[위험물산업기사 필기] 25년 3회차 시험지 PDF 다운로드

이 문제는 열량 공식 $Q = mc\Delta T$를 적용하는 문제이다.

실린더 마개가 열려 있어 기체가 자유로이 팽창하므로 압력은 대기압으로 일정하게 유지된 상태(정압 과정)에서 가열이 이루어진다. 질량 $m=1\text{g}$, 비열 $c=4.97\ \mathrm{cal/(g\cdot ^{\circ}\!C)}$, 온도변화 $\Delta T = 120-20 = 100^{\circ}\mathrm{C}$이므로,

$Q = 1 \times 4.97 \times 100 = 497\ \mathrm{cal}$

따라서 497cal인 ③이 정답이다. ①, ②, ④는 온도차나 비열 값을 빠뜨리거나 다르게 대입한 계산 오류의 결과값에 해당한다.

이상기체 상태방정식 $PV = nRT$에서 기체상수는 $R = \dfrac{PV}{nT}$로 정의되므로, 그 단위는 (압력×부피)를 (몰수×절대온도)로 나눈 형태, 즉 $\dfrac{\mathrm{atm}\cdot \mathrm{L}}{\mathrm{mol}\cdot \mathrm{K}}$가 되어야 차원이 일치한다.

$R=0.082$는 압력을 atm, 부피를 L 단위로 썼을 때의 근사값(정확히는 0.0821)이므로 ③이 정답이다.

①, ②는 몰(mol)이 분자에 위치해 $PV=nRT$의 차원과 맞지 않으며, ④는 압력 단위를 mmHg로 바꾼 것인데 이 경우 R값은 약 62.4가 되어야 하므로 0.082와 일치하지 않는다.

노르말농도(N)의 정의는 $N = \dfrac{\text{당량수(eq)}}{\text{부피(L)}}$이므로 용액 속 당량수는 다음과 같다.

$3\ \mathrm{N} \times 0.2\ \mathrm{L} = 0.6\ \mathrm{eq}$

$\mathrm{H_2SO_4}$는 이온화 시 $\mathrm{H^+}$ 2개를 내놓으므로 1당량의 질량(g당량)은 분자량을 2로 나눈 값이다. 분자량은 $2(1)+32+4(16)=98$이므로 g당량 $=98/2=49\ \mathrm{g/eq}$이다.

$0.6\ \mathrm{eq} \times 49\ \mathrm{g/eq} = 29.4\ \mathrm{g}$

따라서 정답은 ①이다. ②(58.8)는 분자량을 그대로 곱해 2로 나누지 않은(몰농도로 착각한) 오류, ③(98.0)은 단순 분자량 자체, ④(117.6)는 계산을 중복 적용한 오답이다.

이온결합 물질은 양이온과 음이온이 강한 정전기적 인력(쿨롱력)으로 결합한 고체로, 결합력이 강해 녹는점이 높고 단단하지만, 외력이 가해져 이온층이 밀리면 같은 전하끼리 마주하며 반발해 쉽게 쪼개지는(부스러지는) 성질을 갖는다. 또한 극성 용매인 물에는 이온이 수화되어 잘 녹는다.

그러나 전기 전도성은 이온이 자유롭게 이동할 수 있을 때만 나타난다. 고체 상태에서는 양이온·음이온이 결정격자에 고정되어 있어 전류를 흐르게 할 수 없으며, 액체(용융) 상태이거나 수용액 상태일 때만 이온이 자유 이동하여 전기를 통한다.

따라서 "고체 상태와 액체 상태 모두에서 전기를 잘 통하는 도체"라는 설명은 옳지 않으며, 정답은 ③이다.

용해도는 용매 100g에 최대로 녹을 수 있는 용질의 g수로 정의한다.

설탕물(용액) 100g 중 설탕(용질)이 40g이므로 용매(물)의 양은 $100-40=60\ \mathrm{g}$이다.

$\text{용해도} = \dfrac{40}{60}\times 100 = 66.7$

따라서 정답은 ②이다.

용해도는 일정한 온도에서 용매 100 g에 최대로 녹을 수 있는 용질의 g수로 정의된다(포화용액 기준). 분모가 용액(용질+용매) 전체가 아니라 오직 용매라는 점이 핵심이다.

주어진 조건은 포화용액 290 g에 용질(설탕)이 90 g 녹아 있는 상태이므로, 용매(물)의 질량은 용액에서 용질을 뺀 값이다.

$\text{용매} = \text{용액} - \text{용질} = 290\,\text{g} - 90\,\text{g} = 200\,\text{g}$

이를 용해도 정의식에 대입하면,

$\text{용해도} = \dfrac{\text{용질}}{\text{용매}} \times 100 = \dfrac{90}{200} \times 100 = 45$

즉 이 온도에서 물 100 g당 설탕 45 g이 녹아 포화에 도달하므로 용해도는 45이다. 따라서 정답은 1번이다.

오답 풀이

2번(90): 90 g은 용해도가 아니라 문제에 주어진 용질(설탕) 자체의 질량이다. 용매를 100 g 기준으로 환산하는 과정을 거치지 않고, 녹아 있는 용질 양을 그대로 답으로 고른 오류다.

3번(180): 올바른 비례식은 용매 200 g에 90 g이므로 용매 100 g에는 $90 \times \dfrac{100}{200} = 45$이 녹는다는 것이다. 이때 환산 비율을 뒤집어 $90 \times \dfrac{200}{100} = 180$으로 계산하면 나오는 값으로, 비례관계를 반대로 적용한 근거 없는 수치다.

4번(290): 290 g은 포화용액 전체의 질량이다. 용해도의 분모를 용매(200 g)가 아니라 용액 전체로 혼동했거나, 주어진 용액 질량을 그대로 답으로 옮긴 오류다.

참고: 이 문항은 용해도의 정의를 묻는 일반화학 계산 문제로, 위험물안전관리법령상의 수치 기준이 직접 적용되는 유형은 아니다. 다만 위험물의 수용성·비수용성 판정이나 희석소화 시 용해도 개념이 바탕이 되므로, 용해도는 용액이 아닌 용매 100 g을 기준으로 한다는 정의를 정확히 구분해 두는 것이 중요하다.

물리적 변화는 물질의 화학적 조성(성분)은 그대로이고 상태나 형태만 변하는 현상이며, 화학적 변화는 원래 물질과 다른 새로운 물질이 생성되는 현상이다.

증류는 끓는점 차이를 이용해 혼합물을 분리하는 것으로 물리적 변화이고, 승화는 고체가 액체를 거치지 않고 기체로 상태만 변하는 물리적 변화이며, 용융은 고체가 액체로 상태만 변하는 물리적 변화이다.

반면 발효는 효모·미생물의 작용으로 당(글루코스)이 에탄올과 이산화탄소 등 전혀 다른 물질로 분해되는 반응이므로 화학적 변화에 해당한다.

따라서 정답은 ②이다.

환원제(자신은 산화되면서 다른 물질을 환원시키는 물질)는 일반적으로 다음 성질을 갖는다: 수소를 발생시키기 쉬운 물질, 전자를 잃기(내놓기) 쉬운 물질, 산소와 결합하기 쉬운 물질(자기 자신이 산화되어 산화물이 됨).

반면 "발생기의 산소를 내놓는(방출하는) 물질"은 다른 물질에게 산소를 공급해 그것을 산화시키는 성질이므로 이는 산화제의 특징이다.

따라서 환원제가 될 수 없는 물질은 ④이다.

염소의 옥소산은 염소의 산화수에 따라 이름이 정해진다.

$\mathrm{HClO}$(Cl 산화수 +1) : 차아염소산
$\mathrm{HClO_2}$(Cl 산화수 +3) : 아염소산
$\mathrm{HClO_3}$(Cl 산화수 +5) : 염소산
$\mathrm{HClO_4}$(Cl 산화수 +7) : 과염소산

따라서 $\mathrm{HClO_2}$는 아염소산이며 정답은 ②이다.

염화칼슘의 화학식은 $\mathrm{CaCl_2}$이다.

$\text{분자량} = 40 + 35.5\times 2 = 111$

따라서 정답은 ①이다.

물의 전기분해 반응식은 다음과 같다.

$2\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{H_2}(-\text{극}) + \mathrm{O_2}(+\text{극})$

(+)극(양극)에서는 산소가, (−)극(음극)에서는 수소가 발생하며, 반응식의 계수비에서 $\mathrm{H_2}:\mathrm{O_2}=2:1$이다. 같은 온도·압력 조건에서는 몰비가 곧 부피비와 같으므로(아보가드로 법칙),

$5.6\ \mathrm{L}(\mathrm{O_2}) \times 2 = 11.2\ \mathrm{L}(\mathrm{H_2})$

따라서 정답은 ②이다.

실험식은 각 원소의 몰수 비로 구한다. 시료 100g 기준으로 산소 50g, 황 50g이 들어있다고 가정하면,

$\mathrm{O}: \dfrac{50}{16} = 3.125\ \mathrm{mol}, \quad \mathrm{S}: \dfrac{50}{32} = 1.5625\ \mathrm{mol}$

몰비를 가장 작은 값으로 나누면,

$\mathrm{O}:\mathrm{S} = \dfrac{3.125}{1.5625} : 1 = 2:1$

따라서 실험식은 $\mathrm{SO_2}$이며 정답은 ②이다.

수소와 염소의 반응식은 다음과 같다.

$\mathrm{H_2} + \mathrm{Cl_2} \rightarrow 2\mathrm{HCl}$

계수비가 1:1:2이므로 수소 1.2몰과 염소 2몰이 반응할 때, 염소는 1.2몰만 있으면 충분하고 나머지 0.8몰은 반응하지 않는다. 즉 수소가 한계반응물이다.

$1.2\ \mathrm{mol}\ \mathrm{H_2} \rightarrow 2\times 1.2 = 2.4\ \mathrm{mol}\ \mathrm{HCl}$

따라서 정답은 ③이다.

르샤틀리에 원리에 따라 화학평형은 온도, 농도, 압력(부피)의 변화에 대응하여 정반응 또는 역반응 쪽으로 이동한다.

그러나 촉매는 정반응과 역반응의 활성화 에너지를 동일한 비율로 낮추어 두 반응의 속도를 똑같이 증가시키므로, 평형에 도달하는 시간만 단축시킬 뿐 평형의 위치(농도비) 자체는 이동시키지 않는다.

따라서 화학평형 이동에 영향을 주지 않는 조건은 ③ 촉매이다.

벤젠 고리에 하이드록시기($-\mathrm{OH}$)가 직접 결합한 페놀류는 염화제이철($\mathrm{FeCl_3}$) 수용액과 반응하여 보라색 계통의 정색반응을 나타내는 대표적 특성 반응을 보이며, 카복실산보다는 약하지만 산성을 띤다.

반면 아닐린($-\mathrm{NH_2}$)은 오히려 염기성을 띠고, 나이트로벤젠($-\mathrm{NO_2}$)과 클로로벤젠($-\mathrm{Cl}$)은 산성도 아니고 $\mathrm{FeCl_3}$ 정색반응도 나타내지 않는다.

따라서 정답은 ②($-\mathrm{OH}$, 페놀)이다.

몰수를 기준으로 각 입자의 개수(아보가드로수의 배수)를 비교한다.

① 질소 7g 중의 원자수: 질소 기체는 $\mathrm{N_2}$(분자량 28)이므로 $\dfrac{7}{28}=0.25\ \mathrm{mol}$의 분자가 있고, 원자수는 그 2배인 $0.5\ \mathrm{mol}$이다.

② 수소 1g 중의 원자수: $\mathrm{H_2}$(분자량 2)이므로 $\dfrac{1}{2}=0.5\ \mathrm{mol}$의 분자가 있고, 원자수는 $1.0\ \mathrm{mol}$이다.

③ 염소 71g 중의 분자수: $\mathrm{Cl_2}$(분자량 71)이므로 $\dfrac{71}{71}=1.0\ \mathrm{mol}$의 분자수이다.

④ 물 18g 중의 분자수: $\mathrm{H_2O}$(분자량 18)이므로 $\dfrac{18}{18}=1.0\ \mathrm{mol}$의 분자수이다.

②, ③, ④는 모두 $1.0\ \mathrm{mol}$에 해당하는 개수이지만, ①만 $0.5\ \mathrm{mol}$로 나머지의 절반에 해당한다. 따라서 크기가 다른 하나는 ①이다.

분자식(구조의 골격)은 같지만 서로 겹쳐지지 않는 거울상 관계(실물과 거울상처럼 좌우가 뒤바뀐 구조)를 갖는 한 쌍의 이성질체를 광학이성질체(거울상이성질체, 에난티오머)라고 하며, 분자 내에 비대칭 탄소(카이랄 중심)가 존재할 때 나타난다.

구조이성질체는 원자의 연결 순서 자체가 다른 경우이고, 기하이성질체는 이중결합 등에서 치환기의 공간 배치(시스-트랜스)가 다른 경우이므로 문제의 정의와는 다르다.

따라서 정답은 ③이다.

방향족 화합물은 벤젠 고리(또는 그에 준하는 방향족 고리)를 골격으로 갖는 화합물이다.

톨루엔($\mathrm{C_6H_5CH_3}$), 크레졸($\mathrm{C_6H_4(OH)CH_3}$), 아닐린($\mathrm{C_6H_5NH_2}$)은 모두 벤젠 고리를 포함하는 방향족 화합물이다.

그러나 아세톤($\mathrm{CH_3COCH_3}$)은 벤젠 고리가 없는 사슬형(지방족) 케톤이므로 방향족 화합물이 아니다.

따라서 정답은 ②이다.

벤젠 고리를 포함하는 물질은 방향족 화합물이다.

아세틸렌($\mathrm{C_2H_2}$)은 삼중결합을 갖는 사슬형 탄화수소, 아세톤($\mathrm{CH_3COCH_3}$)은 사슬형 케톤, 메테인($\mathrm{CH_4}$)은 사슬형 알케인으로 모두 벤젠 고리가 없다.

아닐린($\mathrm{C_6H_5NH_2}$)은 벤젠 고리에 아미노기($-\mathrm{NH_2}$)가 결합한 방향족 아민이므로 벤젠 고리를 포함한다.

따라서 정답은 ④이다.

96wt% $\mathrm{H_2SO_4}$(A) $x$kg과 60wt% $\mathrm{H_2SO_4}$(B) $(100-x)$kg을 섞어 80wt% $\mathrm{H_2SO_4}$ 100kg을 만든다고 하면, 순수 $\mathrm{H_2SO_4}$ 질량 기준 보존식은 다음과 같다.

$0.96x + 0.60(100-x) = 0.80\times 100$

$0.96x + 60 - 0.60x = 80$

$0.36x = 20 \;\Rightarrow\; x = 55.6$

따라서 $A=55.6\ \mathrm{kg}$, $B=100-55.6=44.4\ \mathrm{kg}$이며 정답은 ③이다.

발포배율(팽창비)은 채취한 포 시료의 부피를 그 포를 만드는 데 사용된 포 수용액의 부피로 나눈 값이다. 문제에서 포 수용액의 비중을 1로 가정했으므로, 포의 무게(g)를 그대로 부피(mL)로 환산할 수 있다.

먼저 채취한 포 자체의 무게를 구하면:
$540\text{g} - 340\text{g} = 200\text{g}$

비중이 1이므로 이 포를 만든 포 수용액의 부피는 200mL이며, 포는 시료 용기의 용량인 1,800mL를 가득 채우고 있으므로 발포배율은 다음과 같다.
$\text{발포배율} = \dfrac{1800\text{mL}}{200\text{mL}} = 9\text{배}$

따라서 정답은 9배(④)이며, 3배·5배·7배는 계산 결과와 맞지 않는 오답이다.

제2류 위험물(가연성고체)에 해당하는 대표 품명은 황화인, 적린, 유황(황), 철분, 금속분, 마그네슘, 인화성고체 등이다.

① 마그네슘은 제2류이지만 나트륨은 물과 접촉 시 격렬히 반응하는 금수성물질로 제3류 위험물이다.
② 황화인은 제2류이지만 황린은 자연발화성물질로 제3류 위험물이다.
③ 수소화리튬·수소화나트륨은 모두 금속의 수소화물로 제3류 위험물(금수성물질)이다.
④ 황과 적린은 둘 다 제2류 위험물이다.

따라서 두 물질이 모두 제2류 위험물인 조합은 ④뿐이므로 정답은 ④이다.

제5류 위험물(자기반응성물질) 중 질산에스터류에는 나이트로셀룰로스([C6H7O2(ONO2)3]n)가, 나이트로화합물류에는 트리나이트로톨루엔(TNT, C6H2CH3(NO2)3)과 나이트로메테인(CH3NO2)류가 해당한다. 이들은 분자 내에 다량의 산소를 포함하고 있어 자체 산소만으로도 연소·폭발이 가능하다.

반면 나이트로벤젠(C6H5NO2)은 나이트로기를 하나만 가진 방향족 화합물로, 자체 산소만으로 폭발적으로 연소할 만큼의 산소 균형을 갖추지 못해 제5류로 분류되지 않고, 인화성 액체인 제4류 위험물(제3석유류)로 분류된다.

따라서 제5류 위험물에 해당하지 않는 것은 ④ 나이트로벤젠이다.

위험물안전관리법령상 옥내저장소는 원칙적으로 독립된 건축물에 설치해야 하지만, 벽·기둥·바닥 등이 내화구조인 건축물이라면 예외적으로 다른 용도 부분과 함께 있는 복합용도 건축물에도 설치할 수 있다. 이때 옥내저장소 용도로 사용하는 부분의 바닥면적은 75m² 이하로 제한된다.

이는 화재 시 위험물 저장 부분과 다른 용도 부분 사이의 피해 확산을 최소화하기 위한 규제이며, 30m²·50m²·100m²은 해당 기준과 다른 임의의 수치이다.

따라서 정답은 ③ 75m²이다.

소화설비의 소요단위는 건축물의 구조와 연면적을 기준으로 산정한다. 제조소·취급소용 건축물의 경우, 외벽이 내화구조인 것은 연면적 100m²를 1소요단위로, 내화구조가 아닌 것은 50m²를 1소요단위로 계산한다(저장소용 건축물은 각각 150m², 75m² 기준으로 별도 적용).

이 문제는 외벽이 내화구조인 취급소 건축물이므로 100m²당 1단위를 적용한다.
$\text{소요단위} = \dfrac{500\text{m}^2}{100\text{m}^2} = 5\text{단위}$

따라서 정답은 ② 5단위이다.

착화점(발화점)은 가연물을 가열할 때 별도의 점화원(불꽃, 스파크 등)을 가하지 않아도 스스로 발화가 일어나는 여러 온도 중 가장 낮은 온도를 말한다. 이는 물질 내부에 열이 축적되어 자체적으로 산화·발화 반응이 시작되는 최저 한계 온도를 의미한다.

②·③은 '점화원을 가했을 때'를 전제로 하고 있어 외부 점화원 없이 스스로 발화한다는 착화점의 핵심 정의와 어긋나며, ③·④는 '가장 높은 온도'라고 하여 최저온도라는 정의와도 맞지 않는다.

따라서 정답은 ①이다.

공기는 부피 기준으로 질소 약 78%, 산소 약 21%, 아르곤 등 기타 성분 약 1%로 구성된다. 그러나 질량 기준으로는 산소(분자량 32)가 질소(분자량 28)보다 무겁기 때문에, 같은 몰(부피) 비율이라도 질량비로 환산하면 산소의 비중이 커져 산소 약 23%, 질소 약 77% 수준이 된다.

따라서 부피 백분율 21%, 질량 백분율 23%가 되어 정답은 ② 21%, 23%이다. 나머지 보기는 부피·질량 백분율 값이 서로 바뀌었거나 실제 공기 조성과 맞지 않는 값이다.

과산화칼륨($K_2O_2$)은 위험물안전관리법령상 제1류 위험물(산화성 고체) 중 무기과산화물(알칼리금속의 과산화물)에 해당한다. 제1류 위험물은 일반적으로 주수(냉각)소화가 원칙이지만, 알칼리금속의 과산화물만은 예외로 물과의 접촉을 금하는 금수성 물질이다.

과산화칼륨은 물과 반응하여 수산화칼륨과 산소를 발생시키며, 이 반응은 다량의 열을 내는 발열반응이다.
$2K_2O_2 + 2H_2O \rightarrow 4KOH + O_2 \uparrow$

이때 생성된 산소($O_2$)는 스스로 타지는 않지만 다른 물질의 연소를 돕는 조연성(지연성) 가스이다. 따라서 주수소화를 하면 소화는커녕 반응열로 온도가 오르고 산소까지 공급되어 화재가 오히려 확대·격화된다. 그러므로 주수소화가 부적합하며, 정답은 1번이다.

[오답 풀이]

2번: 수소가스는 과산화물이 아니라 금속칼륨($K$) 자체가 물과 반응할 때 발생한다($2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2 \uparrow$). 과산화칼륨은 과산화이온($O_2^{2-}$)을 가진 화합물이어서 물과 반응할 때 수소가 아니라 산소가 나오므로 틀리다.

3번: 물과의 반응 생성물은 수산화칼륨($KOH$)과 산소($O_2$)이다. 수산화칼륨은 불연성 염기이고 산소는 조연성 가스일 뿐, 그 자체가 타는 가연물이 아니다. 문제의 핵심은 '가연물 생성'이 아니라 '연소를 돕는 산소(조연제)의 발생'이므로 틀리다.

4번: 과산화칼륨이 물과 반응하여 금속칼륨($K$)이 생성되지는 않는다. 생성물은 $KOH$와 $O_2$뿐이며, 이미 산화 상태로 존재하는 칼륨 이온($K^+$)이 물과의 반응으로 금속 상태($K^0$)로 환원될 화학적 근거가 없으므로 틀리다.

참고로 무기과산화물 화재는 주수·강화액을 피하고 마른 모래(건조사), 팽창질석·팽창진주암, 탄산수소염류 분말소화약제 등으로 질식소화하는 것이 적응성 있는 소화방법이다.

제일인산암모늄(NH4H2PO4, 인산이수소암모늄)은 제3종 분말소화약제의 주성분으로, 열분해 시 생성되는 메타인산(HPO3) 피막이 가연물 표면을 덮어 냉각·질식 효과를 내며, 일반화재(A급)·유류화재(B급)·전기화재(C급)에 모두 적응성을 가져 'ABC분말'로 불린다.

②·③·④(전기·유류·목재(일반)화재)는 모두 제3종 분말소화약제가 실제로 적응성을 갖는 화재이므로 옳은 특징이다. 반면 금속화재(D급)는 나트륨·마그네슘·알루미늄분 등 금속 자체가 가연물인 화재로, 물이나 일반 분말소화약제로는 오히려 반응이 격화될 수 있어 마른모래나 금속화재 전용 소화약제가 필요하며, 제3종 분말소화약제로는 대응할 수 없다.

따라서 특징으로 볼 수 없는 것은 ① '금속화재에도 사용할 수 있다'이다.

한계산소농도(LOC, Limiting Oxygen Concentration)는 가연성 증기가 연소를 지속하기 위해 최소한 필요한 산소 농도로, 이산화탄소 등 불활성기체로 주위의 산소 농도를 이 값 아래로 희석시키면 질식소화가 가능해진다.

아세톤과 같은 인화성 액체는 물질별로 한계산소농도가 다르며, 아세톤의 한계산소농도는 약 15vol% 수준으로 알려져 있다. 이산화탄소 소화설비의 설계농도는 이 한계산소농도보다 충분히 낮은 산소분율이 되도록 CO2 농도를 정한다.

따라서 아세톤의 한계산소농도에 가장 가까운 값은 ① 15이며, 18·21·25는 아세톤의 실제 한계산소농도와 거리가 있는 값이다.

포소화약제의 혼합방식은 크게 4가지로 구분된다.
- 펌프 프로포셔너 방식: 펌프의 토출관과 흡입관 사이 배관에 설치한 흡입기를 통해 농도조절밸브로 조정된 포소화약제를 흡입·혼합.
- 라인 프로포셔너 방식: 펌프와 발포기 사이 배관에 설치한 벤추리관의 벤추리 작용으로 포소화약제를 흡입·혼합.
- 프레셔 프로포셔너 방식: 펌프와 발포기 사이 벤추리관과 펌프 가압수의 압력을 이용해 포소화약제 저장탱크에서 약제를 흡입·혼합.
- 프레셔 사이드 프로포셔너 방식: 펌프의 토출관에 별도의 포소화약제 압입용 펌프(압입기)를 설치하여, 그 압입용 펌프의 압력으로 약제를 압입시켜 혼합.

문제에서 설명한 '펌프 토출관에 압입기를 설치하고, 포소화약제 압입용 펌프로 약제를 압입시켜 혼합'하는 방식은 프레셔 사이드 프로포셔너 방식의 정의와 정확히 일치한다.

따라서 정답은 ③이다.

할로겐화합물소화설비의 화재안전기준에서는 저장용기의 저장 방식(가압식/축압식)과 소화약제 종류별로 충전비 범위를 다르게 정하고 있다.
- 할론 2402: 가압식 0.51 이상 0.67 미만, 축압식 0.67 이상 2.75 이하
- 할론 1211: 0.7 이상 1.4 이하
- 할론 1301: 0.9 이상 1.6 이하

문제는 할론 2402를 '축압식' 저장용기에 저장하는 경우를 묻고 있으므로 0.67 이상 2.75 이하가 적용된다. 0.51~0.67은 할론2402의 가압식 기준이고, 0.7~1.4는 할론1211, 0.9~1.6은 할론1301의 기준이라 오답이다.

따라서 정답은 ②이다.

위험물안전관리법령상 제조소등에 두는 자체소방대의 화학소방자동차 중 포수용액을 방사하는 화학소방자동차는 포수용액의 방사능력이 매분 2,000L 이상이어야 하고, 소화약액탱크 및 소화약액혼합장치를 갖추어 10만L 이상의 포수용액을 만들 수 있는 양의 소화약제를 비치하여야 한다.

1,500L/5만L, 1,000L/3만L, 500L/1만L 등의 조합은 실제 기준값과 다르며, 분말·이산화탄소·할로겐화합물 방사차 등 다른 종류의 화학소방자동차 기준과 혼동한 값이다.

따라서 정답은 ① 2,000L/min, 비치량 10만L 이상이다.

발화점(착화점)은 점화원 없이도 스스로 발화가 일어나는 최저온도, 인화점은 가연성 증기가 형성된 상태에서 점화원을 가했을 때 연소범위 하한 농도에 도달해 불이 붙는 최저온도, 연소점은 인화점보다 조금 높은 온도로 점화 후 연소 상태가 5초 이상 지속될 수 있는 최저온도를 말한다. ①·②·④는 모두 이러한 표준 정의와 일치한다.

하나의 가연물에서 이 세 온도의 실제 크기 순서는 '인화점 < 연소점 < 발화점'으로, 발화점이 가장 높고 인화점이 가장 낮다. 그런데 ③은 '발화점, 인화점, 연소점의 순서로 높다'고 하여 발화점을 가장 낮은 온도로 서술하고 있으므로, 실제 온도 순서와 반대로 되어 있다.

따라서 틀린 설명은 ③이다.

피리딘은 제4류 위험물 제1석유류 중 수용성 액체로 분류되며 지정수량은 400L이다. 소화설비의 소요단위는 위험물의 경우 지정수량의 10배를 1단위로 하여 산정한다.

$\text{소요단위} = \dfrac{20000\text{L}}{400\text{L} \times 10} = \dfrac{20000}{4000} = 5\text{단위}$

따라서 정답은 ① 5단위이다.

셀룰로이드는 질소 함유량이 약 10.7~11.2% 정도로 낮은 나이트로셀룰로스(질화도가 낮아 폭발성은 약하지만 여전히 자기반응성을 가짐)를 장뇌(camphor)와 알코올에 용해시켜 만든 콜로이드성 가소체로, 제5류 위험물(자기반응성물질)에 해당하며 필름·완구 등의 원료로 쓰였다.

펜트리트(PETN)와 TNT는 각각 별도의 폭발성 화합물이며 장뇌·알코올을 이용한 콜로이드화 공정과 무관하고, 나이트로글라이콜은 질산에스터류의 액체 폭약 원료로 셀룰로이드 제조 공정과 다르다.

따라서 정답은 ① 셀룰로이드이다.

화재는 가연물의 종류에 따라 A급(일반화재, 백색), B급(유류화재, 황색), C급(전기화재, 청색), D급(금속화재, 무색)으로 표시색을 구분한다.

황색으로 표시되는 화재는 유류·가스 등 인화성 물질에 의한 화재인 B급 화재이다. 백색은 일반가연물(A급), 청색은 통전 중인 전기설비(C급), 무색은 금속화재(D급)에 대응하므로 나머지 보기는 모두 오답이다.

따라서 정답은 ② B급 화재이다.

위험물제조소등에는 취급하는 위험물의 성질에 따라 주의사항을 표시한 게시판을 설치해야 한다. 제1류 위험물 중 알칼리금속의 과산화물과 제3류 위험물 중 금수성물질에는 '물기엄금'을 청색바탕에 백색문자로 표시하고, 그 외 제2류 위험물(인화성고체 제외)에는 '화기주의'를, 제2류 위험물 중 인화성고체·제3류 자연발화성물질·제4류·제5류 위험물에는 '화기엄금'을 각각 적색바탕에 백색문자로 표시한다.

즉 '화기엄금'과 '화기주의' 게시판은 모두 적색바탕에 백색문자를 사용하므로, 청색바탕이나 백색바탕을 언급한 나머지 보기는 물기엄금 게시판이나 일반 표지판 기준과 혼동한 오답이다.

따라서 정답은 ③ 적색바탕 – 백색문자이다.

소화설비의 적응성은 위험물의 유별 및 성상에 따라 다르게 규정되어 있다. 물통·수조를 이용한 소화방법은 냉각소화 원리이므로, 물과 반응하여 위험성이 커지는 물질에는 적응성이 없다.

제1류 위험물 중 알칼리금속의 과산화물, 제2류 위험물 중 철분·금속분·마그네슘, 제3류 위험물 중 금수성물질은 물과 반응해 산소나 가연성 가스를 발생시키므로 물통·수조 소화방법에 적응성이 없어, 같은 유별 내에서도 예외적으로 적응성이 인정되지 않는 품명이 존재한다. 제4류 위험물(인화성액체)은 대부분 물보다 가볍고 물에 섞이지 않아 화재 면적을 넓힐 위험이 있어 물통·수조 소화설비 자체에 적응성이 없다.

반면 제5류 위험물(자기반응성물질)은 예외 규정 없이 유별 전체가 물통·수조에 의한 냉각소화에 공통으로 적응성을 갖는다.

따라서 정답은 ④ 제5류 위험물이다.

다이에틸에터는 제4류 위험물 특수인화물로 지정수량이 50L이며, 아세톤은 제4류 위험물 제1석유류(수용성)로 지정수량이 400L이다. 위험물의 소요단위는 지정수량의 10배를 1단위로 하여 각 품명별로 계산한 뒤 합산한다.

$\text{다이에틸에터 소요단위} = \dfrac{2000\text{L}}{50\text{L} \times 10} = \dfrac{2000}{500} = 4$

$\text{아세톤 소요단위} = \dfrac{4000\text{L}}{400\text{L} \times 10} = \dfrac{4000}{4000} = 1$

$\text{총 소요단위} = 4 + 1 = 5$

따라서 정답은 ① 5이다.

비중이 1 미만이면서 인화점이 0℃ 이하인 물질을 찾는 문제이다.

$\mathrm{C_2H_5OC_2H_5}$(다이에틸에터)는 비중이 약 0.71로 물보다 가볍고, 인화점이 약 -45℃로 0℃보다 훨씬 낮아 두 조건을 모두 만족한다.

$\mathrm{C_6H_5CH_3}$(톨루엔)은 비중 0.87로 물보다 가볍지만 인화점이 약 4℃로 0℃보다 높아 조건에 맞지 않는다.

$\mathrm{CS_2}$(이황화탄소)는 인화점이 약 -30℃로 낮지만 비중이 약 1.26으로 물보다 무거워 '비중 1 미만' 조건에 어긋난다.

$\mathrm{C_6H_5Cl}$(클로로벤젠)은 비중이 약 1.11로 물보다 무겁고 인화점도 약 27~32℃로 높아 두 조건 모두 맞지 않는다.

따라서 두 조건을 모두 만족하는 정답은 다이에틸에터이다.

과산화칼륨($\mathrm{K_2O_2}$)은 제1류 위험물(무기과산화물)로, 스스로는 불연성이나 강한 산화성을 가진다.

염산과 반응하면 $\mathrm{K_2O_2 + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2O_2}$와 같이 과산화수소가 생성되므로 이 설명은 옳다.

이산화탄소와 접촉하면 $\mathrm{2K_2O_2 + 2CO_2 \rightarrow 2K_2CO_3 + O_2}$의 반응으로 산소를 발생시키므로 옳은 설명이며, 이 때문에 CO2 소화기 사용을 금지한다.

물과 반응하면 $\mathrm{2K_2O_2 + 2H_2O \rightarrow 4KOH + O_2}$와 같이 산소가 발생하는 것이지 수소가 발생하는 것이 아니다. 따라서 '물과 반응하면 수소가 발생한다'는 설명은 틀렸다.

물과의 접촉을 피해 밀봉 보관해야 한다는 것은 옳은 설명이다.

따라서 옳지 않은 설명은 3번이다.

옥외탱크저장소의 보유공지는 저장·취급하는 위험물의 지정수량 배수에 따라 다음과 같이 정해진다(원칙적인 경우).

지정수량 500배 이하: 3m 이상
500배 초과 1,000배 이하: 5m 이상
1,000배 초과 2,000배 이하: 9m 이상
2,000배 초과 3,000배 이하: 12m 이상
3,000배 초과 4,000배 이하: 15m 이상

보기 1~3은 각각 3m, 5m, 9m 이상으로 기준과 일치한다.

그러나 보기 4의 '2,000배 초과 3,000배 이하' 구간은 실제로는 12m 이상이 기준이며, 15m 이상은 3,000배 초과 4,000배 이하 구간에 해당하는 값이다. 따라서 4번이 틀린 설명이다.

제2류 위험물은 가연성 고체이고, 제5류 위험물은 자기반응성 물질로서 가연물과 산소공급원을 함께 가지고 있어 연소·폭발 속도가 빠른 물질이다.

두 유별의 공통점은 모두 '가연성'을 가진 물질이라는 점이다. 제2류는 산화되기 쉬운 가연성 고체이며, 제5류도 자체적으로 가연성을 띠고 연소·폭발한다.

산화력이 강한 것은 제1류·제6류(산화성 물질)의 특징이므로 해당하지 않는다. 제2류는 고체이지만 제5류는 고체·액체 형태가 혼재하므로 '액체 상태'는 공통점이 아니다. 산소를 함유한 것은 제5류의 특징(니트로기 등 자체 함유 산소)이지만 제2류는 산소를 함유하지 않으므로 공통점이 아니다.

따라서 정답은 2번이다.

과산화나트륨($\mathrm{Na_2O_2}$)은 알칼리금속의 과산화물로 물과 매우 격렬하게 반응한다. $\mathrm{2Na_2O_2 + 2H_2O \rightarrow 4NaOH + O_2}$의 반응으로 다량의 열과 산소를 발생시켜 가연물과 함께 있으면 발화·폭발 위험이 크다.

과산화바륨($\mathrm{BaO_2}$)도 물과 반응해 산소를 발생시키지만, 알칼리토금속 과산화물은 알칼리금속 과산화물보다 반응성이 낮아 상대적으로 완만하게 반응한다.

과산화수소($\mathrm{H_2O_2}$)는 물에 잘 혼화되는 물질로 물과 특별히 격렬한 반응을 일으키지 않는다. 과염소산나트륨($\mathrm{NaClO_4}$)은 조해성이 있어 물에 잘 녹지만 발열이나 가스 발생 같은 위험 반응을 일으키지 않는다.

따라서 물과 반응했을 때 위험성이 가장 큰 것은 과산화나트륨이다.

탄화칼슘($\mathrm{CaC_2}$)은 제3류 위험물로, 물과 반응하면 $\mathrm{CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2}$의 반응이 일어나 아세틸렌($\mathrm{C_2H_2}$)이 발생한다.

아세틸렌은 연소범위가 약 2.5~81%로 매우 넓어 위험하므로 탄화칼슘은 물기와 완전히 격리하여 저장해야 한다.

따라서 정답은 1번($\mathrm{C_2H_2}$)이다.

인화칼슘($\mathrm{Ca_3P_2}$)은 제3류 위험물로, 물과 반응하면 $\mathrm{Ca_3P_2 + 6H_2O \rightarrow 3Ca(OH)_2 + 2PH_3}$의 반응이 일어나 포스핀(인화수소, $\mathrm{PH_3}$)이라는 맹독성 가스가 발생한다.

따라서 정답은 1번($\mathrm{PH_3}$)이다.

금속칼륨(K)은 제3류 위험물(금수성·자연발화성 물질)로 알칼리금속에 속하며, 이온화 경향이 매우 커서 반응성이 큰 금속이다.

칼륨은 비중이 약 0.86인 가벼운 경금속이지 중금속이 아니므로 1번은 틀렸다.

물과 접촉하면 $\mathrm{2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2}$와 같이 격렬히 반응하여 발화·폭발할 수 있으므로 물속이 아니라 등유·경유 등 석유류 속에 보관해야 한다. 따라서 3번은 틀렸다.

칼륨의 녹는점은 약 63.5℃로 상온에서는 고체이므로 4번도 틀렸다.

따라서 옳은 설명은 2번, 이온화 경향이 큰 금속이라는 것이다.

자연발화는 물질이 서서히 산화되면서 발생한 열이 축적되어 발화점에 도달할 때 일어난다. 예방을 위해서는 통풍을 잘 시켜 열을 분산시키고, 저장실 온도를 낮게 유지하며, 열의 축적을 막아야 한다.

습도가 높으면 수분에 의한 산화·발효 반응이 촉진되어 오히려 자연발화 위험이 커지므로 습도는 낮게 유지해야 한다. 즉 '습도를 높게 유지할 것'은 예방법이 아니라 오히려 자연발화를 촉진하는 조건이다.

따라서 자연발화 예방법과 가장 거리가 먼 것은 4번이다.

위험물안전관리법 시행규칙(제조소의 위치·구조·설비 기준)에 따르면 제조소 건축물의 지붕은 원칙적으로 폭발력이 위로 방출될 수 있도록 가벼운 불연재료로 덮어야 한다. 내부 폭발 시 압력이 지붕 쪽으로 빠져나가게 하여 건축물 붕괴나 측면 피해를 줄이기 위함이다.

다만 제2류 위험물(분상의 것과 인화성고체 제외), 제4류 위험물 중 제4석유류·동식물유류, 제6류 위험물처럼 상대적으로 폭발 위험성이 낮은 물질을 취급하는 건축물의 경우에는 예외적으로 지붕을 내화구조로 할 수 있다.

즉 원칙은 가벼운 불연재료이고 예외적으로 내화구조가 허용되는 구조이므로 3번이 옳은 설명이며, 이를 반대로 서술한 4번은 틀렸다. '반드시'라고 단정하는 1, 2번도 예외 규정을 무시한 틀린 설명이다.

따라서 정답은 3번이다.

나이트로셀룰로스(질화면)는 제5류 위험물(질산에스터류)로, 건조 상태에서는 충격·마찰·가열에 매우 민감해 자연발화·폭발 위험이 크다.

따라서 건조되지 않도록 물 또는 알코올(에탄올 등)로 습면시킨 상태로 저장·운반하여 안전성을 높이는 것이 표준적인 방법이다.

습도가 높을수록 위험하다는 설명(1번)은 반대로 서술되어 틀렸다. 아닐린을 혼합하는 것(2번)이나 산을 첨가해 중화하는 것(3번)은 나이트로셀룰로스의 안정화 방법으로 사용되지 않는다.

따라서 정답은 4번, 알코올 수용액으로 습면시켜 저장하는 것이다.

인화칼슘($\mathrm{Ca_3P_2}$)은 물과 반응하여 $\mathrm{Ca_3P_2 + 6H_2O \rightarrow 3Ca(OH)_2 + 2PH_3}$의 반응식대로 유독성인 포스핀(B)을 발생시키고 동시에 수산화칼슘(C)을 생성하며, 비중이 약 2.5로 1보다 크다(D). 다만 건조한 공기 중 상온에서 특별히 반응을 일으키는 물질은 아니므로(A 아님) 인화칼슘은 B, C, D가 맞는 조합이다.

칼륨(K)은 건조공기 중 상온에서도 산화되어 표면에 산화막을 형성하므로 A는 맞지만, 물과 반응하면 가연성인 수소가 발생할 뿐 유독가스가 아니므로 B는 틀리고, 생성물도 수산화칼슘이 아닌 수산화칼륨이므로 C도 해당하지 않는다.

나트륨(Na)도 건조공기 중 상온에서 반응(A)하고 비중이 1보다 크지만(D), 물과 반응해 만드는 것은 수산화나트륨이지 수산화칼슘(C)이 아니므로 틀렸다.

탄화칼슘($\mathrm{CaC_2}$)은 건조 상태에서는 상온의 공기와 잘 반응하지 않고(A 아님), 물과 반응해 생기는 아세틸렌은 가연성 기체이지 유독가스로 분류되지 않는다(B 아님).

따라서 A~D를 모두 만족하는 것은 인화칼슘이며 정답은 2번이다.

제4류 위험물의 인화점을 비교하면, 이황화탄소는 약 -30℃, 다이에틸에터(에터)는 약 -45℃, 벤젠은 약 -11℃, 아세톤은 약 -18℃이다.

네 물질 중 인화점이 가장 낮은 것은 다이에틸에터로, 이 때문에 에터는 특수인화물로 분류되며 상온에서도 매우 쉽게 인화하는 위험한 물질이다.

따라서 정답은 2번(에터)이다.

산화프로필렌은 제4류 위험물 중 특수인화물로, 연소범위가 약 2.8~37.0%로 매우 넓은 물질이다.

또한 구리, 은, 마그네슘, 수은 및 이들을 함유한 합금과 접촉하면 반응하여 폭발성이 강한 금속아세틸라이드를 생성하므로, 저장·취급 시 이러한 금속으로 된 용기나 배관을 사용해서는 안 되며 질소 등 불활성기체로 봉입하여 보관한다.

아세트알데하이드도 유사한 금속과 반응해 아세틸라이드를 만들지만 연소범위는 약 4.0~60%로 문제에 제시된 값과 일치하지 않는다. 알킬알루미늄과 콜로디온은 이러한 특성과 관련이 없다.

따라서 정답은 3번, 산화프로필렌이다.

위험물제조소의 보유공지는 취급하는 위험물의 지정수량 배수에 따라 정해진다.

지정수량의 10배 이하를 취급하는 경우에는 3m 이상, 10배를 초과하여 취급하는 경우에는 5m 이상의 공지를 보유해야 한다.

문제는 '지정수량의 10배를 초과'하는 경우를 묻고 있으므로 정답은 5m 이상, 즉 3번이다.

산화프로필렌은 구리, 은, 수은, 마그네슘 및 이들의 합금과 반응하여 폭발성이 강한 금속아세틸라이드를 생성하는 특성이 있다. 이 때문에 저장·취급 설비에는 이러한 금속을 사용할 수 없고 질소 등 불활성기체로 봉입하여 보관해야 한다.

이황화탄소는 가연성이 강하고 물속에 저장하는 특징이 있으나 아세틸라이드 생성과는 무관하다. 아이소프로필알코올과 아세톤은 이러한 금속과 반응성이 없다.

따라서 정답은 3번, 산화프로필렌이다.

아이오도폼 반응은 아세트알데하이드나 에탄올, 아세톤처럼 $\mathrm{CH_3CO-}$ 또는 $\mathrm{CH_3CH(OH)-}$ 작용기를 가진 화합물이 염기와 아이오딘 존재 하에서 노란색 침전(아이오도폼)을 생성하는 반응이다.

가솔린은 탄화수소(알케인·알켄·방향족 등)의 혼합물로 이러한 작용기를 가지고 있지 않으므로 아이오도폼 반응을 일으키지 않는다. 따라서 1번이 틀린 설명이다.

가솔린은 휘발성과 인화성이 강하고(2번, 옳음), 비중이 약 0.7~0.8로 물보다 가볍지만 증기비중은 3~4 정도로 공기보다 무거우며(3번, 옳음), 전기 전도성이 없는 부도체로 정전기가 축적되기 쉽다(4번, 옳음).

따라서 틀린 설명은 1번이다.

금속칼륨은 물과 격렬하게 반응하여 $\mathrm{2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2}$의 반응식대로 수산화칼륨과 수소 기체를 생성한다.

이 반응은 발열 반응으로, 발생한 수소가 반응열에 의해 발화·폭발할 수 있어 매우 위험하다.

따라서 정답은 2번, 수산화칼륨과 수소이다.

나이트로글리세린은 제5류 위험물(질산에스터류)에 해당하며, 위험물안전관리법 시행령 별표 1에서 질산에스터류의 지정수량은 10kg으로 정하고 있다.

따라서 정답은 1번, 10kg이다.

물과 반응하여 연소범위 약 2.5~81%인 가스를 발생시키는 것은 아세틸렌($\mathrm{C_2H_2}$)이며, 이는 탄화칼슘이 물과 반응할 때 생성된다.

$\mathrm{CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2}$

나트륨은 물과 반응해 수소(연소범위 약 4~75%)를 발생시키고, 인(P)은 물과 직접 반응하지 않으며(황린은 오히려 물속에 저장), 과산화나트륨은 물과 반응해 산소를 발생시킨다. 이들은 모두 제시된 연소범위나 반응 양상과 일치하지 않는다.

따라서 정답은 3번, 탄화칼슘이다.