2020년 위험물산업기사실기 1회 기출문제 정답·해설 페이지

① 태그밀폐식
② 신속평형법
③ 클리브랜드 개방컵

[해설]

위험물안전관리에 관한 세부기준은 인화점 측정기를 태그밀폐식·신속평형법·클리브랜드 개방컵 3가지로 정한다.

• 태그밀폐식 — 뚜껑을 덮은 컵으로 먼저 측정하는 기본 방법이다.
• 신속평형법 — 태그밀폐식 결과가 80℃ 이하이면서 점도가 높은 시료를 다시 잴 때 쓴다.
• 클리브랜드 개방컵 — 뚜껑 없는 컵으로, 인화점이 80℃를 넘는 시료에 쓴다.

혼동 주의: 밀폐식은 태그밀폐식·신속평형법 두 가지이고, 개방식은 클리브랜드 개방컵 하나뿐이다.

[해설]

크실렌 C₆H₄(CH₃)₂는 벤젠고리에 메틸기(-CH₃) 2개가 붙은 물질이다. 두 메틸기의 상대 위치에 따라 3가지 구조이성질체가 생긴다.

• o-크실렌(오르토): 두 메틸기가 바로 이웃한 1,2 위치에 있다.
• m-크실렌(메타): 두 메틸기가 한 칸 건너뛴 1,3 위치에 있다.
• p-크실렌(파라): 두 메틸기가 고리 맞은편인 1,4 위치에 있다.

구조식은 육각형 벤젠고리를 그린 뒤 위 위치에 -CH₃를 붙이면 된다. 외우는 요령: 오르토(옆)·메타(한 칸 건너)·파라(맞은편) 순으로 두 메틸기 사이가 멀어진다.

①: 화기·충격주의, 물기엄금, 가연물접촉주의
②: 화기엄금, 공기접촉엄금
③: 화기엄금, 충격주의

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 19에서 운반용기 외부 주의사항을 유별·품명의 위험 특성에 맞춰 정한다.

• 알칼리금속의 과산화물은 제1류 공통 표시인 화기·충격주의와 가연물접촉주의에, 물과 반응해 산소를 내므로 물기엄금이 더해진다.
• 제3류 자연발화성 물질은 공기 중에서 스스로 발화하므로 화기엄금과 공기접촉엄금이다.
• 제5류 자기반응성 물질은 가열·충격에 폭발하므로 화기엄금과 충격주의이다.

혼동 주의: 제1류 표시는 '화기엄금'이 아니라 '화기·충격주의'이며, 같은 제3류라도 금수성 물질은 물기엄금이다.

[해설]

과산화나트륨(제1류 무기과산화물)은 완전분해하면 산화나트륨과 산소가 된다.
2Na₂O₂ → 2Na₂O + O₂

Na₂O₂의 분자량은 23×2 + 16×2 = 78이다. 과산화나트륨 2mol(156g)이 분해되면 표준상태 산소 1mol(22.4L)이 생긴다.

2 × 78g : 22.4L = 1,000g : x
x = 1,000 × 22.4 ÷ 156
x ≈ 143.59L

혼동 주의: 물과의 반응식(2Na₂O₂ + 2H₂O → 4NaOH + O₂)과 헷갈리지 않는다. 완전분해 반응식에는 물이 들어가지 않는다.

[해설]

나트륨은 제3류 위험물(자연발화성 및 금수성 물질, 지정수량 10kg)에 속하는 알칼리금속이다.

물과 격렬히 반응해 수산화나트륨과 가연성 수소를 내므로 물과의 접촉이 위험하다.
2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

공기 중에서 타면 산화나트륨이 된다.
4Na + O₂ → 2Na₂O

불꽃반응 색은 노란색이다. 혼동 주의: 칼륨은 보라색, 리튬은 빨간색이다.

①: 이황화탄소
②: 100
③: 20
④: 휘발유
⑤: 21
⑥: 70
⑦: 200
⑧: 250

[해설]

위험물안전관리법 시행령 별표 1은 제4류 위험물을 1기압에서의 인화점으로 나누며, 특수인화물은 발화점과 비점 기준도 함께 쓴다.

• 특수인화물: 이황화탄소·다이에틸에터가 대표이며, 발화점 100℃ 이하이거나 인화점 영하 20℃ 이하이면서 비점 40℃ 이하인 것이다.
• 제1석유류: 아세톤·휘발유가 대표이며, 인화점 21℃ 미만인 것이다.
• 제2석유류: 인화점 21℃ 이상 70℃ 미만인 것이며, 등유·경유가 여기에 든다.
• 제3석유류: 인화점 70℃ 이상 200℃ 미만인 것이며, 중유·크레오소트유가 여기에 든다.
• 제4석유류: 인화점 200℃ 이상 250℃ 미만인 것이며, 기어유·실린더유가 여기에 든다.

외우는 요령: 인화점 경계는 21 → 70 → 200 → 250 순이다. 혼동 주의: 동식물유류도 인화점 250℃ 미만인 것만 해당하며, 인화점 250℃ 이상인 액체는 제4류 위험물에서 빠진다.

[해설]

세 물질 모두 공기와의 접촉을 차단해야 하지만 물질의 성질에 따라 보호액이 다르다는 점이 채점 포인트다.

황린은 공기 중에서 자연발화하므로 물 속에 저장해 산소 접촉을 막고, 칼륨은 물과 격렬히 반응하므로 물이 아닌 등유(경유) 같은 석유류 속에 저장한다.

이황화탄소(CS₂)는 물보다 무겁고 물에 잘 녹지 않으면서 증기 발생을 억제할 수 있어 칼륨과 달리 물 속에 저장한다는 점이 헷갈리기 쉽다.

[해설]

제3류 금속 수소화물은 물과 반응하면 금속 수산화물과 수소(H₂)를 발생시킨다.

수소화알루미늄리튬은 리튬과 알루미늄이 각각 수산화물이 되며, 물 4분자가 반응해 수소 4분자가 나온다.
LiAlH₄ + 4H₂O → LiOH + Al(OH)₃ + 4H₂

수소화칼륨은 1가 금속이라 물 1분자와 반응한다.
KH + H₂O → KOH + H₂

수소화칼슘은 2가 금속이라 물 2분자와 반응한다.
CaH₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + 2H₂

외우는 요령: 수소화물에 든 H 개수만큼 물이 반응하고, 같은 수의 H₂가 나온다.

[해설]

알루미늄분은 제2류 위험물 중 금속분(지정수량 500kg)으로, 산소·산·물과 모두 반응한다.

산화하면 산화알루미늄이 된다.
4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

염산과 반응하면 염화알루미늄과 수소가 생긴다.
2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

물(특히 뜨거운 물)과 반응하면 수산화알루미늄과 수소가 생긴다.
2Al + 6H₂O → 2Al(OH)₃ + 3H₂

산·물과의 반응에서 모두 수소가 나오므로 알루미늄분 화재에는 주수소화를 금지한다.

[해설]

이상기체 상태방정식으로 CS₂ 100kg의 부피를 먼저 구한다. 그다음 연소반응식의 몰비 1:2를 적용해 SO₂ 부피로 바꾼다.

연소반응식
CS₂ + 3O₂ → CO₂ + 2SO₂

공식
V = wRT / PM
대입(M = 76, T = 273 + 30 = 303K, P = 800/760 = 1.0526atm)
V = (100,000 × 0.082 × 303) / (1.0526 × 76) = 31,058.43L

CS₂ 1mol이 타면 SO₂ 2mol이 생기므로 부피에 2를 곱한다.
31,058.43 × 2 = 62,116.86L = 62.12m³

혼동 주의: 질량은 g, 압력은 atm으로 바꿔야 R = 0.082 L·atm/(K·mol)과 단위가 맞는다.

[해설]

오황화인(P₂S₅)은 물과 반응해 가연성이면서 유독한 황화수소(H₂S)와 인산을 만든다.
P₂S₅ + 8H₂O → 5H₂S + 2H₃PO₄

이렇게 생긴 황화수소가 완전연소하면 이산화황(SO₂)과 물이 된다.
2H₂S + 3O₂ → 2SO₂ + 2H₂O

외우는 요령: 인 2개로 인산 2분자, 황 5개로 황화수소 5분자를 먼저 맞추면 필요한 물은 8분자가 된다.

①: 유지 100g에 흡수(부가)되는 아이오딘(요오드, I₂)의 g수
②: 건성유 - 요오드값 130 이상 / 반건성유 - 요오드값 100~130 / 불건성유 - 요오드값 100 이하

[해설]

요오드값(아이오딘값)은 유지의 불포화도를 나타내는 값이다. 이중결합이 많을수록 아이오딘이 더 많이 부가된다.

• 정의 — 유지 100g에 부가되는 아이오딘(I₂)의 g수.
• 건성유 — 요오드값 130 이상(아마인유·들기름·동유).
• 반건성유 — 요오드값 100~130(참기름·콩기름·채종유).
• 불건성유 — 요오드값 100 이하(올리브유·피마자유·야자유).

요오드값이 클수록 공기 중에서 산화열이 쌓여 자연발화 위험이 커지므로 건성유가 가장 위험하다.

①: 23.4m³ 이상
②: 23.4m³ 이상
③: 39m³ 이상
④: 39m³ 이상

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 17에 따라 옥내소화전 수원량은 설치개수가 가장 많은 층의 개수(최대 5개)에 7.8m³를 곱해 구한다.

가장 많이 설치된 층이 3개인 경우(1층 1개·2층 3개, 1층 2개·2층 3개)
Q = 3 × 7.8m³
= 23.4m³ 이상

가장 많이 설치된 층이 6개인 경우에는 5개까지만 센다.
Q = 5 × 7.8m³
= 39m³ 이상

혼동 주의: 층별 개수를 더하지 않는다. 7.8m³는 방수량 260L/min으로 30분 동안 방수하는 양이다.

①: ㉠ 제조소등의 관계인
②: 30일 이내
③: 30일 이내
④: 14일 이내
⑤: 30일을 초과할 수 없음

[해설]

위험물안전관리법에 따르면 안전관리자는 행정기관이 아니라 시설을 실제로 책임지는 쪽이 선임한다. 선임 의무자는 제조소등의 관계인(소유자·점유자·관리자)이다.

• 해임한 경우 — 해임한 날부터 30일 이내에 다시 선임한다.
• 퇴직한 경우 — 해임과 똑같이 퇴직한 날부터 30일 이내에 다시 선임한다.
• 선임 신고 — 선임한 날부터 14일 이내에 소방본부장 또는 소방서장에게 신고한다.
• 대리자 직무대행 — 여행·질병 등으로 자리를 비울 때 대리자가 대행하되 30일을 초과할 수 없다.

외우는 요령: 재선임·대행은 30일, 신고만 14일이다.

[해설]

위험물안전관리법 시행령 별표 1에 따라 과산화수소는 농도가 36중량퍼센트 이상일 때만 제6류 위험물(산화성 액체)에 해당한다.

강한 산화제인 과산화수소와 강한 환원제인 히드라진(N₂H₄)이 만나면 격렬히 반응해 물과 질소 기체가 한꺼번에 생기며 폭발한다.

2H₂O₂ + N₂H₄ → 4H₂O + N₂

같은 제6류라도 질산은 농도가 아니라 비중 1.49 이상이 위험물 기준이니 구분한다.

[해설]

제5류 중 질산에스터류는 -ONO₂ 결합을 가진 물질로, 보기에서는 나이트로글리세린만 해당한다.

• 트리나이트로톨루엔·트리나이트로페놀·디나이트로벤젠 — -NO₂가 탄소에 직접 붙은 나이트로화합물.
• 과산화벤조일 — 유기과산화물.

나이트로글리세린은 융점이 약 13℃라 상온에서는 액체지만 겨울철에는 동결한다.

분해할 때 다량의 기체를 내며 폭발한다.
4C₃H₅(ONO₂)₃ → 12CO₂ + 10H₂O + 6N₂ + O₂

①: 환기
②: 압력
③: 부식
④: 가연성
⑤: 보호액

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 18의 제조소등 저장·취급 공통기준에서 나온 빈칸이다.

• 환기 — 위험물의 성질에 따라 빛을 가리는 차광이나 증기가 고이지 않게 하는 환기를 한다.
• 압력 — 온도계·습도계·압력계로 감시해 알맞은 온도·습도·압력을 유지한다.
• 부식 — 용기는 파손·부식·균열이 없는 것이어야 한다.
• 가연성 — 가연성 증기나 미분이 고이거나 떠다닐 우려가 있는 곳에서는 불꽃을 내는 기구를 쓰지 않는다.
• 보호액 — 보호액 속에 보존하는 위험물은 보호액 밖으로 드러나지 않게 한다.

외우는 요령: 빛과 공기(차광·환기), 세 가지 계기(온도·습도·압력), 용기의 세 가지 결함(파손·부식·균열)으로 묶어 외운다.

①: 탱크안전성능검사
② ⓐ 지하탱크가 있는 제조소등: 해당 지하탱크를 매설하기 전
ⓑ 이동탱크저장소: 이동저장탱크를 완공하고 상치장소(상시 설치 장소)를 확보한 후
③: 완공검사합격확인증

[해설]

위험물안전관리법령에 따르면 탱크가 있는 제조소등은 완공검사 전에 탱크안전성능검사를 먼저 받는다. 이 검사는 탱크 자체의 기초·지반, 충수·수압, 용접부 상태 등을 확인한다.

• 지하탱크가 있는 제조소등 — 묻고 나면 확인할 수 없으므로 해당 지하탱크를 매설하기 전에 신청한다.
• 이동탱크저장소 — 이동저장탱크를 완공하고, 차량을 늘 세워 두는 장소인 상치장소를 확보한 후에 신청한다.

검사 결과 기술기준에 적합하면 시·도지사가 완공검사합격확인증을 교부한다. 혼동 주의: 그 밖의 일반 제조소등은 공사를 완료한 후에 신청한다.

[해설]

인화점 -37℃, 분자량 58, 수용성, 아세틸리드 생성은 모두 산화프로필렌의 특징이며, 화학식은 CH₃CHOCH₂이다.

산화프로필렌은 제4류 특수인화물이어서 지정수량이 50L이다.

탱크 안에 공기가 남아 있으면 증기와 섞여 폭발성 혼합기가 되므로 질소 같은 불연성 가스나 수증기를 봉입해 공기를 밀어낸다. 또 구리·은·수은·마그네슘과 닿으면 충격에 민감한 아세틸리드가 생기므로 이런 금속으로 된 설비는 쓰지 않는다.

①: 2KClO₃ → 2KCl + 3O₂
②: $\frac{1000}{123} \times \frac{3}{2} \times 22.4 = 273.17$ L → 0.27 m³

[해설]

염소산칼륨은 가열하면 염화칼륨과 산소로 완전분해되며, KClO₃ 2mol당 O₂ 3mol이 생긴다.
2KClO₃ → 2KCl + 3O₂

표준상태에서 기체 1mol의 부피는 22.4L이다.
O₂ 부피 = (KClO₃ 질량 ÷ 분자량) × 3/2 × 22.4
= (1000 ÷ 123) × 3/2 × 22.4
= 273.17L = 0.27m³

혼동 주의: 1m³ = 1000L이므로 L로 구한 값을 1000으로 나눠 답의 단위를 맞춘다.