[위험물산업기사 필기] 21년 1회차 기출문제 해설 페이지

중성 Mg 원자의 원자번호는 12이므로 양성자와 전자를 각각 12개씩 가진다.
Mg²⁺는 중성 원자가 전자 2개를 잃고 생성된 양이온이므로, 전자 수는 $12 - 2 = 10$개이다.
①의 "2"는 이온의 전하수, ③의 "12"는 중성 원자의 전자(양성자)수, ④의 $6 \times 10^{23}$은 아보가드로수로 모두 전자 개수와는 무관하다.
따라서 정답은 10개이다.

고체상과 액체상이 평형을 이루는 온도, 즉 고체가 녹는 온도를 어는점(융점)이라 한다.
액체의 증기압이 외부(대기)압력과 같아져 액체 내부에서도 기화가 일어나는 온도를 끓는점이라 한다.
문제에서 요구한 순서는 "어는점과 끓는점"이므로 정답은 ③이다. 나머지 보기는 순서가 뒤바뀌었거나(①), 상평형과 무관한 전이점 용어를 포함한다(②, ④).

Mg의 원자번호는 12이므로 Mg²⁺의 전자 수는 $12-2=10$개이고, 전자배치는 Ne과 같은 $1s^2 2s^2 2p^6$이다.
F⁻는 원자번호 9인 F가 전자 1개를 얻어 $9+1=10$개의 전자를 가지므로 Mg²⁺와 동일한 전자배치를 가진다.
Ca²⁺(원자번호 20, 전자 18개)와 Cl⁻(원자번호 17, 전자 18개)는 Ar과 같은 전자배치(18개)이며, Ar 자체도 전자 18개로 Mg²⁺(10개)와 다르다.
따라서 정답은 F⁻이다.

$\mathrm{KMnO_4}$에서 K의 산화수는 +1, O의 산화수는 -2이며, 화합물 전체 산화수의 합은 0이다.
Mn의 산화수를 x라 하면 $(+1) + x + 4\times(-2) = 0$이므로 $x = +7$이다.
따라서 정답은 +7이며, 나머지 보기(+1, +3, +5)는 산소 4개의 산화수 합(-8)과 K의 산화수(+1)를 정확히 반영하지 않은 값이다.

$\mathrm{HCl}$은 1가 산이므로 노르말농도(N)와 몰농도(M)가 같다. 즉 $[\mathrm{H^+}] = 0.001\,\mathrm{M} = 10^{-3}\,\mathrm{M}$이다.
$\mathrm{pH} = -\log[\mathrm{H^+}] = -\log(10^{-3}) = 3$
따라서 정답은 pH 3이다.

그레이엄의 기체 확산법칙에 따르면 확산속도는 분자량의 제곱근에 반비례한다.
$\dfrac{v_{unknown}}{v_{SO_2}} = \sqrt{\dfrac{M_{SO_2}}{M_{unknown}}}$
$\mathrm{SO_2}$의 분자량은 $32+16\times2=64$이고, 확산속도가 2배이므로
$2 = \sqrt{\dfrac{64}{M_{unknown}}} \;\Rightarrow\; 4 = \dfrac{64}{M_{unknown}} \;\Rightarrow\; M_{unknown}=16$
따라서 이 기체의 분자량은 16이다.

단백질은 아미노산이 펩타이드 결합으로 연결되어 이루어진 고분자 물질이며, 체내에서 분해되어 에너지대사에 관여하므로 ①③④는 옳은 설명이다.
뷰렛반응은 단백질의 펩타이드 결합이 $\mathrm{Cu^{2+}}$ 이온과 착화합물을 이루어 보라색(자주색)으로 정색되는 반응이다. 노란색으로 정색되는 것은 진한 질산을 가해 가열할 때 나타나는 잔토프로테인반응(황단백반응)이다.
따라서 "뷰렛반응에서 노란색으로 변한다"는 설명은 옳지 않으므로 정답은 ②이다.

표준상태(0℃, 1기압)에서 기체 1몰의 부피는 22.4L이므로 이 기체의 분자량은
$M = \rho \times 22.4 = 1.25 \times 22.4 = 28\,\mathrm{g/mol}$
탄소원자 1개당 수소원자 2개를 포함하는 일반식은 $\mathrm{(CH_2)_n}$이며, $\mathrm{CH_2}$ 단위의 질량은 $12+2=14$이다.
$n = \dfrac{28}{14} = 2$이므로 이 기체는 $\mathrm{C_2H_4}$(에틸렌)이다.

할로젠 원소는 모두 최외각에 전자 7개를 가지며(①), 할로젠족에서 원자반지름은 F < Cl < Br < I 순으로 F가 가장 작다(②). 또한 $\mathrm{Cl^-}$는 $\mathrm{Ag^+}$와 반응하여 흰색 침전인 $\mathrm{AgCl}$을 생성한다(③).
그러나 브로민($\mathrm{Br_2}$)은 할로젠 중 유일하게 상온에서 적갈색을 띠는 액체로 존재하며, 기체가 아니다.
따라서 "브로민은 상온에서 적갈색을 띠는 기체로 존재한다"는 설명이 옳지 않으므로 정답은 ④이다.

0℃ 얼음을 100℃ 수증기로 만드는 과정은 (1)융해 (2)가열 (3)기화의 3단계로 나뉜다.
(1) 0℃ 얼음의 융해잠열은 80cal/g이므로 $10\,\mathrm{g} \times 80\,\mathrm{cal/g} = 800\,\mathrm{cal}$
(2) 0℃ 물을 100℃까지 가열: 비열 1cal/g℃이므로 $10\,\mathrm{g} \times 1\,\mathrm{cal/g℃} \times 100℃ = 1000\,\mathrm{cal}$
(3) 100℃ 물의 기화잠열은 539cal/g이므로 $10\,\mathrm{g} \times 539\,\mathrm{cal/g} = 5390\,\mathrm{cal}$
총 열량은 $800+1000+5390=7190\,\mathrm{cal}$이다.

카보닐기는 탄소와 산소가 이중결합($\mathrm{C=O}$)을 이루는 작용기이다.
$\mathrm{CH_3COCH_3}$(아세톤)은 케톤류로서 카보닐기를 가진다.
$\mathrm{C_6H_5CH_3}$(톨루엔)은 방향족 탄화수소, $\mathrm{C_6H_5NH_2}$(아닐린)은 아민, $\mathrm{CH_3OCH_3}$(다이메틸에터)는 에터 결합($\mathrm{C-O-C}$)만 가지고 있어 카보닐기가 없다.
따라서 정답은 $\mathrm{CH_3COCH_3}$이다.

방사성 물질의 붕괴는 $N = N_0 \times \left(\dfrac{1}{2}\right)^{t/t_{1/2}}$의 관계를 따른다.
10일은 반감기(5일)의 $10/5=2$배이므로,
$N = 2 \times \left(\dfrac{1}{2}\right)^2 = 2 \times \dfrac{1}{4} = 0.5\,\mathrm{g}$
따라서 10일 후 남아 있는 양은 0.5g이다.

수소와 염소의 반응식은 $\mathrm{H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl}$이다.
기체는 같은 온도·압력 조건에서 부피비가 몰비와 같으므로(아보가드로 법칙), 반응식의 계수비 $1:1:2$에 따라 생성되는 $\mathrm{HCl}$의 부피는 반응한 $\mathrm{H_2}$ 부피의 2배이다.
$V_{HCl} = 2.24\,\mathrm{L} \times 2 = 4.48\,\mathrm{L}$
따라서 정답은 4.48L이다.

염소산칼륨의 열분해 반응식은 $\mathrm{2KClO_3 \rightarrow 2KCl + 3O_2}$이다.
표준상태에서 산소 11.2L의 몰수는 $\dfrac{11.2}{22.4}=0.5\,\mathrm{mol}$이다.
반응식의 계수비에 따라 필요한 $\mathrm{KClO_3}$의 몰수는 $0.5 \times \dfrac{2}{3} = \dfrac{1}{3}\,\mathrm{mol}$이다.
$\mathrm{KClO_3}$의 분자량은 $39+35.5+16\times3=122.5$이므로 필요한 질량은 $122.5 \times \dfrac{1}{3} \approx 40.83\,\mathrm{g}$이다.

볼타전지에서는 (-)극(아연)에서 발생하여 (+)극(구리) 표면에 붙은 수소 기체가 전류의 흐름을 방해하는 분극현상을 일으킨다.
이를 방지하기 위해 $\mathrm{MnO_2}$(이산화망가니즈)와 같은 산화제를 감극제로 넣어 발생한 수소를 산화시켜 물로 바꾸어 준다(대표적으로 망가니즈 건전지의 감극제로 사용).
$\mathrm{CuSO_3}$, $\mathrm{NaCl}$, $\mathrm{Pb(NO_3)_2}$는 감극제로 사용되지 않으므로 정답은 $\mathrm{MnO_2}$이다.

네슬러 시약은 암모늄이온($\mathrm{NH_4^+}$) 또는 암모니아의 검출에 사용되는 시약으로, 암모늄이온과 반응하면 적갈색(황갈색)의 정색 반응을 나타낸다.
질산이온, 아황산이온, 일산화탄소는 네슬러 시약과 이러한 정색 반응을 나타내지 않으므로 정답은 암모늄이온이다.

소금물($\mathrm{NaCl}$ 수용액)의 전기분해에서 음극 반응은 $\mathrm{2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 + 2OH^-}$이며, 생성된 $\mathrm{OH^-}$가 $\mathrm{Na^+}$와 결합해 $\mathrm{NaOH}$가 된다.
반응식에서 전자 2몰당 $\mathrm{OH^-}$(즉 $\mathrm{NaOH}$) 2몰이 생성되므로, $\mathrm{NaOH}$ 1몰을 얻으려면 전자 1몰, 즉 1F(패러데이) $=96{,}500\,\mathrm{C}$가 필요하다.
전하량 $Q=It$이므로 $t = \dfrac{Q}{I} = \dfrac{96{,}500}{1} = 96{,}500\,\mathrm{s} = \dfrac{96{,}500}{3600} \approx 26.8\,\mathrm{시간}$이다.

올레핀계 탄화수소는 탄소-탄소 이중결합($\mathrm{C=C}$)을 1개 가지는 알켄류(일반식 $\mathrm{C_nH_{2n}}$)를 말한다.
$\mathrm{CH_2=CH_2}$(에틸렌)은 이중결합을 가진 대표적인 알켄이다.
$\mathrm{CH_4}$는 알케인, $\mathrm{CH \equiv CH}$는 삼중결합을 가진 알카인, $\mathrm{CH_3CHO}$는 카보닐기를 가진 알데하이드이므로 올레핀계에 해당하지 않는다.
따라서 정답은 $\mathrm{CH_2=CH_2}$이다.

이상기체 상태방정식 $PV=nRT$에서 $n=\dfrac{m}{M}$(m: 질량, M: 분자량)을 대입하면
$PV = \dfrac{m}{M}RT \;\Rightarrow\; PM = \dfrac{m}{V}RT = dRT$
따라서 밀도 $d = \dfrac{PM}{RT}$이므로, 밀도는 압력(P)에 비례하고 절대온도(T)에는 반비례한다.
따라서 정답은 "절대온도에는 반비례하고 압력에는 비례한다"이다.

발연황산(오레움, oleum)은 진한 황산($\mathrm{H_2SO_4}$)에 삼산화황($\mathrm{SO_3}$)을 추가로 흡수시켜, 공기 중에서 $\mathrm{SO_3}$가 흰 연기(발연)를 내는 물질이다.
단순히 농도 98% 이상인 황산(①)이나 일반적인 황산을 통틀어 이르는 말(④)이 아니며, 황산과 염산의 혼합물(②)도 아니다.
따라서 정답은 "$\mathrm{SO_3}$를 황산에 흡수시킨 것"이다.

위험물안전관리법령상 소요단위(所要單位)는 소화설비의 설치 규모를 정하는 기준 단위이다. 제조소 또는 취급소용 건축물은 외벽이 내화구조인 경우 연면적 100㎡를, 내화구조가 아닌 경우 연면적 50㎡를 1소요단위로 한다.
참고로 저장소용 건축물은 내화구조 150㎡, 비내화구조 75㎡를 1소요단위로 하며, 위험물 자체는 지정수량의 10배를 1소요단위로 한다.
따라서 외벽이 내화구조인 제조소 건축물의 1소요단위는 100㎡이며, 50㎡(①)는 비내화구조 제조소 기준, 150㎡(③)는 저장소 내화구조 기준, 1,000㎡(④)는 해당 규정에 없는 값으로 옳지 않다.

할론소화약제는 물질마다 비점이 달라 상온에서의 물리적 상태가 다르다.
Halon 1301($\mathrm{CF_3Br}$)의 비점은 약 −57.75℃, Halon 1211($\mathrm{CF_2ClBr}$)의 비점은 약 −3.4℃로 둘 다 상온(약 20~25℃)보다 낮아 상온에서 기체로 존재한다.
반면 Halon 2402($\mathrm{C_2F_4Br_2}$)는 비점이 약 47.5℃로 상온보다 높아 상온에서 액체로 존재한다.
따라서 상온에서 물리적 상태가 서로 같은 조합은 Halon 1301과 Halon 1211(둘 다 기체)이며, Halon 2402가 포함된 나머지 조합은 기체·액체가 혼재되어 옳지 않다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표17(소화설비의 설치기준)에 따르면 지하탱크저장소에는 능력단위의 수치가 3 이상이 되도록 소형수동식소화기등을 2개 이상 설치해야 한다.
이는 지하에 매설되어 화재 시 접근·초기진압이 어려운 지하탱크저장소의 특성을 고려하여 일반 취급소보다 소형소화기의 능력단위 합계 요구치를 높인 것이다.
대형소화기 2개 이상(①), 능력단위 2 이상인 소형소화기 1개 이상(②), 마른모래 150L 이상(③)은 각각 다른 대상 설비의 기준이거나 능력단위 수치가 실제 기준(3 이상)에 미달하여 옳지 않다.

자기연소(내부연소)란 물질 분자 내부에 산소를 함유하고 있어 외부의 산소 공급 없이도 연소가 진행되는 형태로, 제5류 위험물(자기반응성물질)의 대표적 연소형태이다.
나이트로글리세린은 분자 내에 다량의 질산에스터기(나이트로기)를 가진 제5류 위험물로, 분자 자체의 산소로 인해 자기연소를 일으킨다.
반면 톨루엔, 메틸알코올, 다이에틸에터는 모두 제4류 위험물(인화성 액체)로서 액체 표면에서 증발한 가연성 증기가 공기 중 산소와 결합해 연소하는 증발연소 형태를 나타내므로 자기연소가 아니다.

트라이나이트로톨루엔(TNT)은 제5류 위험물(나이트로화합물류)이다.
① 햇빛(직사광선)에 노출되면 담황색에서 다갈색으로 변색되는 것은 TNT의 알려진 성질이므로 옳다.
② TNT는 물에는 거의 녹지 않지만 벤젠, 아세톤 등 유기용매에는 잘 용해되므로 옳다.
③ TNT는 분자 내 산소를 함유한 자기반응성 물질일 뿐 물과 위험하게 반응하는 금수성 물질은 아니다. 따라서 건조사·팽창질석에 의한 질식소화뿐 아니라 다량의 물에 의한 냉각소화도 효과적으로 사용할 수 있어, "건조사 또는 팽창질석만 사용할 수 있다"는 서술은 옳지 않다.
④ TNT가 다이너마이트 등 폭약 제조의 원료로 쓰이는 것은 옳다.
따라서 옳지 않은 설명은 ③이며 문제의 정답과 일치한다.

위험물제조소등의 옥내소화전설비 수원의 수량은 가장 많이 설치된 층의 설치개수(최대 5개)에 7.8㎥를 곱한 양 이상으로 한다(1개의 옥내소화전 방수량 260L/min을 30분간 방수할 수 있는 양에 해당).
설치개수 N=2일 때 수원의 수량 Q는 다음과 같다.
$Q = N \times 7.8\,\mathrm{m^3} = 2 \times 7.8 = 15.6\,\mathrm{m^3}$
따라서 최소 15.6㎥ 이상이어야 하며, 이는 옵션 ②와 일치한다.

위험물제조소등에는 화기 관련 주의사항을 알리는 게시판을 별도로 설치해야 한다. 제3류 위험물 중 자연발화성물질, 제2류(인화성고체 제외)·제4류·제5류 위험물 등 화기에 주의해야 하는 경우 "화기엄금" 또는 "화기주의" 게시판을 적색바탕에 백색문자로 표시한다.
참고로 제1류 위험물 중 알칼리금속의 과산화물, 제3류 위험물 중 금수성물질에는 "물기엄금" 게시판을 청색바탕에 백색문자로 표시하여 화기 게시판과 구분한다.
따라서 정답은 ③(적색바탕–백색문자)이며, 백색바탕–청색문자(①), 청색바탕–백색문자(②, 물기엄금 기준과 혼동), 백색바탕–적색문자(④)는 옳지 않다.

불활성가스소화설비(전역방출방식·국소방출방식)의 저장용기 설치기준(위험물안전관리법 시행규칙 별표17)은 다음과 같다.
① 온도가 40℃ 이하이고 온도변화가 적은 장소에 설치할 것 – 옳은 기준이다.
② 저장용기 외면에 소화약제의 종류와 양, 제조연도 및 제조자를 표시할 것 – 옳은 기준이다.
③ 직사일광 및 빗물이 스며들 우려가 적은 장소에 설치할 것 – 옳은 기준이다.
④ 저장용기는 실제로는 방호구역 "외"의 장소에 설치해야 한다. 이는 소화약제 방출 시 방호구역 내부의 산소농도 저하·고압가스 위험으로부터 점검자·관리자를 보호하기 위한 안전조치이므로, "방호구역 안의 장소에 설치해야 한다"는 서술은 옳지 않다.
따라서 정답은 ④이며 문제의 정답과 일치한다.

물분무소화설비는 무상(霧狀)의 물을 분사하여 냉각효과와 함께 질식·유화 효과를 얻는 설비로, 전기절연성이 있어 전기설비 화재에도 적응성이 있다.
① 알칼리금속의 과산화물(제1류)은 물과 반응하여 산소를 발생시키고 발열하므로 물분무소화설비에 적응성이 없다.
② 금속분·마그네슘(제2류)은 물과 반응하여 수소 등 가연성 기체를 발생시켜 위험이 커지므로 적응 대상이 아니다.
③ 금수성 물질(제3류)은 물과 접촉 시 발화·폭발 위험이 있어 물을 사용하는 소화설비 전반에 적응성이 없다.
④ 인화성고체(제2류)는 물과 위험한 반응을 일으키지 않는 고체 가연물로, 물분무에 의한 냉각·질식 효과로 소화가 가능하여 적응성이 인정된다.
따라서 정답은 ④이다.

특정옥외저장탱크의 지반은 기초의 외측이 지표면과 접하는 선의 범위 내에 있는 지반에 대하여 표준관입시험 및 평판재하시험 등을 실시하여 지지력·균등침하 여부를 확인해야 하며, 그 조사 범위는 지표면으로부터 깊이 15m까지로 정해져 있다.
이는 대형 탱크 하중을 지지하는 지반의 심부 상태까지 충분히 확인하기 위한 기준으로, 10m(①)는 조사범위가 부족하고 20m·25m(③④)는 법정 기준보다 과도하다.
따라서 정답은 ②(15m)이다.

물은 소화약제로서 다음과 같은 물리화학적 성질을 갖는다.
① 물의 기화잠열은 약 539cal/g으로, 이산화탄소의 기화(승화)잠열보다 훨씬 커서 냉각효과가 우수하므로 옳다.
② 물 분자(H₂O)는 산소·수소의 전기음성도 차이와 굽은 구조로 인해 극성을 띠므로 옳다.
③ 물의 비열은 약 1cal/g℃로 자연계 물질 중 매우 큰 값이며, 이산화탄소의 비열(약 0.2cal/g℃ 내외)보다 오히려 훨씬 크다. 따라서 "이산화탄소보다 비열이 더 작다"는 서술은 옳지 않다.
④ 물의 주된 소화효과는 기화 시 다량의 열을 흡수하는 냉각소화이므로 옳다.
따라서 옳지 않은 것은 ③이며 문제의 정답과 일치한다.

불활성가스(이산화탄소)소화설비 저장용기의 기준(위험물안전관리법 시행규칙 별표17)은 다음과 같다.
① 저장용기의 충전비는 고압식은 1.5 이상 1.9 이하, 저압식은 1.1 이상 1.4 이하로 하며, 이는 실제 기준과 일치하여 옳다.
② 저압식 저장용기에는 2.3MPa 이상 1.9MPa 이하의 압력에서 작동하는 압력경보장치를 설치해야 하며 옳다.
③ 저압식 저장용기에는 용기 내부 온도를 −20℃ 이상 −18℃ 이하로 유지하는 자동냉동기를 설치해야 하며 옳다.
④ 기동용가스용기 및 그 용기에 사용하는 밸브는 실제로는 25MPa 이상의 압력에 견딜 수 있어야 하는 것으로 정해져 있다. "20MPa 이상"은 기준에 미달하는 수치이므로 이 서술은 옳지 않다.
따라서 정답은 ④이며 문제의 정답과 일치한다.

할로겐화합물(할론) 소화약제가 갖추어야 할 요건은 다음과 같다: 비점이 낮고 기화가 쉬울 것, 증기(비중)가 공기보다 무거워 화염을 덮어 질식효과를 낼 수 있을 것, 전기절연성이 우수할 것, 증발 후 잔유물을 남기지 않을 것, 인화성이 없을 것 등이다.
① 전기절연성이 우수해야 한다는 것은 옳은 요건이다.
② 할론 소화약제는 공기보다 무거워야 화재면을 덮어 산소 공급을 차단하는 질식효과를 낼 수 있다. "공기보다 가벼워야 한다"는 서술은 실제 요건과 정반대이므로 옳지 않다.
③ 증발 후 잔유물이 남지 않아야 한다는 것은 옳은 요건이다.
④ 인화성이 없어야 한다는 것은 옳은 요건이다.
따라서 정답은 ②이며 문제의 정답과 일치한다.

옥외소화전설비의 옥외소화전함은 옥외소화전으로부터 보행거리 5m 이하의 장소에 설치해야 한다(위험물안전관리법 시행규칙 별표17).
이는 화재 시 신속하게 소화전함에 접근하여 호스·노즐 등을 인출·사용할 수 있도록 하기 위한 기준이다.
따라서 정답은 ①(5m 이하)이다.

고체 가연물의 연소형태는 일반적으로 표면연소, 분해연소, 증발연소, 자기연소로 구분된다.
표면연소는 코크스·목탄·금속분 등이 고체 표면에서 산소와 직접 반응하는 형태이고, 증발연소는 황·나프탈렌·파라핀(양초) 등이 가열되어 증발한 증기가 연소하는 형태이며, 자기연소는 나이트로셀룰로오스 등 제5류 위험물처럼 분자 내 산소로 자체 연소하는 형태이다.
반면 확산연소는 가연성 "기체"가 공기와 확산·혼합되면서 연소하는 형태로 기체 연소의 대표적 형태이며, 고체의 연소형태로는 분류되지 않는다.
따라서 정답은 ②(확산연소)이다.

포소화설비의 포헤드 방식은 방호대상물의 표면적(바닥면적) 9㎡당 포헤드 1개 이상을 설치하도록 규정하고 있다(위험물안전관리법 시행규칙 별표17).
이는 포가 균일하게 방사되어 유효한 질식·냉각 효과를 얻을 수 있도록 헤드 간의 방호면적을 제한한 것이다.
따라서 정답은 ③(9)이다.

포소화설비의 가압송수장치 중 고가수조 방식은 낙차(위치에너지)를 이용해 필요한 압력을 얻는 방식으로, 고가수조에는 수위계, 배수관, 급수관, 오버플로우용 배수관, 맨홀 등을 설치해야 한다.
압력계는 자체 가압원(펌프 또는 압축공기)의 압력을 표시할 필요가 있는 압력수조 방식에 필요한 부속설비로, 낙차만으로 송수하는 고가수조에는 압력계를 설치할 필요가 없다.
따라서 고가수조에 반드시 설치하지 않아도 되는 것은 ②(압력계)이다.

① 과산화칼륨($\mathrm{K_2O_2}$)은 제1류 위험물(무기과산화물)로 가열·분해 시 산소를 방출하는 산소공급원이다.
② 질산나트륨($\mathrm{NaNO_3}$)은 제1류 위험물(질산염류)로 분자 내 산소를 함유하여 분해 시 산소를 공급한다.
③ 과망가니즈산칼륨($\mathrm{KMnO_4}$)은 제1류 위험물(강산화제)로 가열·분해 시 산소를 방출한다.
④ 알킬알루미늄은 제3류 위험물(자연발화성 및 금수성물질)로, 분자 내에 산소를 함유하지 않으며 오히려 공기·물과 반응해 발화·폭발하는 가연물(환원성 물질)에 해당하므로 산소공급원 역할을 하지 못한다.
따라서 정답은 ④이다.

옥외탱크저장소의 보유공지는 저장·취급하는 위험물의 지정수량 배수에 따라 규정되어 있다(위험물안전관리법 시행규칙 별표6).
지정수량의 500배 이하는 3m 이상, 500배 초과 1,000배 이하는 5m 이상, 1,000배 초과 2,000배 이하는 9m 이상, 2,000배 초과 3,000배 이하는 12m 이상, 3,000배 초과 4,000배 이하는 15m 이상이어야 한다.
따라서 정답은 ④(15m 이상)이다.

분말소화약제는 주성분에 따라 제1종~제4종으로 구분된다.
제1종은 탄산수소나트륨($\mathrm{NaHCO_3}$, 백색), 제2종은 탄산수소칼륨($\mathrm{KHCO_3}$, 담회색), 제3종은 제1인산암모늄($\mathrm{NH_4H_2PO_4}$, 담홍색으로 A·B·C급 화재에 모두 적응), 제4종은 탄산수소칼륨과 요소(우레아)의 반응생성물(회색)로 구분된다.
따라서 제4종 분말소화약제의 주성분은 "탄산수소칼륨과 요소의 반응생성물"(①)이며, 탄산수소칼륨과 인산염의 반응생성물(②), 탄산수소나트륨과 요소의 반응생성물(③), 탄산수소나트륨과 인산염의 반응생성물(④)은 실제 종별 조성과 일치하지 않아 옳지 않다.

$\mathrm{CaO_2}$(과산화칼슘)와 $\mathrm{K_2O_2}$(과산화칼륨)는 모두 제1류 위험물(산화성고체) 중 무기과산화물에 해당한다.
이 물질들의 공통된 성질은 가열 시 분해되어 산소를 방출한다는 점이다.
$2\mathrm{CaO_2} \rightarrow 2\mathrm{CaO} + \mathrm{O_2}$
$2\mathrm{K_2O_2} \rightarrow 2\mathrm{K_2O} + \mathrm{O_2}$
① 두 물질은 백색~담황색 분말 형태이며 청색 침상결정이 아니다.
② 물과 접촉하면 단순히 용해되는 것이 아니라 격렬히 가수분해되어 수산화물과 산소(또는 과산화수소)를 내는 반응성이 강한 물질이다.
④ 염산과 반응하면 수소가 아니라 과산화수소가 생성된다($\mathrm{CaO_2} + 2\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{CaCl_2} + \mathrm{H_2O_2}$).
따라서 공통 성질로 옳은 것은 ③이다.

제2류 위험물(가연성고체)에는 황화인, 적린, 황, 철분, 금속분(마그네슘 포함), 인화성고체가 속한다. 마그네슘·철분·아연분(금속분)은 모두 제2류에 해당한다.
나트륨(Na)은 물과 격렬히 반응해 수소를 발생시키며 공기 중 수분과도 반응하는 자연발화성·금수성 물질로 제3류 위험물에 분류된다.
따라서 제2류 위험물에 해당하지 않는 것은 나트륨이며 정답은 ②이다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표19(적재방법)에 따르면 차광성이 있는 피복으로 가려야 하는 위험물은 제1류 위험물, 제3류 위험물 중 자연발화성물질, 제4류 위험물 중 특수인화물, 제5류 위험물, 제6류 위험물이다.
제4류 위험물 가운데 차광 대상은 특수인화물에 한정되며, 제1석유류는 인화점이 특수인화물보다 높아 차광성 피복 규정이 적용되지 않는다.
따라서 차광 피복 대상에 해당하지 않는 것은 제1석유류이며 정답은 ②이다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표19의 주의사항 표시기준에 따르면, 제1류 위험물 중 알칼리금속의 과산화물은 "화기·충격주의", "물기엄금", "가연물접촉주의"를 모두 표시해야 한다(그 밖의 제1류 위험물은 물기엄금이 빠진다).
제2류 위험물 중 철분·금속분·마그네슘은 "화기주의", "물기엄금"만, 제3류 자연발화성물질은 "화기엄금", "공기접촉엄금"을, 제5류 위험물은 "화기엄금", "충격주의"를 표시하므로 제시된 세 문구 조합과 일치하지 않는다.
따라서 정답은 ①이다.

탄화칼슘(카바이드, $\mathrm{CaC_2}$)은 제3류 위험물(금수성물질)로 물과 반응하여 수산화칼슘과 아세틸렌 가스를 발생시킨다.
$\mathrm{CaC_2} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{Ca(OH)_2} + \mathrm{C_2H_2}\uparrow$
발생하는 아세틸렌은 가연성·폭발성 가스이므로 탄화칼슘은 물과의 접촉을 피해 저장해야 한다. 따라서 정답은 ④이다.

제2류 위험물(가연성고체)의 지정수량은 품명별로 다르다.
황화인, 적린, 황(유황)은 지정수량이 각각 $100\text{kg}$이다.
마그네슘, 금속분, 철분은 지정수량이 $500\text{kg}$이다.
적린·황화인·황은 100kg으로 동일하지만 마그네슘만 500kg으로 다르므로 정답은 ④이다.

수소화나트륨($\mathrm{NaH}$)은 제3류 위험물(금수성물질)로, 물과 반응하면 격렬하게 수소 가스를 발생시킨다.
$\mathrm{NaH} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{NaOH} + \mathrm{H_2}\uparrow$
따라서 정답은 ④이다.

지정수량 배수의 합은 각 위험물의 저장(취급)수량을 그 지정수량으로 나눈 값을 모두 더한 것이다.
아세톤(제4류 제1석유류, 수용성)과 메틸알코올(알코올류)의 지정수량은 각각 $400\text{L}$이고, 등유(제4류 제2석유류, 비수용성)의 지정수량은 $1{,}000\text{L}$이다.
저장량은 아세톤 $18\text{L} \times 10 = 180\text{L}$, 메탄올 $18\text{L} \times 10 = 180\text{L}$, 등유 $200\text{L} \times 3 = 600\text{L}$이다.
지정수량 배수의 합:
$\dfrac{180}{400} + \dfrac{180}{400} + \dfrac{600}{1{,}000} = 0.45 + 0.45 + 0.6 = 1.5$
따라서 정답은 ②이다.

각 품명의 지정수량은 다음과 같다.
염소산염류: $50\text{kg}$
브로민산염류: $300\text{kg}$
질산염류: $300\text{kg}$
금속의 인화물(제3류): $300\text{kg}$
네 품명 중 지정수량이 가장 작은 것은 염소산염류(50kg)이므로 정답은 ①이다.

보기 ①의 구조는 산소(O)를 포함한 3원자 고리(에폭사이드 고리)에 메틸기($\mathrm{CH_3}$)가 결합된 형태로, 산화프로필렌(1,2-에폭시프로판, $\mathrm{C_3H_6O}$)을 나타낸다.
산화프로필렌은 제4류 위험물 중 특수인화물로 인화점이 약 −37℃로 매우 낮으며, 구리·은·마그네슘·수은 등의 금속(또는 그 합금)과 접촉하면 반응성이 큰 아세틸라이드를 생성해 폭발 위험이 있는 것으로 잘 알려져 있다.
다이에틸에터(인화점 약 −45℃), 이황화탄소($\mathrm{CS_2}$), 벤젠($\mathrm{C_6H_6}$)은 특수인화물이거나 위험성이 큰 물질이지만 금속 아세틸라이드 생성 특성이 대표적으로 지적되는 물질은 아니다.
따라서 정답은 ①이다.

위험물안전관리법 시행규칙상 지하저장탱크의 수압시험 기준은, 압력탱크는 최대상용압력의 1.5배 압력으로, 압력탱크 외의 탱크는 $70\text{kPa}$의 압력으로 각각 10분간 실시하여 새거나 변형이 없어야 한다.
탱크 외면의 부식 방지 도장(①), 강철판 두께 3.2mm 이상(②), 압력탱크의 1.5배 압력 수압시험(③)은 모두 옳은 내용이다. 그러나 압력탱크 외의 탱크에 적용하는 수압시험 압력은 50kPa이 아니라 70kPa이므로 ④가 옳지 않다.
따라서 정답은 ④이다.

위험물안전관리법령상 제4류 위험물 중 제1석유류·제2석유류·제3석유류·제4석유류의 구분은 인화점을 기준으로 한다.
(제1석유류: 인화점 21℃ 미만, 제2석유류: 21℃ 이상 70℃ 미만, 제3석유류: 70℃ 이상 200℃ 미만, 제4석유류: 200℃ 이상 250℃ 미만)
발화점, 비등점, 비중은 석유류 구분의 기준이 아니다. 따라서 정답은 ①이다.

황린($\mathrm{P_4}$, 백린)은 제3류 위험물(자연발화성물질)로 비중이 약 1.82이며, 공기 중에서 자연발화하므로 물속에 저장하고, 이때 강알칼리에 의한 포스핀($\mathrm{PH_3}$) 발생을 막기 위해 pH 9 정도의 약알칼리성 물을 유지한다.
그러나 황린이 연소할 때 생성되는 것은 포스핀이 아니라 오산화인의 흰 연기이다.
$\mathrm{P_4} + 5\mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{P_2O_5}$
포스핀은 황린이 강알칼리 수용액과 반응할 때 발생하는 것으로 연소생성물이 아니다. 따라서 옳지 않은 것은 ④이다.

과염소산($\mathrm{HClO_4}$)과 과산화수소($\mathrm{H_2O_2}$)는 모두 제6류 위험물(산화성액체)로, 비중이 1보다 크고 분자 내에 산소를 포함하며 강한 산화력으로 산화제로 작용한다는 공통점이 있다.
다만 두 물질 모두 물에 대한 친화성이 커서 잘 용해(과산화수소는 임의 비율로 혼용, 과염소산은 물과 반응하며 발열)되는 수용성 물질이므로 "물에는 녹지 않는다"는 설명은 옳지 않다.
따라서 공통 성질에 해당하지 않는 것은 ②이다.

과산화수소($\mathrm{H_2O_2}$)는 제6류 위험물로 직사광선에 의해 분해가 촉진되므로 갈색병에 보관하며, 분해방지 안정제로 인산, 요산 등을 소량 첨가한다. 물, 에탄올, 에터에 잘 용해된다.
다만 과산화수소는 분해되면서 산소가 발생해 내압이 상승하므로, 용기를 완전히 밀폐하면 압력이 축적되어 위험하다. 따라서 저장용기 마개에는 작은 구멍(통기공)을 두어 발생 가스를 방출할 수 있도록 하며 완전 밀폐는 금지된다.
따라서 옳지 않은 것은 ③이다.

위험물안전관리법 시행규칙상 제조소의 안전거리 기준은 다음과 같다.
주거용 건축물: 10m 이상
학교·병원·극장 등 다수인 수용시설: 30m 이상
유형문화재와 지정문화재인 기념물: 50m 이상
고압가스·액화석유가스·도시가스 저장·취급시설: 20m 이상
보기 ③은 유형문화재·기념물의 안전거리를 70m로 제시하였으나 실제 기준은 50m 이상이므로 옳지 않다.
따라서 정답은 ③이다.

정답: 4번 — 물속 저장은 적린이 아니라 황린(백린)의 저장법이다.
적린($P$)은 위험물안전관리법령상 제2류 위험물(가연성 고체, 지정수량 100kg)에 해당한다. 발화점이 약 $260^\circ C$로 높아 상온에서 스스로 발화하지 않으므로 자연발화 위험이 없다. 따라서 물속에 저장할 필요가 없으며, 오히려 산화제와 격리하여 통풍이 잘 되는 냉암소에 저장한다.
물속에 저장하는 것은 발화점이 약 $34^\circ C$로 매우 낮아 공기 중에서 자연발화하는 황린(제3류 위험물, 자연발화성 물질, 지정수량 20kg)의 저장 방법이다. 그러므로 4번은 적린에 대한 설명으로 옳지 않다.
[오답 해설]
1) 옳음 — 적린($P$)과 황린($P_4$)은 모두 인(P)의 동소체이다. 적린은 사슬 구조의 안정한 형태로, 발화점(약 $260^\circ C$)이 황린의 발화점(약 $34^\circ C$)보다 훨씬 높아 화학적으로 더 안정하다. 또한 황린은 맹독성이나 적린은 독성이 거의 없다.
2) 옳음 — 적린은 안전성냥의 마찰면(측약), 화약, 발연제 등의 원료로 사용된다.
3) 옳음 — 적린과 황린은 같은 인의 동소체이므로 연소 시 생성물이 오산화인($P_2O_5$)으로 동일하다. 흰 연기 형태로 발생한다.
적린의 연소: $4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$
황린의 연소: $P_4 + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$
두 반응 모두 최종 생성물이 오산화인으로 같으므로 옳은 설명이다.

위험물안전관리법 시행규칙상 옥외탱크저장소의 방유제는(인화점 200℃ 이상인 위험물은 제외) 탱크의 옆판으로부터 다음 거리를 유지해야 한다.
지름 15m 미만인 경우: 탱크 높이의 $\dfrac{1}{3}$ 이상
지름 15m 이상인 경우: 탱크 높이의 $\dfrac{1}{2}$ 이상
따라서 정답은 ①이다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표19의 주의사항 표시기준에 따르면, "가연물접촉주의"만 단독으로 표시되는 경우는 제6류 위험물(산화성액체)이다.
제1류 위험물 중 알칼리금속의 과산화물은 "화기·충격주의", "물기엄금", "가연물접촉주의"를 함께 표시하고, 그 밖의 제1류 위험물도 "화기·충격주의"와 "가연물접촉주의"를 함께 표시하므로 가연물접촉주의만 단독으로 표시되지 않는다. 제2류(철분 등)는 "화기주의", "물기엄금"을, 제3류 자연발화성물질은 "화기엄금", "공기접촉엄금"을 표시하여 가연물접촉주의와는 무관하다.
따라서 정답은 ④이다.

과산화수소 수용액의 분해를 억제하려면 직사광선을 차단하고, 분해방지 안정제로 인산이나 요산 등의 약산성 물질을 소량 첨가한다.
반면 암모니아와 같은 알칼리성 물질은 과산화수소의 분해를 오히려 촉진하는 요인이 되므로 안정제로 사용되지 않는다.
따라서 분해 방지와 가장 거리가 먼 것은 ②이다.