[위험물산업기사 필기] 25년 2회차 시험지 PDF 다운로드

질소산화물(NOx)은 자동차 배기가스나 고온 연소 과정에서 발생하며, 대기 중 수분과 반응해 질산($\mathrm{HNO_3}$)을 생성하여 산성비의 원인이 되고, 동시에 휘발성유기화합물(VOCs)과 함께 자외선을 받아 오존·PAN 등을 만드는 광화학 스모그의 핵심 원인물질이다.

프레온가스(CFC)는 성층권 오존층 파괴가 주된 문제이고, 할로젠화수소는 국지적 부식성·자극성 가스이며, 중금속물질은 산성비·광화학 스모그의 직접 원인이 아니다. 따라서 정답은 질소산화물이다.

0℃ 얼음이 100℃ 수증기가 되기까지는 ①0℃에서의 융해(융해열 80cal/g) ②0→100℃ 물의 온도 상승(비열 1cal/g·℃) ③100℃에서의 기화(기화열 539cal/g), 이 세 단계의 열량이 모두 필요하다.

따라서 필요한 열량은 약 7,190cal이다.

화합물은 전기적으로 중성이므로 구성 원소 산화수의 합은 0이며, 산소는 일반적으로 -2로 고정하여 나머지 원소의 산화수를 구한다.

밑줄 친 원소의 산화수가 +5인 것은 $\mathrm{KNO_3}$의 N뿐이며, 나머지 세 화합물의 Cr, S, Cr은 모두 +6이다.

납축전지는 방전 시 (-)극의 납($\mathrm{Pb}$)과 (+)극의 이산화납($\mathrm{PbO_2}$)이 모두 황산과 반응하여 물에 잘 녹지 않는 흰색의 황산납으로 변한다.

따라서 장시간 방전 시 두 극판 모두에서 생성·축적되는 물질은 $\mathrm{PbSO_4}$(황산납)이다. $\mathrm{Pb}$, $\mathrm{PbO_2}$는 방전 전 극판 물질이고, $\mathrm{H_2SO_4}$는 방전이 진행될수록 오히려 소모되어 농도가 낮아지는 전해액이므로 정답이 될 수 없다.

정답: 4번 ($\text{H}_2\text{O}_2$)

산소의 산화수를 정하는 기본 규칙은 다음과 같다.
① 홑원소 물질(단체)에서 모든 원자의 산화수는 $0$이다.
② 화합물에서 산소는 보통 $-2$이나, 과산화물(peroxide)에서는 $-1$이다.
③ 알칼리 금속(K)은 $+1$, 수소는 비금속과 결합할 때 $+1$이다.
④ 중성 화합물에서 각 원자 산화수의 합은 $0$이다.

발문이 ‘화합물 한정’이므로, 홑원소 물질은 비교 대상에서 빠진다는 점이 이 문제의 핵심이다.

보기 ① $\text{O}_2$ — 산소 원자만으로 이루어진 홑원소 물질(단체)이라 산화수는 $0$이다. 수치 자체는 가장 크지만 화합물이 아니므로 ‘화합물 한정’ 조건에서 제외된다.

보기 ② $\text{KClO}_4$(과염소산칼륨) — $(+1)+x_{\text{Cl}}+4\times(-2)=0$에서 산소는 일반 산화물이므로 $-2$, 염소는 $x_{\text{Cl}}=+7$이다.

보기 ③ $\text{H}_2\text{SO}_4$(황산) — $2\times(+1)+(+6)+4\times(-2)=0$이 성립하며, 산소는 $-2$이다(황은 $+6$).

보기 ④ $\text{H}_2\text{O}_2$(과산화수소) — 산소끼리 $-\text{O}-\text{O}-$ 결합을 갖는 과산화물이다. 전체 전하가 0이므로 $2\times(+1)+2\times x=0$에서 $x=-1$, 즉 산소의 산화수는 $-1$이다.

비교: 화합물만 놓고 보면 산소의 산화수는 $\text{KClO}_4=-2$, $\text{H}_2\text{SO}_4=-2$, $\text{H}_2\text{O}_2=-1$이다. $-1>-2$이므로 산소의 산화수가 가장 큰 화합물은 $\text{H}_2\text{O}_2$이며, 따라서 정답은 4번이다.

위험물 연계(출제 당시 기준): 과산화수소($\text{H}_2\text{O}_2$)는 농도 $36\ \text{wt\%}$ 이상인 것이 위험물안전관리법령상 제6류 위험물(산화성 액체)에 해당한다. 산소가 안정한 $-2$보다 높은 $-1$ 상태로 존재해 쉽게 $-2$(물)로 환원되면서 산소를 방출하므로 강한 산화성을 나타낸다.

질산칼륨 $\mathrm{KNO_3}$에서 K는 +1, O는 -2로 고정하고, 화합물 전체 산화수의 합이 0이 되도록 N의 산화수를 구한다.

따라서 N의 산화수는 +5이다.

중심원자의 혼성궤도 종류는 (시그마 결합 수 + 비공유전자쌍 수)로 판단한다. $\mathrm{CH_4}$의 중심 탄소는 4개의 시그마 결합만 가지고 비공유전자쌍이 없어 정사면체 구조를 이루는 $sp^3$ 혼성의 전형적인 예이다.

$\mathrm{BeCl_2}$의 Be은 결합 2개로 직선형($sp$), $\mathrm{BF_3}$의 B는 결합 3개로 평면삼각형($sp^2$)이며, $\mathrm{HF}$는 $\mathrm{H-F}$ 단일 시그마 결합으로 된 이원자분자로 혼성궤도 개념을 별도로 적용하지 않는 것이 일반적이다. 따라서 $sp^3$과 가장 관련 깊은 것은 $\mathrm{CH_4}$이다.

질량 백분율을 원자량으로 나누어 몰수를 구하고, 그 비를 가장 간단한 정수비로 나타낸다.

따라서 실험식은 $\mathrm{P_2O_5}$이다.

산은 수용액에서 $\mathrm{H^+}$를 내놓는 물질로, pH가 작을수록 강산이며, 반응성이 큰 금속과 반응해 수소 기체를 발생시키는 경우가 많다. 이 세 가지(①②③)는 모두 산의 일반적 성질로 옳다.

그러나 산은 청색 리트머스 종이를 적색으로 변화시키는 것이 특징이며, "적색 리트머스 종이를 청색으로 변화시키는 것"은 오히려 염기(예: $\mathrm{NaOH}$)의 성질이다. 따라서 옳지 않은 설명은 ④이다.

고체·액체·기체 사이 상태변화에서, 고체→액체는 융해, 액체→고체는 응고이며, 고체↔기체 사이의 직접적인 상태변화는 방향에 관계없이 모두 승화라 부른다(액체→기체는 기화, 기체→액체는 액화).

그림에서 이미 표시된 "응고"는 액체→고체 화살표를, "승화"는 기체→고체 화살표를 가리키고 있으므로, 아직 표시되지 않은 (a)는 그 반대 방향인 고체→액체(=융해), (b)는 그 반대 방향인 고체→기체(=승화)에 해당한다. 따라서 (a) 융해, (b) 승화가 옳다.

아세트산($\mathrm{CH_3COOH}$)은 1가산이므로 0.1N은 몰농도로도 0.1M이며, 전리도($\alpha$)가 0.01이므로 이온화되어 생기는 수소이온 농도는 다음과 같다.

따라서 이 용액의 pH는 3이다.

나이트로벤젠($\mathrm{C_6H_5NO_2}$)은 촉매(Ni, Pd 등) 존재 하에 수소로 환원되면 나이트로기($-\mathrm{NO_2}$)가 아민기($-\mathrm{NH_2}$)로 바뀌어 아닐린이 생성되는데, 이는 공업적으로도 널리 쓰이는 대표적 아닐린 합성법이다.

따라서 생성물은 아닐린($\mathrm{C_6H_5NH_2}$)이며, 페놀·톨루엔·나프탈렌은 이 환원 반응의 생성물이 될 수 없다.

옥살산 이수화물($\mathrm{C_2H_2O_4\cdot2H_2O}$)의 분자량을 구한 뒤, 주어진 질량으로 몰수와 몰농도를 계산한다.

따라서 몰농도는 약 0.1M이다.

불꽃반응에서 노란색(황색) 불꽃은 나트륨(Na)의 특징적인 색이며, $\mathrm{AgNO_3}$를 가했을 때 생기는 흰색 침전은 염화은($\mathrm{AgCl}$)으로, 염화이온($\mathrm{Cl^-}$)의 존재를 확인하는 대표적인 정성 반응이다.

따라서 시료는 Na와 Cl을 모두 포함하는 $\mathrm{NaCl}$이다. $\mathrm{CaCl_2}$, $\mathrm{Ca(OH)_2}$는 Ca의 불꽃반응(등적색 계열)과 맞지 않고, $\mathrm{Na_2SO_4}$는 $\mathrm{Cl^-}$가 없어 특유의 백색 $\mathrm{AgCl}$ 침전 반응을 설명할 수 없다.

리튬($\mathrm{Li}$)은 알칼리금속으로 은백색 광택을 띠며, 밀도가 약 $0.534\,\mathrm{g/cm^3}$로 모든 금속 중 가장 가볍다. 또한 물과 반응하여 수소 기체를 발생시킨다.

$\mathrm{K}$도 물과 반응해 수소를 내지만 밀도($0.86\,\mathrm{g/cm^3}$)가 Li보다 크며, $\mathrm{Al}$은 표면 산화피막 때문에 상온의 물과 거의 반응하지 않고, $\mathrm{Si}$는 은백색의 전형적 금속이 아닌 준금속으로 상온의 물과 반응하지 않는다.

방사선 중 $\alpha$선은 +2가의 헬륨원자핵, $\beta$선은 -1가의 전자로 이루어져 있어 전기장을 지날 때 서로 반대 방향으로 휘어지지만, $\gamma$선은 전자기파(광자)로서 전하를 띠지 않으므로 전기장의 영향을 받지 않고 직진한다.

따라서 전기장에 의해 경로가 휘지 않는 것은 $\gamma$선이다.

헤스의 법칙을 이용해 목표 반응 $\mathrm{S(s)+O_2(g)\rightarrow SO_2(g)}$의 $\Delta H$를 구한다.

따라서 $\mathrm{SO_2(g)}$의 몰생성열은 -71kcal이다.

할로젠화수소산($\mathrm{HX}$)의 수용액 내 산성 세기는 $\mathrm{H-X}$ 결합이 약할수록, 그리고 짝염기인 할로젠화이온의 크기가 커서 음전하가 잘 분산·안정화될수록 강해진다.

$\mathrm{H-F}$ 결합은 매우 강하고 F의 크기가 작아 강한 수소결합을 형성하려는 경향이 있어 $\mathrm{HF}$는 오히려 약산이며, $\mathrm{H-Cl} < \mathrm{H-Br} < \mathrm{H-I}$ 순으로 결합이 약해지고 이온 반지름이 커지므로 수용액 산성도는 $\mathrm{HF} \ll \mathrm{HCl} < \mathrm{HBr} < \mathrm{HI}$ 순으로 커진다. 따라서 산성의 세기가 가장 강한 것은 $\mathrm{HI}$이다.

직쇄 포화탄화수소(알케인, $\mathrm{C_nH_{2n+2}}$)는 탄소수가 늘어날수록 분자량이 커지고 분자 간 반데르발스(런던 분산)힘이 강해지므로 비점이 높아진다. 빙점(녹는점) 역시 홀짝수에 따른 미세한 굴곡은 있으나, 분자 간 인력 증가에 따라 전체적인 추세는 상승한다.

따라서 탄소수가 늘어나면 비점과 빙점이 모두 높아진다는 설명이 옳다.

기체의 확산속도는 그레이엄의 확산 법칙(Graham's law)을 따릅니다. 같은 온도·압력에서 기체의 확산속도($v$)는 분자량($M$)의 제곱근에 반비례합니다.

$v \propto \dfrac{1}{\sqrt{M}}$

즉, 두 상태의 확산속도 비는 다음과 같이 분자량의 제곱근 비로 나타냅니다.

$\dfrac{v_2}{v_1} = \sqrt{\dfrac{M_1}{M_2}}$

문제에서 분자량이 4배가 되었으므로 $M_2 = 4M_1$을 대입합니다.

$\dfrac{v_2}{v_1} = \sqrt{\dfrac{M_1}{4M_1}} = \sqrt{\dfrac{1}{4}} = \dfrac{1}{2} = 0.5$

따라서 확산속도는 처음의 0.5배가 되므로 정답은 ①번입니다.

[오답 풀이]

② 1배: 확산속도가 변하지 않으려면 분자량이 그대로여야 합니다. 분자량이 4배로 바뀌었으므로 속도도 반드시 변합니다.

③ 2배: 분자량의 제곱근인 $\sqrt{4} = 2$ 값을 그대로 속도 배수로 본 것입니다. 확산속도는 분자량의 제곱근에 반비례하므로 커지는 것이 아니라 $\tfrac{1}{2}$로 작아져야 합니다. 관계의 방향이 반대여서 오답입니다.

④ 4배: 확산속도가 분자량에 정비례한다고 잘못 본 경우입니다. 실제로는 반비례이며, 제곱근 관계이므로 분자량이 4배여도 속도가 4배가 될 수 없습니다.

참고로 본 문항은 기체의 물리·화학적 성질(그레이엄의 확산 법칙)에 근거한 계산 문제로, 위험물안전관리법령의 수치 기준이 아니라 일반화학 원리로 정답이 확정됩니다.

소요단위란 위험물시설의 규모를 나타내는 척도로, 위험물의 경우 지정수량의 10배를 1소요단위로 한다.

탄화칼슘(카바이드)은 제3류 위험물(칼슘 또는 알루미늄의 탄화물)로 지정수량이 300kg이므로, 1소요단위는 $300\,\mathrm{kg}\times10=3{,}000\,\mathrm{kg}$이다.

따라서 $\dfrac{60{,}000\,\mathrm{kg}}{3{,}000\,\mathrm{kg}}=20$단위가 되어 정답은 20단위(②)이다. 10, 30, 40단위는 지정수량이나 배수를 다르게 적용했을 때 나오는 오답이다.

제1종 분말소화약제의 주성분은 탄산수소나트륨($\mathrm{NaHCO_3}$)이며, 열분해식은 $2\mathrm{NaHCO_3}\rightarrow \mathrm{Na_2CO_3+H_2O+CO_2}$이다.

이 반응으로 발생한 $\mathrm{CO_2}$와 수증기가 산소 농도를 낮추는 질식효과, 흡열분해에 의한 냉각효과, 미세 분말 운무에 의한 열방사 차단효과가 나타나며(①②④는 모두 옳은 설명), 부촉매(억제)효과는 열분해로 생성된 $\mathrm{Na^{+}}$ 이온이 연소의 연쇄반응(라디칼)을 차단하여 일으키는 것이다.

즉 부촉매효과를 일으키는 것은 $\mathrm{Na^{+}}$ 이온이지 $\mathrm{H^{+}}$ 이온이 아니므로, ③ 'H+ 이온이 일으키는 부촉매효과'라는 설명이 가장 거리가 먼 것이다.

위험물제조소등의 자동화재탐지설비 설치기준상 경계구역은 원칙적으로 건축물의 2개 층 이상에 걸치지 않도록 하고(①, 다만 500m² 이하 범위에서는 예외적으로 2개 층을 하나의 경계구역으로 할 수 있음), 하나의 경계구역 면적은 원칙적으로 600m² 이하이며 한 변의 길이는 50m 이하로 하고(③, 건물 내부 전체를 조망할 수 있으면 1,000m²까지 완화), 정전 시에도 작동하도록 비상전원을 설치해야 한다(④).

그러나 감지기는 상층의 유무와 관계없이 지붕 또는 천장·벽의 옥내에 면한 부분에 화재를 유효하게 감지하도록 반드시 설치해야 하며, '상층이 있으면 감지기를 설치하지 않을 수 있다'는 규정은 존재하지 않는다.

따라서 틀린 설명은 ②이다.

분말소화약제는 주성분에 따라 제1종~제4종으로 구분하고, 「소화약제의 형식승인 및 제품검사의 기술기준」(착색 규정)에 따라 종별로 서로 다른 색으로 착색하여 식별한다. 종별 표준 착색은 아래와 같다.

제1종 $NaHCO_3$(탄산수소나트륨) → 백색
제2종 $KHCO_3$(탄산수소칼륨) → 담회색(담자색)
제3종 $NH_4H_2PO_4$(제1인산암모늄) → 담홍색
제4종 $KHCO_3 + (NH_2)_2CO$(탄산수소칼륨+요소) → 회색

① 탄산수소나트륨 – 백색 : 옳음
제1종 분말로 주성분은 $NaHCO_3$이며 백색으로 착색한다. 열분해식은 $2NaHCO_3 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O + CO_2$로, B·C급 화재에 적응한다.

② 제1인산암모늄 – 청색 : 틀림 (정답)
제3종 분말로 주성분은 $NH_4H_2PO_4$이며 표준 착색은 담홍색(엷은 분홍색)이지 청색이 아니다. 따라서 이 설명이 틀렸다. 열분해 시 $NH_4H_2PO_4 \rightarrow HPO_3 + NH_3 + H_2O$로 생성된 메타인산($HPO_3$)이 가연물 표면에 유리질 피막(방진작용)을 형성해 A급 화재까지 적응하는 유일한 분말약제이다.

③ 탄산수소칼륨 – 담회색 : 옳음
제2종 분말로 주성분은 $KHCO_3$이며 담회색(담자색)으로 착색한다. 열분해식은 $2KHCO_3 \rightarrow K_2CO_3 + H_2O + CO_2$로, 제1종보다 소화력이 큰 B·C급 약제이다.

④ 탄산수소칼륨과 요소의 혼합물 – 회색 : 옳음
제4종 분말로 $KHCO_3$와 요소 $(NH_2)_2CO$의 반응생성물이 주성분이며 회색으로 착색한다. 반응식은 $2KHCO_3 + (NH_2)_2CO \rightarrow K_2CO_3 + 2NH_3 + 2CO_2$로, B·C급 화재에 적응한다.

정리하면 ①③④는 종별 표준 착색과 일치하나, ②의 제1인산암모늄(제3종)은 담홍색으로 착색하므로 청색이라는 설명이 틀렸다. 따라서 정답은 2번이다.

분말소화약제는 종별로 주성분이 정해져 있다. 제1종은 탄산수소나트륨($\mathrm{NaHCO_3}$), 제2종은 탄산수소칼륨($\mathrm{KHCO_3}$), 제3종은 제1인산암모늄($\mathrm{NH_4H_2PO_4}$), 제4종은 탄산수소칼륨과 요소의 반응물($\mathrm{KHCO_3+(NH_2)_2CO}$)이다.

①은 제1종 성분을 제2종이라 표기해 틀렸고, ②는 제2종 성분을 반대로 표기해 틀렸으며, ④는 제4종 성분에서 $\mathrm{KHCO_3}$ 대신 $\mathrm{NaHCO_3}$를 적어 틀렸다.

오직 ③ '제3종 분말 : $\mathrm{NH_4H_2PO_4}$'만 옳게 짝지어져 있으므로 정답은 ③이다.

소화설비 적응성표에 따르면 제1류 위험물 중 알칼리금속의 과산화물등을 제외한 일반 산화성고체와 제6류 위험물(질산 등)은 옥내·외소화전, 스프링클러, 물분무 등 물 계통 소화설비와 함께 포소화설비, 인산염류등 분말소화설비에 공통으로 적응성이 인정된다.

반면 이산화탄소소화설비와 할로겐화합물소화설비는 자체에 산소공급원을 가진 산화성고체·질산 화재에는 질식효과가 떨어져 적응성이 없고, 탄산수소염류분말소화설비는 알칼리금속과산화물 등 일부 제1류 위험물에만 적응성이 있을 뿐 산화성고체 전반과 질산 모두에 공통 적응성을 갖지는 않는다.

따라서 두 위험물 모두에 공통 적응성을 갖는 것은 ④ 포소화설비이다.

자연발화는 물질이 스스로 발열반응(산화·분해·흡착 등)을 일으키고, 그 열이 방출되지 못한 채 축적되어 발화점에 도달할 때 일어난다.

열이 축적되려면 열전도율이 작아야(열이 잘 빠져나가지 못해야) 하며, 반대로 주위 온도가 높을수록, 표면적(공기와의 접촉면)이 클수록, 발열량이 클수록 열 축적이 촉진되어 자연발화가 쉬워진다. 따라서 ①(낮아야), ②(작아야), ④(작아야)는 조건을 반대로 서술해 틀렸다.

열전도율만 작아야 자연발화가 촉진되므로 옳은 조건은 ③이다.

위험물안전관리법령상 이동탱크저장소를 제외하고 지정수량의 10배 이상의 위험물을 저장·취급하는 제조소등에는 화재 발생을 즉시 알릴 수 있는 경보설비(자동화재탐지설비 등)를 설치해야 한다.

따라서 정답은 ② 10배이다. 5배는 기준에 미달하고, 50배·100배는 자체소방대 등 다른 규제의 배수 기준과 혼동한 오답이다.

고체 가연물의 대표적 연소형태는 표면연소(목탄·코크스 등이 열분해 없이 표면에서 직접 산소와 반응), 분해연소(목재·석탄 등이 열분해로 가연성 가스를 내며 연소), 증발연소(황·나프탈렌·파라핀 등이 융해·기화한 증기가 연소), 자기연소(니트로셀룰로오스 등 제5류 위험물처럼 물질 내부에 산소를 함유해 일어나는 연소)로 구분된다.

등심연소(심지연소)는 알코올·석유 등 액체 가연물이 심지를 타고 올라와 증발한 증기가 연소하는 액체의 연소형태이므로 고체 가연물의 연소형태에 해당하지 않는다.

따라서 정답은 ①이다.

프로페인의 완전연소 반응식은 다음과 같다.

$\mathrm{C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O}$

프로페인 1m³당 이론산소량이 5m³이므로, 2m³를 완전연소시키는 데 필요한 이론산소량은 $2\,\mathrm{m^3}\times5=10\,\mathrm{m^3}$이다.

공기 중 산소 농도가 21vol%이므로 이론공기량은 $\dfrac{10}{0.21}\approx47.62\,\mathrm{m^3}$이다. 따라서 정답은 ③ 47.62이다.

분말소화약제의 착색은 제1종($\mathrm{NaHCO_3}$)=백색, 제2종($\mathrm{KHCO_3}$)=담회색, 제3종($\mathrm{NH_4H_2PO_4}$)=담홍색, 제4종($\mathrm{KHCO_3+(NH_2)_2CO}$)=회색으로 정해져 있다.

①(회색), ②(담홍색), ③(담회색)은 모두 이 기준과 일치하는 옳은 설명이지만, ④의 '$\mathrm{NaHCO_3}$ : 황색'은 실제로는 백색이어야 하므로 틀린 설명이다.

따라서 정답은 ④이다.

이산화탄소는 가스계 소화약제, 제1인산암모늄($\mathrm{NH_4H_2PO_4}$)은 제3종 분말소화약제, 탄산수소나트륨($\mathrm{NaHCO_3}$)은 제1종 분말소화약제로 모두 실제 사용되는 소화약제이다.

반면 트라이클로로실레인($\mathrm{SiHCl_3}$)은 물·공기와 접촉하면 격렬히 반응해 부식성·유독성 가스와 열을 내는 자연발화성·금수성 물질(제3류 위험물 계열)로, 그 자체가 위험물이지 소화약제로 사용되지 않는다.

따라서 정답은 ④이다.

제2류 위험물(황화인·적린·유황·철분·금속분·마그네슘·인화성고체 등)은 저온에서 착화하기 쉬운 가연성 고체이다.

이들은 자체에 산소를 함유하지 않으므로 ②('산소를 함유'한다는 전제)는 틀렸고, 연소 시 자신이 산화되는 쪽이지 스스로 환원되며 다른 물질을 산화시키는 것이 아니므로 ③도 개념이 뒤바뀌어 틀렸다. 또한 금속분·마그네슘 등은 연소열과 발열량이 커서 급격히 온도가 오르므로 ④('연소열이 거의 없다')도 틀렸다.

제2류 위험물은 착화온도가 낮고 연소속도가 빨라 화재가 급격히 확대되는 특징이 있으므로 옳은 설명은 ① '연소 속도가 빠르다'이다.

다량의 물에 의한 냉각소화가 효과적이려면 물과 위험하게 반응하지 않아야 한다. 금속의 수소화물과 알칼리금속의 과산화물은 물과 반응해 각각 수소·산소를 발생시키며 발열하는 금수성 물질이고, 금속분도 물과 반응해 수소를 발생시키므로 물 사용이 금지된다.

반면 유기과산화물은 제5류 위험물(자기반응성물질)로 물과 위험하게 반응하지 않으면서도 자체 산소를 함유해 폭발적으로 분해·연소할 수 있으므로, 화재 시 다량의 물로 냉각시켜 분해온도 이하로 낮추는 것이 가장 효과적인 소화방법이다.

따라서 정답은 ③이다.

할론 소화약제의 번호는 구성 원소를 탄소(C)-불소(F)-염소(Cl)-브로민(Br) 순서의 숫자로 표시한다.

Halon 1011은 C 1개, F 0개, Cl 1개, Br 1개로 구성된 $\mathrm{CH_2ClBr}$(브로모클로로메테인)이며, 탄소·수소·염소·브로민은 포함하지만 불소는 포함하지 않는다.

따라서 Halon 1011에 포함되지 않는 원소는 ④ F(불소)이다.

제3종 분말소화약제(제1인산암모늄, $\mathrm{NH_4H_2PO_4}$)는 열분해 시 먼저 암모니아와 오르토인산을 생성한다.

$\mathrm{NH_4H_2PO_4 \rightarrow NH_3 + H_3PO_4}$

온도가 더 오르면 $\mathrm{H_3PO_4}$는 축합되어 피로인산($\mathrm{H_4P_2O_7}$)을 거쳐 최종적으로 메타인산($\mathrm{HPO_3}$)이 된다. 이 중 오르토인산($\mathrm{H_3PO_4}$)이 목재·섬유(셀룰로오스) 표면의 수분을 빼앗아 탈수·탄화시켜 난연성 탄화층을 형성함으로써 연소 확산을 억제하며, 최종 생성물인 메타인산은 유리질 피막을 만들어 산소 접촉을 차단하는 방진효과를 낸다.

문제에서 요구하는 '섬유소를 탈수·탄화시켜 연소를 억제하는 물질'은 $\mathrm{H_3PO_4}$이므로 정답은 ③이다.

소화설비 적응성표상 제1류 위험물 중 알칼리금속의 과산화물등은 물 계통 소화설비 및 포소화설비에 적응성이 없고 탄산수소염류분말·건조사 등에만 적응성이 있으므로 ①은 옳다. 제2류 위험물 중 금속분(철분·마그네슘 포함)은 물과 반응해 수소를 발생시키므로 스프링클러설비 등 물 계통 소화설비에 적응성이 없어 ②도 옳다. 제4류 위험물은 살수밀도 기준을 충족하면 스프링클러설비에 적응성이 인정되므로 ④도 옳다.

그러나 제3류 위험물 중 금수성 물질은 물과 접촉 시 발열·가연성 가스 발생 등 위험한 반응을 일으키므로 물을 기반으로 하는 포소화설비에는 적응성이 없으며, 탄산수소염류분말·건조사·팽창질석/팽창진주암 등 물을 쓰지 않는 소화설비만 적응성이 있다.

따라서 틀린 설명은 ③이다.

위험물안전관리법령상 제4류 위험물을 지정수량의 3,000배 이상 취급하는 제조소 또는 일반취급소를 보유한 사업소에는 자체소방대를 설치해야 한다(다만 보일러로 위험물을 소비하는 일반취급소 등 일부는 제외).

따라서 정답은 ③ 3,000이다.

경유(제4류 제2석유류, 비수용성)는 물보다 비중이 작아 물 위에 뜨고, 물에 녹지 않는다.

따라서 대규모 화재에 다량의 물을 단순 주수하면 연소 중인 경유가 물 위에 뜬 채로 함께 흘러 퍼지면서 화재 면적이 오히려 넓게 확대되는 결과를 낳는다. 경유가 물과 반응해 수소·산소를 발생시키거나 유독가스를 내는 것은 아니므로 ①②③은 부적합 이유로 옳지 않다.

따라서 정답은 ④이다.

알코올형포(내알코올포)는 아세트알데하이드·아세톤·에탄올처럼 물에 잘 녹는 수용성 인화성액체(제4류 위험물) 화재에서, 일반포를 쓰면 포의 수분이 위험물에 흡수되어 포막이 파괴(소포)되는 것을 막기 위해 사용하는 특수 포소화약제이다.

그러나 알킬리튬은 제3류 위험물(자연발화성 및 금수성 물질)로 물과 접촉하면 격렬히 반응해 가연성 가스를 발생시키고 발화·폭발할 위험이 있으므로, 물을 주성분으로 하는 포소화약제는 알코올형포를 포함해 어떠한 것도 사용할 수 없다.

따라서 알코올형포를 사용할 수 없는 것은 ② 알킬리튬이다.

정답은 ②번, 질산이다.

질산(HNO₃)은 제6류 위험물(산화성 액체)로, 가열하거나 시간이 지나면 서서히 분해되어 적갈색의 유독한 이산화질소(NO₂)를 방출한다.

$4HNO_3 \rightarrow 4NO_2\uparrow + O_2\uparrow + 2H_2O$

과염소산(HClO₄)은 분해 시 주로 염화수소·물·산소 등을 생성해 적갈색이 특징이 아니며, 과산화수소(H₂O₂)는 분해되어 물과 무색의 산소만 발생시킨다. 적린은 고체 가연물로 가열 시 특징적으로 유독가스를 방출하는 물질이 아니라 연소 시 백색의 오산화인 연기를 낸다. 따라서 적갈색 유독가스를 방출하는 물질은 질산뿐이다.

정답은 ②번, 0.5m이다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표(옥내탱크저장소의 위치·구조·설비 기준)에 따르면 옥내저장탱크와 탱크전용실의 벽 사이, 그리고 옥내저장탱크 상호간에는 0.5m 이상의 간격을 유지하여야 한다(다만 탱크의 점검·보수에 지장이 없는 경우는 예외). 0.3m은 다른 배관·설비 이격거리와 혼동하기 쉬운 수치이며, 1.0m·1.5m은 실제 기준보다 과다한 값이다.

정답은 ④번, 안전관리자의 이름이다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표(운반용기의 외부 표시사항)에 따르면 운반용기 외부에는 위험물의 품명·위험등급·화학명(수용성 표시 대상은 '수용성' 추가), 위험물의 수량, 위험물에 따른 주의사항을 표시해야 한다. 안전관리자의 이름은 제조소등에 게시하는 안전관리자 선임 게시판 기재사항이지 운반용기 표시사항이 아니다.

정답은 ③번, 제3류 위험물과 제4류 위험물이다.

시행규칙 별표(유별을 달리하는 위험물의 혼재기준, 지정수량 1/10 초과 시 적용)에 따르면 제1류는 제6류와만, 제2류는 제4류·제5류와, 제3류는 제4류와만, 제4류는 제2류·제3류·제5류와, 제5류는 제2류·제4류와, 제6류는 제1류와만 혼재할 수 있다. 따라서 제1류-제2류, 제2류-제3류, 제5류-제6류는 혼재가 불가능한 조합이고, 제3류-제4류만 혼재 가능한 조합이다.

정답은 ③번, 나이트로화합물이다.

시행규칙 별표(적재방법 중 피복 기준)에 따르면 방수성 덮개로 덮어야 하는 대상은 제1류 위험물 중 알칼리금속의 과산화물(또는 이를 함유한 것), 제2류 위험물 중 철분·금속분·마그네슘(또는 이를 함유한 것), 제3류 위험물 중 금수성 물질이다. 알칼리금속 과산화물·마그네슘·탄화칼슘(제3류 금수성물질)은 모두 방수성 피복 대상이지만, 나이트로화합물은 제5류 자기반응성물질로 물과 반응하는 성질이 없어 방수성 덮개 대상이 아니다(다만 자기반응성물질로서 일광 차단을 위한 차광성 덮개는 필요하다).

정답은 ③번, 과산화칼륨(K₂O₂)·나트륨(Na)·탄화칼슘(CaC₂)이다.

세 물질 모두 제1류·제3류 위험물로 물과 접촉 시 격렬히 반응하여 위험을 유발한다.

$2K_2O_2 + 2H_2O \rightarrow 4KOH + O_2\uparrow$
$2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2\uparrow$
$CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2\uparrow$

반면 아세트알데하이드(CH₃CHO)는 물에 잘 녹을 뿐 위험한 반응을 일으키지 않고, 과염소산나트륨(NaClO₄)은 조해성으로 물에 잘 녹지만 격렬한 반응은 없으며, 중크롬산칼륨(K₂Cr₂O₇)은 산화성 고체이나 물과 위험 반응을 하지 않는다. 따라서 세 물질 모두 물과 위험 반응을 하는 조합은 ③뿐이다.

정답은 ②번, 아세톤이다.

위험물안전관리법 시행령 별표(옥외저장소에 저장할 수 있는 위험물)에 따르면 제4류 위험물 중 제1석유류는 인화점이 0℃ 이상인 것에 한하여 옥외저장소에 저장할 수 있다. 아세톤은 제1석유류이지만 인화점이 약 −18℃로 0℃ 미만이므로 옥외저장소 저장이 불가능하다. 반면 에탄올(알코올류), 황(제2류), 과산화수소(제6류)는 각각 옥외저장소에 저장 가능한 위험물로 명시되어 있다.

정답은 ③번이다(틀린 설명을 고르는 문제).

황린(백린, P₄)은 강한 독성을 지녀 피부 접촉·흡입 시 치명적일 수 있는 물질이고, 반대로 적린(P)은 황린에 비해 독성이 거의 없어 비교적 안전하게 취급된다. 따라서 '황린은 독성이 없고 적린이 맹독성'이라는 설명은 실제와 정반대이므로 틀린 설명이다. 담황색·마늘 냄새(황린), 암적색·무취(적린), 이황화탄소 용해성(황린은 용해, 적린은 불용)에 대한 나머지 설명은 모두 옳다.

정답은 ③번, 과염소산(HClO₄)이다.

브로민산칼륨(KBrO₃), 중크롬산암모늄((NH₄)₂Cr₂O₇), 아염소산나트륨(NaClO₂)은 모두 제1류 위험물(산화성 고체)에 해당한다. 반면 과염소산(HClO₄)은 상온에서 액체 상태로 존재하는 제6류 위험물(산화성 액체)이므로 고체 위험물이 아니다.

정답은 ③번, PH₃(포스핀)이다.

인화석회(인화칼슘, Ca₃P₂)는 제3류 위험물(금수성 물질)로 물과 반응하여 맹독성 가연성 기체인 포스핀(인화수소)을 발생시킨다.

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

정답은 ②번, 70kPa의 압력으로 10분간이다.

시행규칙 별표(간이탱크저장소의 기준)에 따르면 간이저장탱크는 70kPa의 압력으로 10분간 수압시험을 실시하여 새거나 변형되지 않아야 한다. 압력·시간 중 하나라도 다르게 제시된 나머지 선택지는 모두 실제 규정과 일치하지 않는다.

정답은 ②번이다.

위험물제조소의 안전거리는 원칙적으로 법정 이격거리를 따르되, 취급하는 위험물의 최대수량이 지정수량의 10배 미만이면서 소방청장이 정하여 고시하는 기준(방화상 유효한 벽의 높이·재질 등)에 적합하게 방화상 유효한 벽을 설치한 경우에 한하여 안전거리를 단축할 수 있다. 소방서와 가깝다는 사실, 벽 재질이 철근콘크리트라는 사실만으로는, 또는 취급 품목이 한 가지라는 사실만으로는 법령상 안전거리 단축 사유가 되지 않는다.

간이탱크저장소에 설치하는 간이저장탱크의 수압시험 기준은 「위험물안전관리법 시행규칙」 별표 9(간이탱크저장소의 위치·구조 및 설비의 기준)에 규정되어 있다. 이에 따르면 간이저장탱크는 두께 3.2mm 이상의 강판으로 흠이 없도록 제작하여야 하며, 70kPa의 압력으로 10분간 실시하는 수압시험에서 새거나 변형되지 아니하여야 한다.

따라서 판정 기준은 '압력 70kPa'와 '가압시간 10분'을 모두 충족해야 성립한다. 보기 2번 '70kPa의 압력으로 10분간의 수압시험'은 이 법정 기준의 압력과 시간을 모두 정확히 만족하므로, 정답은 2번이다.

나머지 보기는 압력 또는 시간이 법정 기준과 어긋난다.
· 1번(50kPa·7분): 압력이 50kPa로 기준(70kPa)에 미달하고 시간도 7분으로 기준(10분)에 미달하여 압력·시간 모두 틀림
· 3번(50kPa·10분): 시간(10분)은 기준과 같으나 압력이 50kPa로 기준(70kPa)에 미달
· 4번(70kPa·7분): 압력(70kPa)은 기준과 같으나 시간이 7분으로 기준(10분)에 미달

정답은 ④번, 유동파라핀이다.

나트륨(Na)은 제3류 위험물(금수성 물질)로 물과 격렬히 반응하여 수소를 발생시키므로 물은 물론, −OH기를 가진 메탄올(알코올류) 역시 나트륨과 반응하여 보호액으로 사용할 수 없다. 수은은 아말감을 생성하고 독성이 있어 부적합하다. 나트륨은 공기 중 수분과의 접촉을 차단하기 위해 반응성이 없는 유동파라핀(또는 등유·경유 등 석유류)에 담가 보관한다.

정답은 ③번, 0.3m × 0.6m이다.

시행규칙 별표(제조소의 표지 및 게시판 기준)에 따르면 위험물제조소에 설치하는 표지는 한 변의 길이가 0.3m 이상, 다른 한 변의 길이가 0.6m 이상인 직사각형으로 하고, 백색 바탕에 흑색 문자로 '위험물제조소'라는 표시를 하여야 한다.

정답은 ④번, P₂O₅(오산화인)이다.

적린(P)은 제2류 위험물로 공기 중에서 연소하면 백색 연기의 오산화인을 생성한다.

$4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$

정답은 ①번, 아세트알데하이드(CH₃CHO)이다.

아세트알데하이드는 극성이 크고 분자량이 작아 물과 임의 비율로 섞이는(완전 혼화) 성질을 가진다. 다이에틸에터(C₂H₅OC₂H₅)는 물에 소량만 녹으며(100mL당 약 6~7g), 황린(P₄)은 물에 거의 녹지 않아 오히려 물을 보호액으로 사용하고, 질산에틸(C₂H₅ONO₂)도 물에 난용성이다. 따라서 넷 중 물에 대한 용해도가 가장 큰 것은 아세트알데하이드이다.

정답은 ①번, 덩어리 상태의 황이다.

시행규칙 별표(적재방법)에 따르면 덩어리 상태의 황을 운반하기 위하여 적재하는 경우에는 소정의 운반용기에 수납하지 않고 적재할 수 있는 예외가 인정된다. 금속분(제2류), 삼산화크로뮴(제6류), 염소산나트륨(제1류)은 모두 지정수량 이상 운반 시 원칙대로 규정된 운반용기에 수납하여야 한다.

정답은 ③번이다(틀린 설명을 고르는 문제).

과염소산나트륨(NaClO₄)은 제1류 위험물로 강한 산화제이며 물에 대한 용해도가 크고 조해성이 있다. 다만 열분해 시 발생하는 기체는 염소(Cl₂)가 아니라 산소(O₂)이다.

$NaClO_4 \rightarrow NaCl + 2O_2\uparrow$

따라서 '열분해되면서 염소를 발생시킨다'는 설명이 사실과 다른 틀린 설명이다.

정답은 ②번, 질산이다.

41번 문제와 동일한 내용으로, 질산(HNO₃)은 제6류 위험물로 가열 시 분해되어 적갈색의 유독한 이산화질소(NO₂)를 방출한다.

$4HNO_3 \rightarrow 4NO_2\uparrow + O_2\uparrow + 2H_2O$

과염소산·과산화수소는 분해 시 적갈색 기체를 발생시키지 않고, 적린은 가열 시 특징적인 유독가스를 방출하는 물질이 아니다.