2024년 위험물산업기사실기 3회 기출문제 정답·해설 페이지

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 19의 혼재기준은 산화성 물질(제1류·제6류)과 가연성 물질(제2~5류)을 떼어 놓는다는 원리로 정해진다.

• 제1류는 제6류와만 혼재할 수 있다(둘 다 산화성).
• 제2류는 제4류·제5류와 혼재할 수 있다.
• 제3류는 제4류와만 혼재할 수 있다.
• 제4류는 제2류·제3류·제5류와 혼재할 수 있다.
• 제5류는 제2류·제4류와 혼재할 수 있다.

외우는 요령: 4-2-3, 5-2-4, 6-1(제4류↔제2·3류, 제5류↔제2·4류, 제6류↔제1류)로 외우고 표는 대칭으로 채운다. 이 기준은 지정수량의 1/10 이하인 위험물에는 적용하지 않는다.

[해설]

네 물질은 벤젠 고리를 가진 방향족 탄화수소이다. 인화점이 낮은 것부터 벤젠 → 톨루엔 → 에틸벤젠 → 스티렌 순이다.

• 벤젠(C₆H₆)의 인화점은 약 −11 ℃로 가장 낮다.
• 톨루엔(C₆H₅CH₃)의 인화점은 약 4 ℃이다.
• 에틸벤젠(C₆H₅C₂H₅)의 인화점은 약 15 ℃이다.
• 스티렌(C₆H₅CH=CH₂)의 인화점은 약 32 ℃로 가장 높다.

혼동 주의: 앞의 세 물질은 인화점이 21 ℃ 미만이라 제1석유류이다. 스티렌만 제2석유류이다.

[해설]

제5류 위험물의 품명은 분자 속 결합 구조로 가른다.

• 유기과산화물 — 벤조일퍼옥사이드는 과산화 결합(-O-O-)을 가진다.
• 질산에스터류 — 나이트로글리콜·나이트로글리세린·나이트로셀룰로오스는 알코올의 OH가 -ONO₂로 바뀐 구조다.
• 나이트로화합물 — 나이트로에탄·나이트로메탄·다이나이트로벤젠은 탄소에 -NO₂가 직접 붙어 있다.
• 아조화합물·하이드라진 유도체 — 보기에 아조기(-N=N-)나 하이드라진(N₂H₄) 골격을 가진 물질이 없어 해당없음이다.

혼동 주의: 이름에 '나이트로'가 붙어도 나이트로글리콜·나이트로글리세린·나이트로셀룰로오스는 산소를 거쳐 붙는 질산에스터류다.

①: 농도가 36wt% 이상인 것
②: 없음
③: 비중이 1.49 이상인 것

[해설]

위험물안전관리법 시행령 별표 1은 제6류 위험물(산화성 액체) 중 일부 품명에 위험물로 보는 하한 조건을 둔다.

• 과산화수소는 농도 36wt% 이상인 것만 위험물이다.
• 과염소산은 농도·비중 조건이 없어 전부 위험물이므로 '없음'이다.
• 질산은 비중 1.49 이상인 것만 위험물이다.

외우는 요령: 과산화수소는 '농도', 질산은 '비중'으로 짝지어 기억하고, 셋 모두 지정수량은 300kg이다.

[해설]

보기 중 과산화나트륨(Na₂O₂)만 무기과산화물이어서 분해될 때도, 물과 반응할 때도 과산화물이온(O₂²⁻)이 산화되며 산소를 내놓는다. 염소산칼륨·질산암모늄·브로민산칼륨·아이오딘산칼륨은 가열분해로는 산소를 내지만 물과는 반응하지 않는다.

분해반응식
$\mathrm{2Na_2O_2 \rightarrow 2Na_2O + O_2 \uparrow}$

물과의 반응식
$\mathrm{2Na_2O_2 + 2H_2O \rightarrow 4NaOH + O_2 \uparrow}$

어느 쪽이든 Na₂O₂ 2몰당 O₂ 1몰이 나오도록 계수를 맞추는 것이 핵심이고, 물과 반응하면 강알칼리인 NaOH가 함께 생겨 주수소화를 하면 안 된다.

[해설]

탄화알루미늄이 물과 반응하면 가연성 기체인 메탄(CH₄)이 발생한다.
$\mathrm{Al_4C_3 + 12H_2O \rightarrow 4Al(OH)_3 + 3CH_4}$

메탄의 연소반응식
$\mathrm{CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O}$

위험도는 연소범위의 폭을 폭발하한으로 나눈 값이고, 메탄의 연소범위는 5~15%이므로
$H=\dfrac{U-L}{L}=\dfrac{15-5}{5}=2$

①: 2KClO₃ → 2KCl + 3O₂
②: $\frac{24500}{122.5} \times \frac{3}{2} \times 22.4 = 6720$ L → 6.72 m³

[해설]

염소산칼륨은 가열하면 염화칼륨과 산소로 완전분해된다.
2KClO₃ → 2KCl + 3O₂

분자량은 39 + 35.5 + 16 × 3 = 122.5이다. KClO₃ 2mol에서 O₂ 3mol이 나오고, 표준상태 기체 1mol은 22.4L다.

24,500g ÷ 122.5g/mol = 200mol
200mol × 3/2 = 300mol(O₂)
300mol × 22.4L/mol = 6,720L = 6.72m³

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

[해설]

선임 의무자는 소방서장·소방청장·시·도지사가 아니라 그 시설과 법률상 관계 있는 자, 곧 제조소등의 관계인(소유자·점유자·관리자)이다.

· 해임·퇴직한 날부터 30일 이내에 다시 선임한다.
· 선임한 날부터 14일 이내에 소방본부장 또는 소방서장에게 신고한다.
· 대리자의 직무대행 기간은 30일을 초과할 수 없다.

[해설]

분말소화약제는 주성분에 따라 착색이 달라지고 적응화재도 정해지므로, 종별 주성분·색상·적응화재의 조합을 한 세트로 외워야 한다.

• 제1종 분말(탄산수소나트륨, NaHCO₃)은 백색이며 B, C급 화재에 적응한다.
• 제2종 분말은 탄산수소칼륨(KHCO₃)이 주성분이며 담회색을 띠고 B, C급에 적응한다.
• 제3종 분말은 제1인산암모늄(NH₄H₂PO₄)이 주성분이며 담홍색을 띠고, 열분해로 생긴 메타인산이 막을 만들어 일반화재까지 포함한 A, B, C급에 적응한다.

①: 10kg
②: 석유류(등유, 경유, 유동파라핀) 중 1가지
③: 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑

[해설]

금속나트륨은 제3류 위험물(자연발화성 및 금수성 물질)이다. 물이나 공기와 닿으면 위험하므로 석유 속에 보관한다.

• 지정수량은 10 kg으로, 칼륨·알킬알루미늄·알킬리튬과 같다.
• 보호액은 등유·경유·유동파라핀 같은 석유류로, 공기와 수분을 차단한다.
• 물과 반응하면 수산화나트륨과 수소가 발생하고, 이때 나는 열로 수소에 불이 붙을 수 있다.

물과의 반응식
2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑

[해설]

흡입 시 시신경 마비, 인화점 11℃, 지정수량 400L라는 세 단서는 모두 메탄올(메틸알코올)을 가리킨다.

연소반응식
$\mathrm{2CH_3OH + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 4H_2O}$

메탄올은 알코올류에 속하고, 옥내저장소 바닥면적은 특수인화물·제1석유류·알코올류 등에 적용되는 1,000m² 이하 기준을 따른다.

메탄올이 산화되면 폼알데하이드를 거쳐 최종적으로 폼산(의산, HCOOH)이 되며, 폼산은 수용성 제2석유류다.

①: 3
②: 5
③: 9
④: 12
⑤: 15
⑥: 당해 탱크의 수평단면의 최대지름(가로형인 경우에는 긴 변)과 높이 중 큰 것과 같은 거리 이상(다만, 30m 초과의 경우에는 30m 이상으로 할 수 있고, 15m 미만의 경우에는 15m 이상으로 하여야 한다)

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 6에 따라 옥외탱크저장소의 보유공지는 지정수량 배수가 커질수록 넓어진다.

• 500배 이하는 3m 이상, 500배 초과 1,000배 이하는 5m 이상이다.
• 1,000배 초과 2,000배 이하는 9m 이상, 2,000배 초과 3,000배 이하는 12m 이상이다.
• 3,000배 초과 4,000배 이하는 15m 이상이다.
• 4,000배를 초과하면 탱크 수평단면의 최대지름(가로형은 긴 변)과 높이 중 큰 값 이상으로 한다.

4,000배 초과 구간은 계산값이 30m를 넘으면 30m 이상으로 할 수 있고, 15m 미만이면 15m 이상으로 해야 한다. 외우는 요령: 3·5·9·12·15m 순서다.

[해설]

다섯 물음 모두 위험물안전관리법 시행규칙의 정전기·과다주유 방지 기준에서 나온다.

• 접지전극 — 옥외저장탱크 주입구 부근에서 정전기를 땅으로 흘려보내는 전극이다.
• 셀프주유 1회 연속주유량 — 휘발유는 100L 이하이다.
• 셀프주유 1회 주유시간 — 휘발유는 4분 이하이다.
• 상부 주입 — 액표면이 주입관 끝부분을 넘을 때까지 유속은 1m/s 이하이다.
• 하부 주입 — 액표면이 주입관 정상부분을 넘을 때까지 유속도 1m/s 이하이다.

혼동 주의: 셀프주유 경유 기준은 600L 이하·12분 이하로 휘발유와 다르다.

[해설]

할론 번호는 앞에서부터 C·F·Cl·Br의 원자 수를 나타낸다. HFC 번호는 세 자리로 놓고 백의 자리+1 = C, 십의 자리−1 = H, 일의 자리 = F로 읽는다.

• Halon 2402는 C 2·F 4·Cl 0·Br 2이므로 C₂F₄Br₂이다.
• Halon 1211은 C 1·F 2·Cl 1·Br 1이므로 CF₂ClBr이다.
• HFC-23은 023으로 보면 C 1·H 1·F 3이므로 CHF₃이다.
• HFC-125는 C 2·H 1·F 5이므로 CHF₂CF₃(C₂HF₅)이다.
• FK-5-1-12는 불화케톤(FK) 계열 청정소화약제로, 화학식 C₆F₁₂O를 그대로 외운다.

혼동 주의: FK-5-1-12는 할론·HFC 번호 규칙으로 풀리지 않는다.

[해설]

탱크 용량은 내용적 − 공간용적이다. 위험물안전관리에 관한 세부기준상 공간용적은 내용적의 5/100~10/100이므로 용량은 내용적의 90~95% 범위다.

양쪽이 볼록한 타원형 가로탱크의 내용적은 다음과 같다.
V = πab/4 × (L + (L₁+L₂)/3)
= π×2×1.5/4 × (3 + (0.3+0.3)/3)
≈ 2.356 × 3.2 ≈ 7.54 m³

공간용적을 5%로 잡으면 용량이 최대가 된다.
7.54 × 0.95 ≈ 7.16 m³

공간용적을 10%로 잡으면 용량이 최소가 된다.
7.54 × 0.90 ≈ 6.79 m³

혼동 주의: 볼록부 길이는 1/3만 더한다. 공간용적을 크게 잡을수록 용량은 작아진다.

①: 10배
②: 0.3m
③: 6m
④: 4m
⑤: 3m
⑥: 55℃

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 18에 따른 옥내저장소 저장기준이다.

• 자연발화 등의 우려가 있는 위험물은 지정수량 10배 이하마다 구분하고 상호간 0.3m 이상 간격을 둬 사고가 번지지 않게 한다.
• 기계로 하역하는 구조의 용기만 겹쳐 쌓으면 안전하게 다룰 수 있어 가장 높은 6m까지 허용한다.
• 제3석유류·제4석유류·동식물유류 용기만 쌓으면 인화점이 높아 덜 위험하므로 4m까지다.
• 그 밖의 경우는 3m를 넘지 않는다.
• 용기에 수납해 저장하는 위험물의 온도는 55℃를 넘지 않게 해 증기 발생을 억제한다.

외우는 요령: 쌓기 높이는 기계 하역 6m, 고인화점 석유류 4m, 그 밖 3m 순으로 줄어든다.

[해설]

세 물음은 위험물안전관리법 시행규칙의 취급·저장 기준과 물과의 반응성으로 보기를 가른다.

• 부틸리튬은 알킬리튬이어서 이동저장탱크에서 꺼낼 때 동시에 200kPa 이하의 불활성기체를 봉입해야 한다.
• 옥내저장소 바닥면적 1,000m² 이하 대상인 제3류 칼륨·나트륨·알킬알루미늄·알킬리튬·황린에 부틸리튬·황린·나트륨이 해당한다.
• 나트륨은 물과 반응하면 수산화나트륨과 수소를 낸다.

혼동 주의: 인화알루미늄은 물과 만나 포스핀(PH₃)을, 부틸리튬은 부탄(C₄H₁₀)을 낸다. 인화알루미늄은 금속의 인화물이라 1,000m² 이하 대상에서도 빠진다.

[해설]

에틸알코올은 나트륨과는 치환, 진한 황산과는 축합(탈수), 산화제와는 산화 반응을 하며 생성물이 각각 달라진다.

나트륨과 반응하면 나트륨에톡사이드와 함께 가연성인 수소가 생긴다.
2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂↑

진한 황산으로 두 분자에서 물을 빼면 다이에틸에터가 생긴다.
2C₂H₅OH → C₂H₅OC₂H₅ + H₂O

산화되면 수소 2개가 빠져 아세트알데하이드(CH₃CHO)가 되며, 이는 제4류 특수인화물이다.

혼동 주의: 더 산화되면 아세트산(제2석유류)이 된다.

[해설]

위험물안전관리법상 알코올류는 탄소원자 수가 1~3개인 포화1가 알코올이다. 탄소가 4개인 부탄올류는 인화점에 따라 석유류로 분류한다.

• t-부탄올은 인화점이 약 11 ℃로 21 ℃ 미만이라 제1석유류이다.
• 아이소프로필 알코올은 탄소 3개인 포화1가 알코올이라 알코올류이다.
• n-부탄올은 인화점이 약 35 ℃로 21 ℃ 이상 70 ℃ 미만이라 제2석유류이다.
• 아이소부틸 알코올은 인화점이 약 28 ℃라 제2석유류이다.
• 1-프로판올은 탄소 3개인 포화1가 알코올이라 알코올류이다.

외우는 요령: C₃까지는 알코올류이고, C₄ 부탄올은 t-부탄올만 제1석유류이며 나머지는 제2석유류이다.

[해설]

위험물안전관리법 시행령 별표 1은 제1~4석유류를 1기압에서의 인화점 구간으로 나눈다.

• 제1석유류 — 인화점 21℃ 미만(아세톤·휘발유).
• 제2석유류 — 21℃ 이상 70℃ 미만(등유·경유).
• 제3석유류 — 70℃ 이상 200℃ 미만(중유·크레오소트유).
• 제4석유류 — 200℃ 이상 250℃ 미만(기어유·실린더유).

도료류 등은 가연성 액체량이 40중량퍼센트 이하이면 해당 석유류에서 빠진다. 제2석유류는 여기에 인화점 40℃ 이상·연소점 60℃ 이상 조건까지 갖춰야 제외된다.