므로($2\mathrm{Al} + 6\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{Al(OH)_3} + 3\mathrm{H_2}$), 물에 적셔 보관하는 것이 아니라 물기와의 접촉을 차단하고 건조한 곳에 밀폐 저장해야 한다. 따라서 옳지 않은 설명은 ④이다.

정전기 축적을 방지(제거)하는 방법으로는 접지, 상대습도를 70% 이상으로 유지, 공기의 이온화, 유속 제한, 도체 재료의 사용 등이 있다.

부도체(절연체) 재료는 발생한 전하가 빠져나가지 못하고 표면에 축적되기 쉬워 오히려 정전기 재해의 원인이 되는 물질이다. 즉 정전기를 제거하려면 부도체가 아니라 도전성이 있는 재료를 사용해야 하므로, 부도체 재료 사용은 정전기 제거 방법과 가장 거리가 멀다. 정답은 ④이다.

① 질산암모늄($\mathrm{NH_4NO_3}$)은 무색 또는 백색의 결정이며 조해성이 있다. "황색 결정"이라는 설명이 틀렸다.

② 과망가니즈산칼륨($\mathrm{KMnO_4}$)은 흑자색(진한 보라색) 결정으로 물에 잘 녹고 알코올에도 녹아 소독·수렴 작용(피부병 치료 등)에 사용된다. "물에는 녹지 않지만"이라는 설명이 틀렸다.

③ 질산나트륨($\mathrm{NaNO_3}$)은 무색의 조해성 결정이며 칠레초석이라고도 불린다. 이 설명은 옳다.

④ 염소산칼륨($\mathrm{KClO_3}$)은 무색(백색) 결정으로 냉수와 알코올에는 잘 녹지 않고 온수·글리세린에 잘 녹는다. "청색 분말이며 냉수와 알코올에 잘 녹는다"는 설명이 틀렸다.

따라서 옳은 설명은 ③이며 정답은 ③이다.

옥내저장소에서 위험물 용기를 겹쳐 쌓는 높이 기준(위험물안전관리법 시행규칙 별표18)은 다음과 같다.

- 기계에 의하여 하역하는 구조로 된 용기만을 겹쳐 쌓는 경우: 6m 이하
- 제4류 위험물 중 제3석유류·제4석유류 및 동식물유류를 수납한 용기만을 겹쳐 쌓는 경우: 4m 이하
- 그 밖의 경우: 3m 이하

문제의 용기는 제4류 위험물 중 제3석유류만 담은 용기이므로 최대 4m 높이까지 쌓을 수 있다. 정답은 ②이다.

메틸에틸케톤($\mathrm{CH_3COC_2H_5}$)은 인화점이 약 -1℃인 제1석유류로 휘발성·인화성이 매우 크다. 따라서 화기와 직사광선을 피하고 서늘하며 통풍이 잘 되는 곳에 밀폐 저장해야 한다.

그러나 인화성 액체 위험물의 저장 용기는 증기가 새어 나오지 않도록 밀전·밀봉하는 것이 원칙이며, 증기 배출을 위한 구멍을 뚫으면 오히려 가연성 증기가 실내로 방출되어 화재·폭발 위험을 키우게 된다. 따라서 가장 거리가 먼 것은 ④이다.

제4류 위험물의 석유류 구분은 인화점을 기준으로 한다.

- 제1석유류: 인화점 21℃ 미만 (예: 메틸에틸케톤, 약 -1℃)
- 제2석유류: 인화점 21℃ 이상 70℃ 미만 (예: 아크릴산, 약 46℃)
- 제3석유류: 인화점 70℃ 이상 200℃ 미만 (예: 나이트로벤젠 약 88℃, 에틸렌글라이콜 약 111℃)

아크릴산은 인화점이 약 46℃로 제2석유류(수용성)에 해당하므로 정답은 ①이다. 나이트로벤젠과 에틸렌글라이콜은 제3석유류, 메틸에틸케톤은 제1석유류에 해당하여 제외된다.

황린($\mathrm{P_4}$)은 백색 또는 담황색의 자연발화성 고체로 맹독성이 있으며, 물에는 녹지 않지만 이황화탄소·벤젠 등에는 잘 녹는다. 공기 중에서 서서히 산화되어 오산화인($\mathrm{P_4O_{10}}$)의 흰 연기를 내며 자연발화한다.

그러나 황린의 녹는점은 약 44℃로 매우 낮은 반면, 적린은 이러한 녹는점 개념보다 발화점(약 260℃)으로 특성이 표현되는 물질로 두 물질의 특성 온도는 크게 다르다. 따라서 "녹는점이 적린과 비슷한 수준"이라는 설명은 틀렸으며, 정답은 ④이다.

벤젠($\mathrm{C_6H_6}$)은 인화점이 약 -11℃인 무색의 특유한 냄새가 나는 액체로, 물에는 녹지 않으며 증기는 독성이 있다.

그러나 이황화탄소($\mathrm{CS_2}$)의 인화점은 약 -30℃로 벤젠보다 훨씬 낮다. 즉 벤젠이 이황화탄소보다 인화점이 낮은 것이 아니라 오히려 더 높으므로, "$\mathrm{CS_2}$보다 인화점이 낮은 편이다"라는 설명은 틀렸다. 정답은 ③이다.

메탄올($\mathrm{CH_3OH}$)의 연소범위(폭발범위)는 약 6.0~36% 정도로 알려져 있다. 참고로 다이에틸에터는 약 1.9~48%, 가솔린은 약 1.4~7.6%, 아세틸렌은 약 2.5~81% 수준이다.

보기 중 메탄올의 실제 연소범위에 가장 근접한 값은 ②(약 6.0~36%)이므로 정답은 ②이다.

아이오딘값은 유지 100g에 부가되는 아이오딘의 g수로, 값이 클수록 이중결합(불포화도)이 많아 산화·중합되기 쉬워 자연발화 위험이 큰 건성유에 해당한다.

- 건성유(아이오딘값 130 이상): 아마인유(약 168~190), 들기름 등
- 반건성유(100~130): 대두유, 참기름 등
- 불건성유(100 이하): 야자유(약 7~16), 피마자유(약 81~91), 올리브유(약 79~90)

보기 중 아이오딘값이 가장 높은 것은 아마인유이므로 정답은 ①이다.

제6류 위험물(산화성 액체)에는 과산화수소, 질산(비중 1.49 이상), 과염소산, 할로젠간화합물($\mathrm{BrF_3}$ 트라이플루오로브로민, $\mathrm{IF_5}$ 펜타플루오로아이오다이드 등)이 해당한다.

질산칼륨($\mathrm{KNO_3}$)은 질산염류로 분류되어 제1류 위험물(산화성 고체)에 해당하며 제6류 위험물이 아니다. 따라서 나머지 셋과 품명이 다른 것은 ②이다.

제조소 등의 안전거리 기준(위험물안전관리법 시행규칙 별표4)에 따르면, 문화재보호법에 따른 유형문화재 및 지정문화재로부터는 50m 이상의 안전거리를 확보해야 한다.

참고로 학교·병원·극장 등 다수인을 수용하는 시설은 30m 이상, 사용전압 35,000V 초과 특고압가공전선은 5m 이상, 주거용으로 사용되는 건축물은 10m 이상의 안전거리 기준이 적용된다. 따라서 정답은 ④(50m)이다.

이황화탄소($\mathrm{CS_2}$)는 비중이 약 1.26으로 물보다 무겁고 물에 녹지 않으며, 인화점이 약 -30℃로 매우 낮아 증기 발생이 심하다. 이 때문에 용기 상부를 물로 덮어(수봉 저장) 가연성 증기의 발생을 억제하여 저장한다.

반면 다이에틸에터·아세트알데하이드·산화프로필렌은 물보다 가볍거나 물과 반응할 수 있어 수봉 저장이 부적합하며, 이들은 통상 불연성 가스(질소 등)를 봉입하여 저장한다. 따라서 정답은 ④이다.

산화성 물질(과망가니즈산칼륨, 질산나트륨, 질산 등)이 강산·유기물·환원성 물질과 혼합되면 산화·환원 반응이 촉진되어 발화·폭발 위험이 급격히 커진다.

- 과망가니즈산칼륨(산화제) + 황산(강산): 격렬히 반응하여 위험성 증가
- 질산나트륨(산화성고체) + 유기물: 혼촉 발화 위험 증가
- 질산(산화성) + 에틸알코올(환원성): 산화반응으로 위험성 증가

반면 나이트로셀룰로스는 건조 상태에서 자연발화·폭발 위험이 큰 물질로, 알코올 수용액에 적셔 습윤시키면 오히려 위험성이 낮아지고 안정적으로 저장·운반할 수 있다(실제 규정상의 저장법). 따라서 혼합해도 위험성이 커지지 않는 조합은 ②이다.

지정수량 배수의 합은 각 물질의 저장(취급)량을 그 물질의 지정수량으로 나눈 값을 모두 더하여 구한다. 황린(제3류)의 지정수량은 20kg, 마그네슘(제2류)은 500kg, 칼륨(제3류)은 10kg이다.

$\dfrac{90}{20} + \dfrac{750}{500} + \dfrac{100}{10} = 4.5 + 1.5 + 10 = 16$

따라서 지정수량 배수의 합은 16이며, 정답은 ④이다.

아닐린($\mathrm{C_6H_5NH_2}$)은 인화점이 약 70℃ 부근으로 제2석유류에 해당하며, 흡입·경피 흡수 시 혈액 내 헤모글로빈과 결합하여 청색증(메트헤모글로빈혈증)을 일으키는 독성이 강한 방향족 아민류이다.

아세트알데하이드($\mathrm{CH_3CHO}$)는 특수인화물, 벤젠($\mathrm{C_6H_6}$)은 제1석유류이며, 스타이렌($\mathrm{C_6H_5CH{=}CH_2}$)은 제2석유류이지만 문제에서 강조하는 독성보다는 자극적인 냄새·중합 위험성이 특징으로 다뤄진다. 독성과 제2석유류라는 두 조건에 가장 부합하는 것은 아닐린이므로 정답은 ④이다.

제3류 위험물(자연발화성 및 금수성 물질)에는 칼륨, 나트륨, 알킬알루미늄, 알킬리튬, 황린, 칼륨·나트륨을 제외한 알칼리금속 및 알칼리토금속, 유기금속화합물, 금속의 수소화물·인화물, 칼슘 또는 알루미늄의 탄화물 등이 해당한다.

마그네슘은 제2류 위험물(가연성 고체)로 분류되며 제3류 위험물이 아니다. 따라서 정답은 ④이다.

제1류 위험물(산화성 고체)에는 염소산염류(염소산칼륨 등), 과염소산염류, 무기과산화물, 질산염류, 아염소산염류 등이 해당한다.

염소산칼륨($\mathrm{KClO_3}$)은 염소산염류로 제1류 위험물에 해당한다. 수산화칼륨($\mathrm{KOH}$)은 위험물이 아닌 강염기이고, 수소화칼륨($\mathrm{KH}$)은 금속의 수소화물로 제3류 위험물이며, 아이오딘화칼륨($\mathrm{KI}$)은 위험물에 해당하지 않는다. 따라서 정답은 ①이다.

자연발화를 방지하려면 통풍을 좋게 하여 열의 축적을 막고, 저장실의 온도를 낮게 유지하며, 퇴적 방법을 조절하여 열이 쌓이지 않도록 하고, 산화·발열 반응을 촉진하는 촉매 작용 물질과의 접촉을 피해야 한다. 습기(수분)는 미생물 발효열·흡착열 등 발열 반응을 촉진하는 요인이므로 습도는 낮게 유지해야 한다.

따라서 "저장실의 습도를 높게 유지한다"는 자연발화를 오히려 촉진하는 조치이므로 방지 대책이 될 수 없다. 정답은 ④이다.

각 물질 1몰에 포함된 산소 원자 수를 화학식으로 비교하면 다음과 같다.

$\mathrm{HClO_3}$(염소산): 산소 3개
$\mathrm{Na_2O_2}$(과산화나트륨): 산소 2개
$\mathrm{HClO_4}$(과염소산): 산소 4개
$\mathrm{HClO}$(차아염소산): 산소 1개

산소 원자 수가 가장 많은 것은 과염소산(4개)이므로 정답은 ③이다.