[위험물산업기사 필기] 19년 4회차 기출문제 해설 페이지

금속(2가)이 묽은 염산과 반응하는 식은 $M + 2HCl \rightarrow MCl_2 + H_2$이며, 금속 $1$몰이 반응하면 $H_2$ $1$몰이 발생하는 1:1 몰비이다. 금속 $n$ g의 몰수는 $\dfrac{n}{\text{원자량}}$이고 이것이 발생한 수소 $m$몰과 같으므로 $\dfrac{n}{\text{원자량}} = m$에서 원자량은 $\dfrac{n}{m}$이 된다. 따라서 ① $n/m$이 정답이다.

$80℃$ 포화용액 $100g$에는 용해도 $148g/100g$물 기준으로 용질 $\dfrac{148}{248}\times100 = 59.7g$, 물 $\dfrac{100}{248}\times100 = 40.3g$이 들어 있다. $70g$으로 농축하면 물만 $30g$ 증발하여 남은 물은 $40.3 - 30 = 10.3g$이고, 용질 $59.7g$은 그대로 유지된다. $20℃$에서 물 $10.3g$에 녹을 수 있는 양은 $\dfrac{88}{100}\times10.3 \approx 9.1g$이므로, 석출량은 $59.7 - 9.1 \approx 50.6g$이다. 따라서 ② $50.6$이 정답이다.

같은 족(1족) 원소는 원자번호가 커질수록 원자반지름이 증가하고 전자껍질 수 증가로 전자수도 증가하며, 원자번호 역시 당연히 증가하므로 $Li < Na < K$ 순서를 따른다. 그러나 제1차 이온화에너지는 원자반지름이 커질수록 핵과 최외각 전자 사이 거리가 멀어져 오히려 감소하므로(즉 $Li > Na > K$) 이 경향성을 따르지 않는다. 따라서 ③ 제1차 이온화에너지가 정답이다.

금속 결합은 금속 원자들이 내놓은 자유전자가 양이온 사이를 자유롭게 이동하며 결합을 형성하는 구조이다. 이 자유전자가 열과 전기 에너지를 쉽게 전달하기 때문에 금속은 열전도성과 전기전도성이 크다. 따라서 ① 자유전자를 가지고 있다가 정답이다.

질량수는 원자핵을 구성하는 양성자수와 중성자수의 합으로 정의된다. 양성자 $3$개, 중성자 $2$개이므로 질량수는 $3+2=5$이다. 따라서 ① 5가 정답이다.

상온의 순수한 물은 $[H^{+}] = [OH^{-}] = 1.0\times10^{-7}$ mol/L로 중성을 이룬다. $H^{+}$ 1L 중 질량은 수소 원자량 $1.008$을 곱한 $1.008\times10^{-7}$ g이고, $OH^{-}$는 산소(16)+수소(1.008)의 화학식량 $17.008$을 곱한 $17.008\times10^{-7}$ g이다. 문제에 명시된 대로 가답안 발표 기준인 ① $1.008\times10^{-7}$, $17.008\times10^{-7}$을 정답으로 한다(이후 확정답안에서는 전항 정답 처리됨).

프로판의 완전연소 반응식은 $C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O$이며, 프로판 1몰당 산소 5몰이 필요하다. 프로판의 분자량은 $44$이므로 $1kg(1000g)$은 $\dfrac{1000}{44} \approx 22.7$몰이고, 필요 산소는 $22.7\times5 \approx 113.6$몰이다. 표준상태에서 기체 1몰의 부피는 $22.4L$이므로 산소 부피는 $113.6\times22.4 \approx 2545L \approx 2.55m^3$이다. 따라서 ④ 2.55가 정답이다.

$Na_2CO_3$는 강염기(NaOH)와 약산($H_2CO_3$)의 염으로, 물에 녹으면 약산의 짝염기인 $CO_3^{2-}$가 가수분해되어 염기성을 띤다. 반면 $NH_4Cl$과 $(NH_4)_2SO_4$는 약염기와 강산의 염으로 산성을 띠고, $NaCl$은 강산·강염기의 염으로 중성이다. 따라서 ② $Na_2CO_3$가 정답이다.

소수콜로이드는 물 분자와의 친화력이 약해 소량의 전해질에도 쉽게 엉겨 침전(응결)되는 콜로이드로, 수산화철(Ⅲ), 금속·황화물 콜로이드 등이 대표적이다. 반면 단백질, 녹말, 아교는 물과 강하게 결합하는 친수콜로이드이다. 따라서 ④ 수산화철(Ⅲ)이 정답이다.

$C_2H_2Cl_2$(디클로로에틸렌)는 이중결합 탄소에 각각 $Cl$과 $H$가 결합되어 있어 시스-트랜스 기하이성질체를 가진다. 시스형은 두 $Cl$이 같은 쪽에 있어 쌍극자가 상쇄되지 않는 극성 분자이고, 트랜스형은 대칭 구조로 쌍극자가 상쇄되는 비극성 분자이다. 따라서 ③ $C_2H_2Cl_2$가 정답이다.

메탄($CH_4$)의 수소 원자가 염소 원자로 차례로 바뀌면서 클로로메탄, 다이클로로메탄을 거쳐 클로로포름($CHCl_3$)이 생성되는 반응은 분자 내 원자가 다른 원자로 바뀌는 치환반응(substitution)에 해당한다. 이중결합에 원자가 더해지는 부가반응이나 전자를 얻는 환원반응과는 성격이 다르므로 정답은 ② 치환반응이다.

같은 주기에서는 원자번호가 커질수록, 즉 최외각 전자수가 많을수록 전기음성도가 커져 전자를 얻어 음이온이 되려는 경향이 강해진다. 반대로 금속성이 크거나 원자 반지름이 크고 염기성 산화물을 만들기 쉬운 원소는 전자를 잃고 양이온이 되기 쉽다. 따라서 음이온이 되기 쉬운 경향은 ④ 최외각 전자수가 많은 것이다.

$Cu^{2+}$이 전자 2개를 받아 금속 구리로 석출되는 반쪽반응은 $Cu^{2+} + 2e^{-} \rightarrow Cu$이다. 구리 1몰(원자량 $63.5$이므로 $63.5g$)을 석출시키려면 전자 2몰, 즉 2F의 전기량이 필요하다. 따라서 정답은 ② $2F$이다.

수성가스는 적열된 코크스(탄소)에 수증기를 통과시켜 얻는 기체로, 반응식은 $C + H_2O \rightarrow CO + H_2$이다. 이 반응으로 생성되는 주성분은 일산화탄소와 수소이므로 정답은 ④ $CO$, $H_2$이다.

완전한 결정을 이루는 순수한 물질은 절대영도(0K)에서 원자 배열이 하나의 상태로 고정되어 엔트로피가 0이 된다는 것이 열역학 제3법칙의 내용이다. 에너지 보존을 다루는 제1법칙, 엔트로피 증가 방향을 다루는 제2법칙과는 구분되므로 정답은 ③ 열역학 제 3 법칙이다.

아연판과 구리판을 하나의 묽은 황산 용액에 함께 담가 구성한 (-)Zn | $H_2SO_4$ | Cu(+) 형태는 최초로 실용화된 화학전지인 볼타전지의 표준적인 구조이다. 두 전극이 격막이나 염다리 없이 같은 전해질을 공유한다는 점에서 두 종류의 전해질을 분리해 사용하는 다니엘전지와 구분되므로 정답은 ④ 볼타전지이다.

용해도는 용매(물) $100g$에 최대로 녹을 수 있는 용질의 g수로 정의되므로, $20℃$에서 $NaCl$의 용해도가 36이라는 것은 물 $100g$에 $NaCl$ $36g$이 녹아 포화된다는 뜻이다. 이때 포화용액의 총 질량은 $100+36=136g$이므로, 용액을 기준으로 표현하면 용액 136g 중에 NaCl이 36g 녹아 있는 상태가 된다. 따라서 정답은 ① 용액 136g 중에 NaCl이 36g 녹아 있을 때이다.

$KMnO_4$에서 K은 $+1$, O는 $-2\times4=-8$이므로, 화합물 전체 산화수의 합이 0이 되려면 $Mn$의 산화수는 +7이어야 한다. 따라서 정답은 ② $+7$이다.

배수비례의 법칙은 서로 다른 두 원소가 화합하여 둘 이상의 화합물을 만들 때, 한 원소의 일정량과 결합하는 다른 원소의 질량비가 간단한 정수비를 이룬다는 법칙이다. $O_2$와 $O_3$는 산소라는 한 가지 원소로만 이루어진 동소체이므로 두 원소 간 결합비를 비교하는 배수비례의 법칙 적용 대상이 아니다. 반면 $N_2O$와 $NO$, $H_2O$와 $H_2O_2$, $SO_2$와 $SO_3$는 모두 두 원소로 이루어진 화합물 쌍으로 이 법칙이 성립한다. 따라서 성립하지 않는 것은 ② $O_2$와 $O_3$이다.

pH는 $pH = -\log[H^{+}]$로 정의된다. $[H^{+}] = 2\times10^{-6}\,M$을 대입하면 $pH = -\log(2\times10^{-6}) = 6-\log2 = 6-0.301 = 5.7$이 된다. 따라서 정답은 ③ $5.7$이다.

자연발화는 물질 내부에서 발생한 열이 외부로 방출되지 못하고 축적되어 발화점에 도달하는 현상이므로, 열이 잘 쌓이도록 열전도율이 작을 것, 표면적이 넓을 것, 주위 습도와 온도가 높을 것, 발열량이 클 것 등이 조건이 된다. 열전도율이 크면 발생한 열이 오히려 빠르게 방출·확산되어 축적이 어려워지므로 자연발화 조건이 아니며, 따라서 ③ 열전도율이 클 것이 해당하지 않는 것으로 정답이다.

위험물안전관리법령상 소요단위는 소화설비 설치대상 규모를 산정하는 기준으로, 제조소 또는 취급소용 건축물의 경우 외벽이 내화구조인 것은 연면적 100$m^2$를 1소요단위로 하고(내화구조가 아닌 것은 50$m^2$), 저장소용 건축물은 내화구조 150$m^2$, 비내화구조 75$m^2$를 1소요단위로 한다. 문제는 제조소 건축물이고 외벽이 내화구조이므로 1소요단위는 ③ $100$$m^2$이다.

분말소화약제는 종별로 주성분이 다르며, 제1종은 탄산수소나트륨($\rm NaHCO_3$), 제2종은 탄산수소칼륨($\rm KHCO_3$), 제3종은 제일인산암모늄($\rm NH_4H_2PO_4$), 제4종은 탄산수소칼륨과 요소의 반응물을 주성분으로 한다. 제2종의 주성분은 탄산수소칼륨이지 탄산수소나트륨과 탄산칼슘이 아니므로, ③ "제2종은 탄산수소나트륨과 탄산칼슘을 주성분으로 한 분말"이라는 설명이 틀린 것으로 정답이다.

위험물제조소등의 옥내소화전설비에서 펌프를 이용한 가압송수장치의 전양정은 $H = h_1 + h_2 + h_3 + 35$(m)로 산정하며, 여기서 $h_1$은 호스의 마찰손실수두, $h_2$는 배관의 마찰손실수두, $h_3$는 낙차이고 35m는 옥내소화전의 방수압 환산수두이다. 주어진 값을 대입하면 $H = 6 + 1.7 + 32 + 35 = 74.7$(m)이므로 ① $74.7$이 정답이다.

위험물안전관리법령상 자체소방대에 두는 화학소방자동차는 포수용액 방사차, 분말 방사차, 할로겐화합물 방사차, 이산화탄소 방사차, 제독차로 구성되며, 이 중 포수용액을 방사하는 화학소방자동차는 전체 법정 대수의 2/3 이상으로 하여야 한다. 따라서 ③ $2/3$이 정답이다.

제3종 분말소화약제인 제1인산암모늄($\rm NH_4H_2PO_4$)은 담홍색을 띠며, 열분해 시 생성되는 메타인산 피막이 일반가연물(A급) 표면을 덮는 효과가 있어 A급·B급·C급 화재 모두에 적응하는 만능형 분말약제이다. 따라서 ① 담홍색, $\rm ABC$급이 정답이다.

과산화수소는 그 자체가 산화성 액체(제6류 위험물)이므로 화재 시에는 다량의 물로 희석·냉각하거나 마른모래, 분무주수 등으로 소화하는 것이 적절하다. 환원성 물질을 접촉시키면 오히려 과산화수소와 격렬한 산화·환원 반응을 일으켜 발열·발화 위험이 커지므로 중화소화 방법으로 사용할 수 없으며, 따라서 ② "환원성 물질을 사용하여 중화 소화한다"라는 설명이 틀린 것으로 정답이다.

할로겐화합물 소화약제는 화염에 방사되었을 때 연소면을 덮어 산소 공급을 차단할 수 있도록 공기보다 무거울 것, 인화성이 없을 것, 증발잔유물이 없을 것, 전기절연성이 우수할 것 등을 구비조건으로 한다. 공기보다 가벼우면 방사된 약제가 가라앉지 못하고 흩어져 소화효과를 내기 어려우므로, ② "공기보다 가벼울 것"이 구비조건과 거리가 먼 것으로 정답이다.

강화액 소화기는 물의 소화력(냉각효과)을 높이기 위해 탄산칼륨 등의 염류를 첨가한 소화기로, 어는점을 낮추어 한랭지에서도 사용할 수 있고 무상방사 시에는 전기화재에도 적응성을 가진다. 따라서 ① "물의 소화효과를 높이기 위해 염류를 첨가한 소화기이다"가 정답이다.

불활성가스 소화약제 $\rm IG-541$은 질소($\rm N_2$) 52%, 아르곤($\rm Ar$) 40%, 이산화탄소($\rm CO_2$) 8%의 혼합물로 구성되며, 브롬 성분은 포함되어 있지 않다. 따라서 ① 브롬이 $\rm IG-541$의 구성성분이 아닌 것으로 정답이다.

표면연소는 열분해나 증발 없이 고체 표면에서 산소와 직접 반응하며 불꽃 없이 타는 연소 형태로 목탄(숯), 코크스, 금속분 등이 대표적이다.
따라서 정답은 ④ 목탄이다.
참고로 ① 석탄과 ② 목재는 분해연소, ③ 유황은 증발연소에 해당한다.

마그네슘 화재에 이산화탄소를 방사하면 Mg이 $CO_2$를 환원시켜 $2Mg + CO_2 \rightarrow 2MgO + C$ 또는 $Mg + CO_2 \rightarrow MgO + CO$ 반응이 일어나 가연성인 탄소(그을음)나 일산화탄소가 생성되므로 오히려 화재를 조장한다.
따라서 정답은 ② 가연성의 일산화탄소 또는 탄소가 생성되기 때문이다이다.

제3종 분말소화약제인 제1인산암모늄($NH_4H_2PO_4$)은 열분해 시 $NH_4H_2PO_4 \rightarrow HPO_3 + NH_3 + H_2O$ 반응으로 부착성이 있는 유리상의 메타인산($HPO_3$)을 생성하여 가연물 표면을 피복, 질식소화 효과를 낸다.
따라서 정답은 ③ $NH_4H_2PO_4$이다.

제3류 위험물은 대부분 금수성 물질이나 황린과 같이 물로 냉각소화가 가능한 예외가 존재하므로, 제3류 위험물 전부가 물에 의한 소화가 불가능하다는 설명은 옳지 않다.
따라서 정답은 ④ 제3류 위험물은 모두 물에 의한 소화가 불가능하다이다.
$K, Na$ 등 금수성 물질은 물과 반응해 가연성 수소를 발생시키므로 물 사용이 금지되며, 팽창질석·팽창진주암은 질식 및 피복 효과로 제3류 위험물에 적응성이 있고 할로겐화합물소화설비는 적응성이 없다.

이산화탄소 소화기는 액화된 $CO_2$를 고압으로 저장했다가 방출하는데, 노즐을 통해 방출되며 급격히 단열팽창하여 온도가 급강하하므로 고체 상태의 드라이아이스가 생성될 수 있다.
따라서 정답은 ④ 드라이아이스이다.

옥내소화전설비의 수원 수량은 소화전 설치개수(최대 5개 기준)에 $7.8m^3$를 곱한 값 이상으로 하여야 한다(방수량 $260L/min$ × 30분 = $7,800L = 7.8m^3$).
각 층에 8개씩 설치되어 있으므로 최대 5개를 기준으로 $5 \times 7.8m^3 = 39m^3$가 된다.
따라서 정답은 ③ $39m^3$이다.

위험물안전관리법령상 자체소방대 설치 대상은 제4류 위험물을 지정수량의 3천배 이상 저장ㆍ취급하는 제조소 또는 일반취급소이며, 옥외탱크저장소와 같은 저장소는 자체소방대 설치 대상에 포함되지 않는다.
따라서 정답은 ④ 지정수량의 3천배 이상의 제4류 위험물을 저장ㆍ취급하는 옥외탱크저장소이다.
일반취급소와 제조소가 동일 사업소에 있고 그 취급량의 합이 지정수량 3천배 이상인 경우(②)도 자체소방대 설치 대상에 해당한다.

위험물안전관리법령상 경보설비 설치 대상은 지정수량 10배 이상을 취급하는 제조소ㆍ일반취급소, 옥내저장소, 옥내탱크저장소, 주유취급소 중 옥내주유취급소 등이며, 이동탱크저장소는 경보설비 설치 대상에서 제외된다.
따라서 정답은 ④ 지정수량 10배 이상의 제4류 위험물을 저장ㆍ취급하는 이동탱크저장소이다.

옥내소화전설비의 화재안전기준상 각 층의 옥내소화전(설치개수가 5개 이상이면 5개)을 동시에 사용할 경우 각 노즐선단에서의 방수압력은 350kPa 이상, 방수량은 1분당 260L 이상이 되도록 하여야 한다.
따라서 정답은 ① ⓐ 350, ⓑ 260이다.

제1류 위험물 중 알칼리금속의 과산화물은 물과 반응하여 산소를 방출하고 발열하는 금수성 성질을 가지므로 위험물제조소에는 물기엄금의 주의사항을 표시하여야 한다.
따라서 정답은 ① 물기엄금이다.

제3류·제1류 금수성 물질은 물과 접촉 시 위험한 반응을 일으킨다.
과산화칼륨($K_2O_2$)은 물과 반응하여 산소를 발생시키며 발열하고, 나트륨($Na$)은 물과 격렬히 반응해 수소 기체를 발생시키며, 탄화칼슘($CaC_2$)은 물과 반응해 아세틸렌 가스를 발생시키므로 세 물질 모두 물과 접촉하면 위험하다.
반면 아세트알데히드($CH_3CHO$), 과염소산나트륨($NaClO_4$), 중크롬산칼륨($K_2Cr_2O_7$)은 물과 접촉해도 격렬한 위험 반응을 일으키지 않으므로 정답은 ① $K_2O_2$, $Na$, $CaC_2$이다.

위험물안전관리법령상 유별을 달리하는 위험물의 혼재기준에 따르면 제1류 위험물은 제6류 위험물과만 혼재할 수 있다.
과산화나트륨은 제1류(무기과산화물), 과염소산은 제6류이므로 지정수량의 10배를 운반하더라도 혼재가 가능하여 ③ 과산화나트륨과 과염소산이 정답이다.
과산화수소·질산(제6류)과 아세톤·알코올(제4류)의 조합, 과망간산칼륨(제1류)과 적린(제2류)의 조합은 혼재기준표상 허용되지 않는다.

위험물안전관리법 제4조에 따라 지정수량 미만인 위험물의 저장·취급은 시·도의 조례로 정하며, 지정수량 이상이면 법령의 직접 규제 대상이 된다.
윤활유는 제4석유류로 지정수량이 6000L인데 5000L만 저장하는 경우는 지정수량 미만이므로 시·도 조례의 규제를 받아 ② 윤활유 5000L가 정답이다.
등유(지정수량 1000L, 2000L 저장), 휘발유(지정수량 200L, 400L 저장), 중유(지정수량 2000L, 3000L 저장)는 모두 지정수량 이상이어서 법령이 직접 규제한다.

안전거리 단축기준 계산식 $H \leq pD^2+a$에서 $H$는 인근 건축물·공작물의 높이, $D$는 제조소등과 그 인근 건축물·공작물 사이의 거리, $a$는 제조소등의 외벽의 높이를 의미하며, 이 조건을 만족하면 방화상 유효한 담의 높이를 2m 이상으로 하면 된다.
따라서 $a$에 해당하는 것은 ② 제조소등의 외벽의 높이($m$)이다.

위험물안전관리법령상 제조소는 문화재보호법에 의한 유형문화재·지정문화재로부터 50m 이상의 안전거리를 두어야 하므로 정답은 ② 50m이다.

황화린은 삼황화린($P_4S_3$), 오황화린($P_2S_5$) 등의 형태로 존재하는 고체의 가연성 물질(제2류 위험물)이다.
그러나 황화린의 지정수량은 물질에 관계없이 100kg 단일로 규정되어 있으므로 "지정수량은 50kg, 100kg 등이 있다"는 서술은 틀린 설명이며 정답은 ③이다.

아세트알데히드는 구리·마그네슘·은·수은 및 이들의 합금과 반응하여 폭발성의 금속아세틸라이드를 생성하므로 이러한 재질의 용기에 저장해서는 안 된다.
따라서 "구리나 마그네슘 합금 용기에 저장한다"는 서술이 틀린 설명이며 정답은 ②이다. 용기 파손 유의, 찬 곳 저장, 화기 엄금은 모두 옳은 저장상 주의사항이다.

질산($HNO_3$)과 과염소산($HClO_4$)은 모두 제6류 위험물로서 분자 내에 산소를 함유하고 있으며, 그 자체는 불연성이지만 강한 산화력으로 다른 가연물의 연소를 촉진하는 조연성 물질이다.
따라서 두 물질의 공통 성질은 ④ 모두 산소를 함유하고 있다는 것이다. 두 물질은 환원력이 아닌 산화력을 가지며, 물과 접촉해도 반응이 없다는 서술은 정확한 공통 성질로 보기 어렵다.

가솔린은 전기 부도체(비전도성 물질)이어서 정전기가 축적되기 쉬우므로 정전기에 의한 화재를 방지하기 위한 접지 등의 조치가 필요하다.
"전기에 대한 도체이므로 정전기 발생으로 인한 화재를 방지해야 한다"는 서술은 도체·부도체가 뒤바뀐 틀린 설명이므로 정답은 ④이다. 증기비중이 공기보다 크고, 비중이 물보다 작으며, 물에 녹지 않고 유기용제에 녹는다는 나머지 설명은 모두 옳다.

위험물 운반 시 방수성 덮개를 해야 하는 것은 제1류 위험물 중 알칼리금속의 과산화물, 제2류 위험물 중 철분·금속분·마그네슘, 제3류 위험물 중 금수성물질과 같이 물과 반응하는 성질이 있는 것들이다.
니트로화합물은 제5류 자기반응성물질로서 차광성 덮개는 필요하지만 물과 반응하지 않으므로 방수성 덮개는 하지 않아도 되어 정답은 ① 니트로화합물이다.

질산암모늄($NH_4NO_3$)은 가열되면 $2NH_4NO_3 \rightarrow 2N_2 + 4H_2O + O_2$ 로 분해·폭발하여 질소, 물, 산소를 발생시킨다. 반응식에 수소($H_2$)는 생성물로 나타나지 않으므로 ① 수소가 정답이다. 반면 ② 질소, ③ 산소, ④ 물은 모두 분해 생성물에 해당한다.

과망간산칼륨($KMnO_4$)은 강력한 산화제로서 유기물·가연물과 혼촉 시 발화·폭발 위험이 크다. ② 디에틸에테르는 인화성이 매우 강한 유기용제이고, ④ 글리세린은 유기물로서 $KMnO_4$와 접촉 시 격렬한 발화 반응을 일으키는 것으로 알려져 있으며, ① 염산은 환원성 물질로 $KMnO_4$와 반응성이 있다. 반면 ③ 물은 $KMnO_4$를 단순히 용해시킬 뿐 별다른 발열·발화 반응을 일으키지 않으므로 혼촉 위험성이 가장 낮다.

오황화린($P_2S_5$)은 물과 반응하여 $P_2S_5 + 8H_2O \rightarrow 5H_2S + 2H_3PO_4$ 와 같이 인산과 함께 황화수소($H_2S$) 가스를 발생시킨다. 황화수소는 계란 썩는 냄새가 나는 유독성 기체로, 오황화린의 물과의 반응성 때문에 저장·취급 시 방습에 주의해야 한다. 따라서 정답은 ④ 황화수소이다.

위험물안전관리법령상 제5류 위험물(자기반응성물질)에는 질산에스테르류인 ① 질산메틸·② 니트로글리세린, 그리고 니트로화합물류인 ④ 니트로셀룰로오스가 포함된다. 반면 ③ 니트로벤젠은 벤젠고리에 니트로기가 결합된 물질이지만 제5류의 니트로화합물류가 아니라 제4류 위험물의 제3석유류로 분류되므로, 제5류에 해당하지 않는 것은 ③ 니트로벤젠이다.

질산칼륨($KNO_3$)은 비중이 약 2.1, 녹는점이 약 339℃인 무색 결정 또는 백색 분말로, 가열 시 열분해하여 산소를 방출하며 황·목탄과 혼합하여 흑색화약의 원료로 사용된다. 따라서 비중을 약 0.81, 녹는점을 약 200℃라고 서술한 ① 항목이 실제 물성과 맞지 않아 틀린 설명이며, ②·③·④는 모두 옳은 설명이다.

제5류 위험물인 니트로화합물류는 분자 내에 다량의 산소를 포함한 니트로기($-NO_2$)를 가지고 있어 외부 산소 공급 없이도 자기연소(내부연소)가 가능하다. ② $C_6H_2CH_3(NO_2)_3$(트리니트로톨루엔, TNT)는 벤젠고리에 니트로기 3개가 결합된 가연성 물질로 산소를 다량 함유하여 자기연소성을 가지므로 정답이다. ① 질산은 산화성 액체(제6류), ③ 메틸에틸케톤은 인화성 액체(제4류)로 자체적으로 산소를 함유해 자기연소하는 물질이 아니고, ④ 과염소산나트륨은 무기 산화제(제1류)로 자신이 연소하는 가연성 물질이 아니다.

아세톤과 메탄올은 각각 지정수량 $400L$(아세톤: 제1석유류 수용성, 메탄올: 알코올류), 등유는 지정수량 $1{,}000L$(제2석유류 비수용성)이다.
아세톤 저장량은 $18L \times 10 = 180L$이므로 배수는 $\dfrac{180}{400} = 0.45$이고, 메탄올도 동일하게 $\dfrac{180}{400} = 0.45$이다.
등유 저장량은 $200L \times 3 = 600L$이므로 배수는 $\dfrac{600}{1{,}000} = 0.6$이다.
세 배수의 총합은 $0.45 + 0.45 + 0.6 = 1.5$이므로 정답은 ④ $1.5$이다.

위험물안전관리법령상 제4류 위험물의 석유류 구분은 인화점을 기준으로 하며, 제1석유류는 인화점 21℃ 미만, 제2석유류는 인화점 21℃ 이상 70℃ 미만인 물질을 말한다. 문제의 물질은 인화점이 $21℃$로 제2석유류 기준의 하한값에 해당하므로 제2석유류로 분류되며, 따라서 정답은 ④ 제2석유류이다.

증기비중은 $\dfrac{\text{분자량}}{29}$로 계산되므로 분자량이 클수록 증기비중이 커진다. ① $CH_3COC_2H_5$(메틸에틸케톤)의 분자량은 $72$, ② $C_3H_5(OH)_3$(글리세린)은 $92$, ③ $C_6H_6$(벤젠)은 $78$, ④ $CH_3OH$(메탄올)은 $32$이다. 네 물질 중 분자량이 가장 큰 것은 글리세린이므로 증기비중이 가장 큰 물질은 ② $C_3H_5(OH)_3$이다.

금속칼륨은 알칼리금속으로 이온화경향이 매우 큰 경금속이며, 반응성이 커서 물과 접촉하면 격렬히 반응해 수소를 발생시키고 발화하므로 물속이 아니라 등유·경유와 같은 보호액 속에 보관해야 한다. 따라서 ③ 이온화경향이 큰 금속이다가 옳은 설명이며, 물속 보관(④), 중금속(②), 장식용 고광택 금속(①)이라는 설명은 모두 틀렸다.