2022년 위험물산업기사실기 3회 기출문제 정답·해설 페이지

①: o-크실렌, m-크실렌, p-크실렌

②: 세 이성질체 모두 C₆H₄(CH₃)₂ — 벤젠고리에 메틸기(-CH₃) 2개가 치환된 위치만 다름.
· o-크실렌: 메틸 2개가 ortho 위치(1,2번)
· m-크실렌: 메틸 2개가 meta 위치(1,3번)
· p-크실렌: 메틸 2개가 para 위치(1,4번)

[해설]

크실렌(자일렌)은 제4류 제2석유류 비수용성, 지정수량 1,000L다.

세 이성질체는 분자식이 모두 같고 메틸기 2개의 위치만 다르므로 명칭과 치환 위치를 짝지어 외운다.

② → ① → ④ → ③
(이황화탄소 → 초산에틸 → 클로로벤젠 → 글리세린)

[해설]

인화점: 이황화탄소 약 영하 30℃, 초산에틸 약 영하 3℃, 클로로벤젠 약 27℃, 글리세린 약 160℃

품명 순서(특수인화물 → 제1석유류 → 제2석유류 → 제3석유류)와 그대로 일치한다.

※ 2024.7.30 시행령 개정으로 제5류 위험물 지정수량은 품명별 체계(구 200kg 등)가 폐지되고, 위험성시험에 따라 제1종 10kg·제2종 100kg으로 분류됩니다.

[해설]

담황색 결정, 분자량 227, 물에 불용, 폭약 원료라는 특징은 트리니트로톨루엔(TNT)과 일치하며 화학식은 $\mathrm{C_6H_2CH_3(NO_2)_3}$ 이다.

2024년 개정 이후 제5류 위험물의 지정수량은 품명별 구분 대신 위험성시험 결과에 따라 제1종 10kg, 제2종 100kg으로 분류된다.

TNT는 톨루엔에 질산과 황산(촉매)을 반응시키는 니트로화 반응으로 제조한다.

[해설]

옥내·옥외소화전설비는 물을 봉상으로 방사하는 냉각소화 설비이므로 통전 중인 전기설비, 물과 반응하는 알칼리금속과산화물(제1류)·철분·금속분·마그네슘(제2류)·금수성물품(제3류), 그리고 물보다 가벼워 화재를 확산시키는 제4류 위험물에는 적응성이 없다.

같은 물 계통이라도 물분무소화설비는 미세한 물방울로 방사되어 감전 위험이 낮고 질식·유화 효과까지 있으므로 전기설비와 제4류 위험물에도 적응성이 인정되는 점이 소화전설비와의 차이다.

불활성가스·할로젠화합물 소화설비는 질식소화 방식이라 통전 위험이 없고 냉각력이 약해 전기설비, 인화성고체(제2류), 제4류 위험물에만 적응성이 인정된다.

①: (C₂H₅)₃Al + 3H₂O → Al(OH)₃ + 3C₂H₆
②: $\frac{228}{114} \times 3 \times 22.4 = 134.4$ → 134.4L

[해설]

트리에틸알루미늄 분자량 = (12 × 2 + 1 × 5) × 3 + 27 = 114 g/mol이므로 228 ÷ 114 = 2 mol이다.

반응식에서 트리에틸알루미늄 1mol이 물과 반응하면 가연성 가스인 에탄(C₂H₆)이 3mol 발생하므로, 2mol 반응 시 에탄 6mol 발생.

표준상태에서 기체 1mol의 부피는 22.4L이므로 에탄 6mol의 부피는 22.4 × 6 = 134.4 L이다.

①: $\frac{2,000}{50\times10}$ = 4 소요단위

②: $\frac{1,500}{75}$ = 20 소요단위

③: $\frac{1,500}{100}$ = 15 소요단위

[해설]

소요단위 산정 기준
· 제조소·취급소: 내화구조 연면적 100m², 비내화 50m²가 1소요단위
· 저장소: 내화구조 연면적 150m², 비내화 75m²가 1소요단위
· 위험물: 지정수량의 10배가 1소요단위

다이에틸에터는 특수인화물로 지정수량이 50L이므로 1소요단위는 50×10 = 500L이며, 2,000L는 4소요단위가 된다.

①: CH₃COCH₃
②: HCOOH
③: C₆H₂OH(NO₂)₃
④: CH₃COOC₂H₅
⑤: C₆H₅NH₂

[해설]

시성식은 작용기를 드러내 쓴 식이다. 아세톤은 케톤(CO), 의산은 카복실기(COOH), 트리나이트로페놀은 페놀에 나이트로기 3개, 초산에틸은 에스터(COO), 아닐린은 아미노기(NH₂)를 갖는다.

[해설]

가로형 원통 탱크(양쪽 볼록 경판)의 내용적은 $V=\pi r^2\left(l+\dfrac{l_1+l_2}{3}\right)$ 로 구한다.

대입하면 $V=\pi \times 2^2 \times\left(5+\dfrac{1.5+1.5}{3}\right)=\pi \times 4 \times 6=24\pi \approx 75.398\,\mathrm{m^3}$ 이다.

탱크 용량은 내용적에서 공간용적 5%를 제외한 값이므로 최대용량은 $75.398 \times 0.95 \approx 71.628\,\mathrm{m^3} = 71{,}628.312\,\mathrm{L}$ 이다.

①: 2K + 2H₂O → 2KOH + H₂
②: 해당 없음
③: 4K + 3CO₂ → 2K₂CO₃ + C

[해설]

칼륨은 물과 격렬히 반응해 수소를 내므로 경유·등유 등 석유류 속에 넣어 보관한다. 즉 경유와는 반응하지 않으므로 '해당없음'.

이산화탄소와는 탄소를 석출하며 반응하므로 CO₂ 소화기는 금물이고, 마른모래·탄산수소염류 분말로 소화한다.

①: 2Na + 2C₂H₅OH → 2C₂H₅ONa + H₂

②: 생성 기체는 수소, 연소범위 4~75vol%이므로
위험도 = $\dfrac{75-4}{4}=17.75$ → 17.75

[해설]

나트륨은 알코올의 -OH 수소와 치환해 나트륨에틸레이트(C₂H₅ONa)와 수소를 만든다. 물보다 반응이 완만해 나트륨 소량 폐기에 쓰인다.

위험도 H = (폭발상한 - 폭발하한) ÷ 폭발하한이며, 수소는 4~75vol%이므로 17.75다.

①: 2NH₄NO₃ → 2N₂ + O₂ + 4H₂O
②: $V = \frac{2 \times 0.082 \times 573}{0.9} = 104.413$ → 104.41L

[해설]

반응식에서 질산암모늄 2mol당 H₂O 4mol이 생기므로, 1mol이 분해하면 H₂O는 2mol이다.

이상기체상태방정식 V = nRT/P에 n = 2, R = 0.082, T = 300 + 273 = 573K, P = 0.9atm을 대입하면 104.413L, 반올림하면 104.41L이다.

①: 알칼리금속의 과산화물

[해설]

차광성 피복 대상: 제1류 위험물, 제3류 중 자연발화성 물질, 제4류 중 특수인화물, 제5류 위험물, 제6류 위험물

방수성 피복 대상: 제1류 중 알칼리금속의 과산화물, 제2류 중 철분·금속분·마그네슘, 제3류 중 금수성 물질

두 조건에 모두 해당하는 것은 제1류이면서 방수성 대상인 알칼리금속의 과산화물뿐이다. 특수인화물·제5류·제6류는 차광성만, 금속분은 방수성만 필요하고 인화성 고체는 어느 쪽에도 해당하지 않는다.

[해설]

방화상 유효한 담의 높이는 인근 건축물 높이 H가 연소한계곡선 위인지 아래인지에 따라 갈린다. 위험물안전관리에 관한 세부기준은 $H \le pD^2 + a$ 이면 h = 2, $H > pD^2 + a$ 이면 $h = H - p(D^2 - d^2)$ 로 정하고 있다.

주어진 값을 판정식에 넣으면 $pD^2 + a = 0.15 \times 10^2 + 30 = 45$ 이고, 인근 건축물 높이 $H = 40$ 은 이보다 작으므로 첫 번째 경우에 해당한다.

즉 인근 건축물이 연소위험범위 밖에 있어 별도 계산 없이 담 높이는 2m 이상이 되며, 세부기준도 산출값이 2m 미만이면 최소 2m로 하도록 규정한다.

①: 과산화수소
②: H₂O₂
③: 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂
④: 해당 없음

[해설]

과산화수소는 제6류 산화성 액체로, 농도 36중량퍼센트 이상인 것만 위험물로 본다. 분해하면 물과 산소가 나오므로 갈색병에 담고 구멍 뚫린 마개를 쓴다.

제6류는 제조소 게시판에 표시할 주의사항이 없어 '해당없음'. 운반용기 외부 표시만 '가연물 접촉주의'다.

①: 메틸에틸케톤, 알루미늄분
②: 2CH₃COC₂H₅ + 11O₂ → 8CO₂ + 8H₂O 혹은 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

[해설]

질산나트륨·염소산암모늄(제1류)과 과산화수소(제6류)는 산화성 물질로, 그 자체는 타지 않고 남의 연소를 돕는다(불연성·조연성).

따라서 연소가 가능한 것은 가연성인 메틸에틸케톤(제4류 인화성 액체)과 알루미늄분(제2류 가연성 고체) 2가지다.

완전연소는 C·H가 각각 CO₂·H₂O로, 금속 Al은 산화물 Al₂O₃로 끝나도록 계수를 맞춘다.

①: 공기
②: 제6류
③: 제4류
④: 제5류
⑤~⑦: 철분, 금속분, 마그네슘
⑧: 제6류
⑨: 제4류

[해설]

유별 저장·취급 공통기준(시행규칙 별표18)
· 제1류: 가연물과의 접촉·혼합, 분해를 촉진하는 물품과의 접근·과열·충격·마찰을 피할 것
· 제2류: 산화제와의 접촉·혼합, 불티·불꽃·고온체 접근·과열을 피하고, 철분·금속분·마그네슘은 물·산과의 접촉을, 인화성 고체는 증기 발생을 피할 것
· 제3류: 자연발화성은 공기와의 접촉·과열을, 금수성은 물과의 접촉을 피할 것
· 제4류: 불티·불꽃·고온체 접근·과열을 피하고 함부로 증기를 발생시키지 말 것
· 제5류: 불티·불꽃·고온체 접근이나 과열·충격·마찰을 피할 것
· 제6류: 가연물과의 접촉·혼합, 분해를 촉진하는 물품과의 접근·과열을 피할 것

혼재 저장 예외(1m 이상 간격)로는 제1류와 제6류, 제2류 중 인화성 고체와 제4류, 제3류 중 알킬알루미늄등과 제4류(알킬알루미늄·알킬리튬 함유) 등이 있다.

①, ⑤

[해설]

제2석유류는 등유·경유 그 밖에 1기압에서 인화점이 21℃ 이상 70℃ 미만인 것이다(① 옳음).

② 중유·크레오소트유는 제3석유류의 예시이고, ③ 인화점 70℃ 이상 200℃ 미만은 제3석유류, ④ 200℃ 이상 250℃ 미만은 제4석유류의 정의다.

⑤ 도료류 등에서 가연성 액체량이 40중량퍼센트 이하이면서 인화점 40℃ 이상인 동시에 연소점 60℃ 이상인 것은 제2석유류에서 제외한다(옳음).

①: 안전관리자
②: 위험물운반자
③: 위험물운송자
④: 탱크시험자

[해설]

강습교육 시간으로 구분하면 안전관리자 24시간, 위험물운송자 16시간, 위험물운반자 8시간이다(가장 긴 24시간이 안전관리자).

실무교육은 안전관리자·위험물운송자·탱크시험자의 기술인력이 모두 8시간 이내, 위험물운반자만 4시간이다.

탱크시험자는 개인이 아니라 법인이므로 '( )의 기술인력'으로 표현되는 것이 단서다.

[해설]

분자량 78, 수소첨가 시 시클로헥산이 되는 방향족 화합물은 벤젠(C₆H₆)이며, 제4류 제1석유류(비수용성)로 위험등급 II에 해당한다.

제1석유류는 특수인화물과 함께 위험물안전카드 휴대 대상이므로 벤젠 운송 시 카드를 휴대해야 한다.

장거리 운송 시 2명 이상 운전자 규정은 특수인화물 등 일부 위험물에 적용되는데, 제4류 중 특수인화물이 아닌 벤젠(제1석유류)은 적용 제외 대상이라 운행거리와 무관하게 2명 이상 배치 의무가 없다.

[해설]

제조소의 안전거리는 보호 대상물의 피해 영향 정도에 따라 시행규칙 별표4에 단계별로 정해져 있다.

일반 주택은 10m 이상, 다수인이 출입하는 학교·극장·병원 등은 30m 이상으로 주택보다 강화된 기준이 적용된다.

지정문화재는 50m 이상으로 가장 엄격하며, 고압가스 시설은 20m 이상이다. 가공전선은 사용전압이 35,000V를 초과하면 수평거리 5m 이상, 7,000V 초과 35,000V 이하이면 3m 이상이므로 배치도의 고압가공전선에는 5m 이상이 적용된다.