[위험물산업기사 필기] 21년 2회차 기출문제 해설 페이지

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$-\mathrm{OH}$는 하이드록시기, $-\mathrm{CHO}$는 알데하이드기, $-\mathrm{NO_2}$는 나이트로기로 모두 옳은 명칭이다.
그러나 $-\mathrm{NH_2}$는 암모니아($\mathrm{NH_3}$)에서 수소 원자 하나가 빠진 형태의 관능기로, 표준 명칭은 '아미노기(amino group)'이다. '암모니아기'라는 명칭은 사용되지 않으므로 연결이 옳지 않은 것은 ②이다.

전기분해 시 전극에서 석출·용해되는 물질의 양이 흘려준 전기량(전류×시간)에 정비례하고, 같은 전기량에 대해 여러 물질이 생성될 때 그 질량비는 각 물질의 화학당량비와 같다는 법칙은 패러데이의 전기분해 법칙이다.
르샤틀리에의 법칙은 화학평형의 이동 방향, 아보가드로의 법칙은 기체의 부피와 몰수 관계, 보일-샤를의 법칙은 기체의 압력·부피·온도 관계를 다루는 법칙으로 전기량과는 무관하다. 따라서 정답은 ③이다.

비휘발성 용질을 녹인 용액의 끓는점 오름은 $\Delta T_b = K_b \times m$(몰랄농도)로 계산한다.
설탕($C_{12}H_{22}O_{11}$)의 분자량은 $12\times12+22\times1+11\times16=342$이므로, 2.85g의 몰수는 $n=\dfrac{2.85}{342}=0.00833\,\mathrm{mol}$이다.
물 25.0g=0.025kg이므로 몰랄농도는 $m=\dfrac{0.00833}{0.025}=0.333\,\mathrm{mol/kg}$이다.
따라서 $\Delta T_b = 0.52\times0.333=0.173\,^\circ\!C$이며, 끓는점은 $100+0.17=100.17\,^\circ\!C$가 되어 정답은 ③이다.

소석회(수산화칼슘, $\mathrm{Ca(OH)_2}$)에 염소 가스를 흡수시키면 다음과 같이 반응하여 표백분이 생성된다.
$\mathrm{Ca(OH)_2} + \mathrm{Cl_2} \rightarrow \mathrm{CaOCl_2} + \mathrm{H_2O}$
표백분(칼슘하이포아염소산염 계열 화합물)은 표백·소독제로 사용되는 물질이며, 염화칼슘·염화수소·과산화망가니즈는 이 반응의 생성물이 아니므로 정답은 ①이다.

알코올의 산화 생성물은 탄소에 결합된 수소 수(알코올의 차수)에 따라 달라진다.
1차 알코올은 산화되면 알데하이드를 거쳐 카복실산이 되고, 2차 알코올은 산화되면 케톤이 된다. 2차 알코올의 하이드록시기가 붙은 탄소에는 수소가 1개만 남아 있어, 산화되면 그 수소가 떨어져 나가면서 카보닐기($\mathrm{C=O}$)를 형성하여 케톤이 되기 때문이다(3차 알코올은 이 수소가 없어 쉽게 산화되지 않는다).
따라서 2차 알코올을 산화시키면 생성되는 물질은 케톤이며 정답은 ④이다.

메틸(methyl)기는 메테인($\mathrm{CH_4}$)에서 수소 원자 하나가 빠진 1가 작용기로, $-\mathrm{CH_3}$로 표시한다.
$-\mathrm{C_2H_5}$는 에틸기, $-\mathrm{COCH_3}$는 아세틸기, $-\mathrm{NH_2}$는 아미노기이므로 메틸기에 해당하는 것은 ④이다.

염소(Cl)의 원자번호는 17이며 전자배치는 K껍질 2개, L껍질 8개, M껍질(최외각) 7개이다.
따라서 염소 원자의 최외각 전자 수는 7개이며 정답은 ③이다. 최외각에 전자가 7개(옥텟에서 1개 부족)이기 때문에 염소는 전자 1개를 얻어 -1가 음이온이 되기 쉬운 성질을 가진다.

중화반응 $\mathrm{NaOH+HCl\rightarrow NaCl+H_2O}$은 1:1 당량반응이므로, N(노르말) 농도가 곧 당량농도임을 이용한다. 1N HCl 20mL에 들어있는 당량수는 다음과 같다.
$1\,N \times 0.020\,L = 0.02\,\mathrm{eq}$
이는 시료 용액 50mL 중 NaOH의 당량수와 같고(NaOH는 1가 염기이므로 당량수=몰수), 전체 용액이 100mL이므로 전체 NaOH의 몰수는 그 2배인 0.04mol이다.
NaOH의 분자량은 40이므로 순수 NaOH의 질량은 $0.04\times40=1.6\,\mathrm{g}$이고, 시료 전체 질량이 3.2g이므로 농도는 $\dfrac{1.6}{3.2}\times100=50\,\mathrm{wt\%}$가 되어 정답은 ④이다.

배위결합은 한쪽 원자(주개)가 비공유 전자쌍을 일방적으로 제공하여 형성되는 공유결합의 한 종류이다.
$\mathrm{NH_4^+}$는 암모니아($\mathrm{NH_3}$) 분자의 질소가 가진 비공유 전자쌍을 수소 이온($\mathrm{H^+}$)에 제공해 $\mathrm{N-H}$ 배위결합을 새로 형성하고, 기존의 3개 $\mathrm{N-H}$ 결합은 일반 공유결합이다. 즉 한 이온 안에 공유결합과 배위결합이 함께 존재한다.
$\mathrm{NH_3}$는 공유결합만으로, $\mathrm{Cu(OH)_2}$와 $\mathrm{K_2CO_3}$는 이온결합과 공유결합으로 이루어져 배위결합이 관여하지 않으므로 정답은 ④이다.

프로페인의 완전연소 반응식은 다음과 같다.
$\mathrm{C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O}$
프로페인의 분자량은 $12\times3+1\times8=44$이므로 11g은 $\dfrac{11}{44}=0.25\,\mathrm{mol}$이다.
반응식 계수비에 따라 생성되는 물은 프로페인의 4배 몰수이므로 $0.25\times4=1\,\mathrm{mol}$이고, 물의 분자량이 18이므로 생성되는 물의 질량은 $1\times18=18\,\mathrm{g}$이 되어 정답은 ④이다.

공유결합 화합물은 비금속 원자끼리 전자쌍을 공유하여 형성되는 화합물이다.
$\mathrm{HCl}$, $\mathrm{CH_3COOH}$, $\mathrm{CCl_4}$는 모두 비금속 원자 사이의 공유결합으로 이루어진 분자성 화합물이다.
반면 $\mathrm{NaCl}$은 금속(Na)이 전자를 잃고 비금속(Cl)이 전자를 얻어 형성된 이온결합 화합물이므로 공유결합 화합물에 해당하지 않는다. 따라서 정답은 ①이다.

원자번호는 양성자수와 같으므로 K(포타슘)의 양성자수는 19개이다.
원자량(질량수)은 양성자수와 중성자수의 합이므로, 중성자수 $=39-19=20$개이다.
따라서 중성자 20개, 양성자 19개이며 정답은 ②이다.

제조하려는 용액은 1M 200mL이므로 필요한 $\mathrm{H_2SO_4}$의 몰수는 $1\,\mathrm{mol/L}\times0.2\,\mathrm{L}=0.2\,\mathrm{mol}$이다.
$\mathrm{H_2SO_4}$의 분자량은 $2\times1+32+4\times16=98$이므로 필요한 순수 $\mathrm{H_2SO_4}$의 질량은 $0.2\times98=19.6\,\mathrm{g}$이다.
10wt% 원용액에서 이만큼을 얻으려면 필요한 원용액의 질량은 $\dfrac{19.6}{0.10}=196\,\mathrm{g}$이다(98g만 취하면 필요량의 절반이라 0.5M밖에 되지 않으므로 부족하다).
몰농도(M)는 '용액 최종 부피 1L당 몰수'로 정의되므로, 취한 원용액에 물을 더해 전체 부피가 정확히 200mL가 되도록(부피플라스크로) 맞춰야 한다. 물 200mL를 단순히 추가하면 전체 부피가 200mL를 초과해 농도가 낮아지므로 옳지 않다. 따라서 정답은 원용액 196g에 물을 더해 전체 부피를 200mL로 맞추는 ③이다.

극성 분자는 분자 내 결합의 쌍극자모멘트가 대칭적으로 상쇄되지 않아 분자 전체가 알짜 쌍극자모멘트를 갖는 분자이다.
$CO_2$는 직선형(결합각 180°), $CH_4$는 정사면체형, $C_6H_6$(벤젠)은 평면 정육각형 구조로, 각 구조의 대칭성 때문에 결합의 쌍극자가 서로 상쇄되어 무극성 분자이다.
반면 $H_2O$는 굽은형(결합각 약 104.5°) 구조로 산소 쪽으로 쏠린 쌍극자가 상쇄되지 않아 극성 분자이다. 따라서 정답은 ④이다.

Na(나트륨)의 원자번호는 11로 전자배치는 2, 8, 1이며, 전자 1개를 잃어 $\mathrm{Na^+}$가 되면 전자 수는 10개, 전자배치는 2, 8이 된다.
이는 원자번호 10번인 Ne(네온)의 전자배치(2, 8)와 동일하다(등전자 구조, 옥텟 완성).
$\mathrm{He}$(전자 2개), $\mathrm{Mg}$(전자 12개, 2·8·2), $\mathrm{Li}$(전자 3개, 2·1)는 전자배치가 다르므로 정답은 ②이다.

NaOH와 HCl은 1:1 몰비로 중화반응하므로, 각각의 몰수를 구해 반응 후 남는 산의 양을 계산한다.
NaOH의 몰수: $0.1\,M\times0.010\,L=0.001\,\mathrm{mol}$
HCl의 몰수: $0.1\,M\times0.025\,L=0.0025\,\mathrm{mol}$
중화 후 남은 HCl의 몰수는 $0.0025-0.001=0.0015\,\mathrm{mol}$이고, 혼합 용액의 전체 부피는 $10+25=35\,\mathrm{mL}=0.035\,\mathrm{L}$이다.
따라서 $[\mathrm{H^+}]=\dfrac{0.0015}{0.035}=0.0429\,M$이고, $\mathrm{pH}=-\log(0.0429)\approx1.37$이 되어 정답은 ①이다.

원자번호는 양성자수와 같으므로 Ca의 양성자수는 20개이다.
원자량(질량수)은 양성자수와 중성자수의 합이므로 중성자수 $=40-20=20$개이며 정답은 ②이다.

이온의 산화수 총합은 그 이온의 전하와 같다. 산소(O)의 산화수는 (과산화물 등 예외를 제외하면) 일반적으로 -2이다.
$\mathrm{Cr_2O_7^{2-}}$에서 Cr의 산화수를 x라 하면 $2x+7\times(-2)=-2$이므로 $2x-14=-2$, $2x=12$, $x=+6$이다.
따라서 다이크로뮴산이온에서 크로뮴의 산화수는 +6이며 정답은 ②이다.

핵반응식에서는 반응 전후 질량수의 합과 원자번호(양성자수)의 합이 각각 보존된다.
질량수 보존: $14+4=A+1$이므로 생성물 O의 질량수는 $A=17$이다.
원자번호 보존: $7+2=Z+1$이므로 생성물 O의 원자번호는 $Z=8$이다.
이 핵반응은 러더퍼드가 최초로 인공적인 핵변환(${}^{14}_7\mathrm{N}+{}^{4}_2\mathrm{He}\rightarrow{}^{17}_8\mathrm{O}+{}^{1}_1\mathrm{H}$)을 확인한 반응으로, 생성되는 원자번호 8번 원소는 산소(O)이다. 따라서 정답은 ③이다.

할론(Halon) 소화약제 명명법은 분자 내 $\mathrm{C}$, $\mathrm{F}$, $\mathrm{Cl}$, $\mathrm{Br}$의 원자 수를 앞에서부터 차례로 붙인 번호이다.
따라서 Halon 1301은 탄소 1개, 플루오린 3개, 염소 0개, 브로민 1개를 뜻하므로 분자식은 $\mathrm{CF_3Br}$이다. 정답은 4번이다.
오답 확인 - 2번 $\mathrm{CCl_4}$는 사염화탄소로 Halon 104, 3번 $\mathrm{CF_2Br_2}$는 Halon 1202에 해당한다. 1번 $\mathrm{CH_2Br}$은 안정한 분자식조차 아니어서 할론 약제가 될 수 없다.

소요단위 1단위 기준은 대상에 따라 다르다. 저장소 건축물은 외벽이 내화구조이면 연면적 150m²가 1단위, 내화구조가 아니면 75m²가 1단위이다. (제조소·취급소는 내화 100m²/비내화 50m², 위험물은 지정수량 10배가 1단위)
외벽이 내화구조인 저장소이므로 150m²가 1단위이다.
$\dfrac{1500}{150} = 10$
따라서 소요단위는 10이며 정답은 2번이다.

증발연소는 고체나 액체가 열을 받아 증기로 변한 뒤 그 증기가 연소하는 형태이다.
황은 융점이 낮아 가열하면 녹아 증발한 증기가 연소하는 전형적인 증발연소 물질이다. 정답은 1번이다.
오답 확인 - 금속분은 고체 표면에서 산소와 직접 반응하는 표면연소, 목재는 열분해로 가연성 가스를 내며 타는 분해연소, 피크르산은 분자 내 산소를 가진 나이트로화합물이므로 자기(내부)연소에 해당한다.

클로로벤젠은 제4류 제2석유류(비수용성)로 지정수량은 1,000L이다.
먼저 지정수량 배수를 구한다.
$\dfrac{300000}{1000} = 300 \text{배}$
위험물의 소요단위는 지정수량 10배가 1단위이므로,
$\dfrac{300}{10} = 30$
따라서 소요단위는 30이며 정답은 2번이다.

연소형태가 옳지 않은 것을 고르는 문제이다.
3번 에터(다이에틸에터)는 휘발성이 큰 액체로, 액면에서 증발한 증기가 연소하는 증발연소를 한다. 표면연소가 아니므로 이 설명이 틀렸다. 정답은 3번이다.
오답 확인 - 1번 황은 증발연소, 2번 목재는 열분해 가스가 연소하는 분해연소, 4번 숯(목탄)은 휘발분이 없어 고체 표면에서 산소와 직접 반응하는 표면연소로 모두 옳은 설명이다.

지정수량 1/10을 초과하여 운반할 때 서로 혼재할 수 있는 유별 조합은 다음과 같다. 제1류-제6류, 제2류-제4류, 제2류-제5류, 제3류-제4류, 제4류-제5류.
2번 제2류와 제4류는 혼재 가능 조합이므로 정답은 2번이다.
오답 확인 - 1번 제1류-제2류, 3번 제5류-제6류, 4번 제3류-제5류는 모두 혼재 불가 조합이다.

위험물안전관리에 관한 세부기준상 고정포방출구에 부속되는 보조포소화전은, 각 노즐 끝부분의 방사압력이 0.35MPa 이상이고 방사량이 400L/min 이상이 되도록 설치하여야 한다. (설치개수가 3개를 넘으면 3개를 동시에 사용하는 것으로 계산)
따라서 각 노즐당 방사량은 400L/min 이상이어야 하므로 정답은 4번이다.

과산화나트륨은 제1류 위험물(무기과산화물)이다. 지정수량 1/10 초과 운반 시 제1류 위험물과 혼재할 수 있는 것은 제6류 위험물뿐이다.
보기 중 과염소산이 제6류 위험물이므로 정답은 4번이다.
오답 확인 - 1번 에터는 제4류, 2번 마그네슘분은 제2류, 3번 탄화칼슘은 제3류로 모두 제1류와 혼재할 수 없다.

할론 명명법에 따라 Halon 1301은 $\mathrm{C}$ 1, $\mathrm{F}$ 3, $\mathrm{Cl}$ 0, $\mathrm{Br}$ 1을 의미하므로 분자식은 $\mathrm{CF_3Br}$이다. 정답은 4번이다.
오답 확인 - 1번 $\mathrm{CH_3Br}$은 Halon 1001, 2번 $\mathrm{CCl_4}$은 Halon 104, 3번 $\mathrm{CF_2Br_2}$은 Halon 1202이다.

옥내소화전설비 위치표시등의 불빛은 부착면으로부터 15° 이상의 범위 안에서, 부착지점으로부터 10m 떨어진 곳에서 쉽게 식별할 수 있어야 한다.
3번은 '10° 이상의 각도, 8m 거리'라고 하여 두 수치가 모두 틀렸으므로 정답은 3번이다.
오답 확인 - 1번 '소화전' 문자 표시, 2번 함 상부 벽면 적색 표시등, 4번 호스접속구 바닥면으로부터 1.5m 이하 설치는 모두 옳은 기준이다.

제조소등에서 지정수량의 10배 이상을 저장·취급하는 경우에는 경보설비를 설치하여야 한다.
따라서 정답은 4번(10)이다.

제1종 분말소화약제는 탄산수소나트륨($\mathrm{NaHCO_3}$)이며 1차 열분해 반응은 다음과 같다.
$2\mathrm{NaHCO_3} \rightarrow \mathrm{Na_2CO_3} + \mathrm{H_2O} + \mathrm{CO_2}$
탄산가스($\mathrm{CO_2}$) 10m³는 10,000L이므로 표준상태에서의 몰수는
$\dfrac{10000}{22.4} = 446.4 \text{ mol}$
반응식에서 $\mathrm{NaHCO_3}$는 $\mathrm{CO_2}$의 2배 몰이 필요하므로
$446.4 \times 2 = 892.9 \text{ mol}$
$\mathrm{NaHCO_3}$의 분자량은 $23+1+12+48 = 84$이므로 질량은
$892.9 \times 84 = 75000 \text{ g} = 75 \text{ kg}$
따라서 정답은 4번이다.

과산화수소는 상온에서도 서서히 분해되어 산소를 방출한다. 용기를 완전히 밀전·밀봉하면 발생한 산소로 내압이 상승하여 용기가 파열될 위험이 있다. 따라서 구멍 뚫린 마개를 사용해 발생 가스를 배출시켜야 하므로 2번은 옳지 않은 방법이다. 정답은 2번이다.
오답 확인 - 1번 암모니아와의 접촉 회피, 3번 직사광선 차단을 위한 갈색 착색 용기, 4번 분해방지 안정제(인산·요산 등) 사용은 모두 옳은 예방법이다.

연소범위 관련 설명 중 옳지 않은 것을 고르는 문제이다.
압력이 높아지면 일반적으로 연소상한값은 크게 넓어지고 하한값은 거의 변하지 않는다. 3번은 '하한값이 커지고 상한값은 변하지 않는다'로 반대로 서술했으므로 틀렸다. 정답은 3번이다.
오답 확인 - 1번 온도 상승 시 연소범위 확대, 2번 산소 중에서 연소범위 확대, 4번 연소범위 하한 미만에서는 연소 곤란은 모두 옳은 설명이다.

제시된 문장 '가연물과의 접촉·혼합이나 분해를 촉진하는 물품과의 접촉, 또는 과열을 피하여야 한다'는 제6류 위험물의 유별 공통 저장·취급 기준이다. 정답은 4번이다.
오답 확인 - 제1류 위험물도 유사하나 '과열·충격·마찰 등을 피하는 한편 알칼리금속 과산화물은 물과의 접촉을 피할 것'이 추가되어 문장이 더 길다. 제시문은 충격·마찰·물 접촉 문구 없이 '과열을 피할 것'으로 끝나므로 제6류에 정확히 해당한다.

전역방출방식 할로젠화합물 소화설비 분사헤드의 방출압력 기준은 약제별로 다르다. Halon 2402는 0.1MPa 이상, Halon 1211은 0.2MPa 이상, Halon 1301은 0.9MPa 이상이다.
따라서 Halon 1211의 방출압력은 0.2MPa 이상이어야 하므로 정답은 2번이다.

제3종 분말소화약제는 제1인산암모늄($\mathrm{NH_4H_2PO_4}$)으로, 열분해 과정에서 메타인산($\mathrm{HPO_3}$)을 생성한다. 이 메타인산이 가연물 표면에 부착하여 산소를 차단하므로 부착성이 우수하고, A급·B급·C급 화재에 모두 적응성이 있다.
따라서 정답은 3번이다.
오답 확인 - 제1종·제2종은 B·C급, 제4종도 B·C급에 주로 적응하며 메타인산을 생성하지 않는다.

위험물제조소등의 옥내소화전설비 수원의 양은 설치개수(가장 많은 층 기준, 최대 5개)에 7.8m³를 곱해 산정한다. 이는 노즐 1개당 방사량 260L/min을 30분간 방사하는 양($260 \times 30 = 7800\,\mathrm{L} = 7.8\,\mathrm{m}^3$)에서 나온 값이다.
옥내소화전이 3개이므로 5개 미만이어서 3개 그대로 적용한다.
$3 \times 7.8 = 23.4 \text{ m}^3$
따라서 정답은 2번이다.

옥내소화전 수원의 양은 설치개수에 7.8m³를 곱하되, 개수가 5개를 초과하면 5개로 계산한다.
각 층에 6개가 설치되어 있으나 상한인 5개를 적용하므로,
$5 \times 7.8 = 39 \text{ m}^3$
따라서 최소 수원의 양은 39m³이며 정답은 3번이다. (노즐당 260L/min을 30분 방사하는 위험물제조소등 기준을 적용한 값이다.)

소화약제 구성성분으로 사용되지 않는 것을 고르는 문제이다.
인화알루미늄($\mathrm{AlP}$)은 물과 반응하여 유독성·가연성인 포스핀($\mathrm{PH_3}$) 가스를 발생시키는 제3류 위험물로, 소화약제가 아니라 오히려 물기를 피해야 할 위험물이다. 정답은 4번이다.
오답 확인 - 1번 제1인산암모늄은 제3종 분말, 2번 탄산수소나트륨은 제1종 분말소화약제의 주성분이며, 3번 황산알루미늄은 화학포 소화약제의 산성분(외약제)으로 실제 사용되는 성분이다.

피리딘(pyridine)은 분자식 $C_5H_5N$의 질소 함유 6원자 고리 방향족 화합물로, 무색이며 특유의 불쾌한 냄새가 나는 액체이다. 위험물안전관리법령상 제4류 위험물 중 제1석유류(수용성)로 분류되며 지정수량은 400L이다.
① 상온에서 액체 상태이다 — 옳음.
피리딘의 융점은 약 $-42^\circ\mathrm{C}$, 비점은 약 $115^\circ\mathrm{C}$이다. 상온(약 $20\sim25^\circ\mathrm{C}$)은 융점과 비점 사이에 있으므로 액체로 존재한다.
② 물에는 용해되지 않는다 — 옳지 않음(정답).
고리를 이루는 질소 원자의 비공유 전자쌍이 물 분자와 수소결합을 형성하기 때문에, 피리딘은 물과 임의의 비율로 완전히 섞이는 수용성 물질이다. 실제로 위험물안전관리법령상 제1석유류 중에서도 '수용성'으로 분류되어, 지정수량이 비수용성(200L)의 2배인 400L로 정해져 있다. 따라서 '물에 용해되지 않는다'는 설명은 틀리다.
③ 상온에서 인화될 위험이 있다 — 옳음.
피리딘의 인화점은 약 $20^\circ\mathrm{C}$로 상온과 거의 같다. 인화점이 상온 부근이면 상온에서도 점화에 충분한 농도의 증기가 발생하므로 인화 위험이 있다. 법령상 제1석유류(1기압에서 인화점 $21^\circ\mathrm{C}$ 미만)로 분류되는 근거이기도 하다.
④ 독성을 지니고 있다 — 옳음.
피리딘은 유독성 증기를 내며, 흡입·피부 접촉 시 중추신경계와 간·신장에 장해를 일으키는 독성 물질이므로 취급 시 주의가 필요하다.
따라서 피리딘에 대한 설명으로 옳지 않은 것은 ②이다.

과산화나트륨($Na_2O_2$)은 위험물안전관리법령상 제1류 위험물(산화성 고체) 중 무기과산화물, 특히 '알칼리금속의 과산화물'에 해당한다. 지정수량 50kg, 위험등급 Ⅰ이며, 자체가 가연물은 아니지만 물과 접촉하면 산소를 방출하고 심하게 발열하는 대표적인 금수성(禁水性) 물질이다.
[정답 해설 — 3번]
과산화나트륨이 물과 반응하면 다음과 같이 수산화나트륨과 산소가 생성된다.
$2Na_2O_2 + 2H_2O \rightarrow 4NaOH + O_2 \uparrow$
과산화물 이온($O_2^{2-}$)이 불안정하여 분해되면서 산소 기체($O_2$)를 내놓고, 나트륨은 강염기인 수산화나트륨($NaOH$)으로 남는다. 이 반응은 강한 발열을 동반하므로, '산소를 방출하면서 수산화나트륨이 된다'는 3번이 옳다.
[오답 정리]
1번: 과산화나트륨은 나트륨 금속과 반응 양상이 다르다. 나트륨 금속은 물과 $2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$ 로 수소를 발생시키지만, 과산화나트륨은 산화나트륨($Na_2O$)이나 수소($H_2$)가 아니라 산소($O_2$)를 방출한다. 따라서 '산화나트륨과 수소 가스 생성'은 틀리다.
2번: 과산화나트륨이 탄산나트륨($Na_2CO_3$)으로 바뀌는 것은 물이 아니라 이산화탄소와 반응할 때이다.
$2Na_2O_2 + 2CO_2 \rightarrow 2Na_2CO_3 + O_2$
물과의 반응 생성물은 수산화나트륨이므로, '물을 흡수해 탄산나트륨이 된다'는 반응 상대와 생성물이 모두 어긋나 틀리다.
4번: 과산화나트륨은 물에 서서히 녹아 안정한 수용액이 되는 물질이 아니라, 물과 격렬히 반응(발열·산소 방출)한다. 따라서 '안정한 과산화나트륨 수용액'은 성립하지 않는다. 법령상으로도 알칼리금속의 과산화물은 게시판·운반용기에 '물기엄금'을 표시하고, 물과 반응해 산소를 내며 발열하므로 주수소화가 금지되어 마른모래(건조사)·탄산수소염류 분말소화약제 등으로 소화한다. 즉 물과 안정하게 공존한다는 설명은 물질의 위험성과 정반대이므로 틀리다.

정답: ① 질산

위험물안전관리법령상 제6류 위험물(산화성 액체)에 해당하는 산(酸)은 과염소산($HClO_4$), 과산화수소($H_2O_2$), 질산($HNO_3$) 등이다. 이 중 "햇빛(빛·열)을 받으면 갈색 연기를 내며 분해되어 갈색병에 보관"하는 물질은 질산($HNO_3$)이다.

① 질산 (정답)
질산은 제6류 위험물로 지정수량 300kg(비중 1.49 이상인 것)이다. 빛이나 열을 받으면 다음과 같이 분해된다.
$4HNO_3 \rightarrow 4NO_2 \uparrow + 2H_2O + O_2 \uparrow$
이때 발생하는 이산화질소($NO_2$)가 적갈색(갈색) 기체이므로, 이를 억제하기 위해 빛을 차단하는 갈색병에 보관한다. 따라서 발문의 조건과 정확히 일치한다.

② 황산 (오답)
황산($H_2SO_4$)은 강산이지만 위험물안전관리법령상 위험물(제6류 포함)로 지정되어 있지 않다. 또한 빛에 의해 갈색 연기를 내며 분해되는 성질도 없다.

③ 염산 (오답)
염산($HCl$ 수용액)도 위험물안전관리법령상 위험물에 해당하지 않는다. 휘발성 자극 기체(염화수소)를 낼 수 있으나 이는 무색이며, 빛에 의한 갈색 연기 분해 특성과는 무관하다.

④ 과산화수소 (오답)
과산화수소($H_2O_2$, 농도 36wt% 이상)는 제6류 위험물이 맞고 분해를 막기 위해 갈색(차광) 용기에 보관하는 것도 맞다. 그러나 그 분해 반응은
$2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2 \uparrow$
로, 발생 기체가 무색의 산소($O_2$)이다. 즉 "갈색 연기"를 내지 않으므로 발문의 조건(갈색 연기 분해)에는 부합하지 않는다. 갈색 연기($NO_2$)를 발생시키는 물질은 질산뿐이다.

※ 법령 근거는 출제 당시 위험물안전관리법 시행령 별표1(제6류 위험물: 과염소산·과산화수소·질산 등) 기준이다.

정답: 2번 (유독성을 가진다)
오황화인(오황화린) $P_2S_5$은 위험물안전관리법령상 제2류 위험물인 '황화린'에 속하는 가연성 고체(지정수량 100kg)이다. 물이나 습한 공기와 접촉하면 쉽게 가수분해되어 황화수소($H_2S$)와 인산($H_3PO_4$)을 발생시킨다.
$P_2S_5 + 8H_2O \rightarrow 5H_2S + 2H_3PO_4$
따라서 이 문제에서 '발생하는 가스'는 황화수소($H_2S$)이며, 그 성질을 근거로 각 보기를 판정한다.
2번(유독성을 가진다) — 옳음:
황화수소는 대표적인 독성 가스로, 신경계를 마비시키고 고농도에서는 호흡곤란·질식을 일으킨다. 노출허용농도(TWA)가 약 10ppm 수준으로 매우 낮게 관리되는 유독성 물질이다. 그러므로 2번이 정답이다.
1번(불연성 물질이다) — 틀림:
황화수소는 불연성이 아니라 가연성 가스이다. 공기 중에서 연소하여 이산화황을 생성한다.
$2H_2S + 3O_2 \rightarrow 2SO_2 + 2H_2O$
연소범위(폭발범위)가 약 $4.3\% \sim 45\%$로 넓어 오히려 화재·폭발 위험이 큰 가연성 가스이므로 '불연성'은 옳지 않다.
3번(냄새가 나지 않는다) — 틀림:
황화수소는 '계란 썩는 냄새'로 알려진 특유의 자극성 악취를 가진 무색 기체이다. 냄새가 없다는 설명은 옳지 않다.(다만 고농도에서는 후각이 마비되어 냄새를 못 느끼게 되는데, 이는 무취이기 때문이 아니라 독성 작용의 결과이다.)
4번(물에 잘 녹지 않는다) — 틀림:
황화수소는 물에 비교적 잘 녹아 약산성을 나타내는 수용액(황화수소산)을 형성한다. 물에 녹아 이온화하는 약산이므로 '물에 잘 녹지 않는다'는 설명은 옳지 않다.
$H_2S \rightleftharpoons H^+ + HS^-$

제4류 위험물(인화성 액체)은 인화점 등을 기준으로 특수인화물·제1석유류·알코올류·제2석유류·제3석유류·제4석유류·동식물유류로 세분한다. 이 문제는 각 물질이 '제2석유류'에 해당하는지를 묻는 문제다.

출제 당시 위험물안전관리법 시행령 별표1 기준으로,
제2석유류: 등유·경유, 그 밖에 1기압에서 인화점이 21℃ 이상 70℃ 미만인 것.
특수인화물: 이황화탄소·디에틸에테르, 그 밖에 1기압에서 발화점이 100℃ 이하인 것 또는 인화점이 −20℃ 이하이고 비점이 40℃ 이하인 것. 즉 $\text{발화점} \le 100\,^{\circ}\text{C}$ 또는 $(\text{인화점} \le -20\,^{\circ}\text{C}) \ \text{이고} \ (\text{비점} \le 40\,^{\circ}\text{C})$

① 등유: 제2석유류의 대표 지정 품목이며 인화점이 약 40℃(21℃ 이상 70℃ 미만)이므로 제2석유류에 해당한다.
② 초산(아세트산) $CH_3COOH$: 인화점이 약 40℃로 21℃ 이상 70℃ 미만 범위에 들어 제2석유류(수용성)에 해당한다.
④ 의산(개미산·포름산) $HCOOH$: 인화점이 약 55℃로 역시 21℃ 이상 70℃ 미만 범위이므로 제2석유류(수용성)에 해당한다.

③ 아세트알데히드 $CH_3CHO$: 인화점이 약 −39℃($\le -20\,^{\circ}\text{C}$), 비점이 약 21℃($\le 40\,^{\circ}\text{C}$)로 특수인화물의 '인화점 −20℃ 이하이고 비점 40℃ 이하' 요건을 만족한다. 따라서 제2석유류가 아니라 $\text{특수인화물}$로 분류되며, 제2석유류에 해당하지 않는다.

정리하면 ①②④는 인화점이 21℃ 이상 70℃ 미만이라 모두 제2석유류이지만, ③ $CH_3CHO$(아세트알데히드)만 특수인화물이므로 제2석유류에 해당하지 않는다.
따라서 정답은 3번이다.

정답은 4번 트라이에틸알루미늄이다.
법령 근거 — 위험물안전관리법 시행규칙 별표 5(옥내저장소의 위치·구조 및 설비의 기준)
저장창고의 바닥을 "물이 스며 나오거나 스며들지 아니하는 구조"로 하여야 하는 위험물은, 물과 접촉하면 위험(발열·발화·유독가스 발생)해지는 것으로 한정되며 그 대상은 다음과 같다.
· 제1류 위험물 중 알칼리금속의 과산화물 또는 이를 함유하는 것
· 제2류 위험물 중 철분·금속분·마그네슘 또는 이 중 어느 하나 이상을 함유하는 것
· 제3류 위험물 중 금수성물질
· 제4류 위험물
즉 "물이 닿으면 안 되는(금수성) 계열인가"가 방수 바닥 요구의 핵심 판정 기준이다.
4번 트라이에틸알루미늄 $(C_2H_5)_3Al$ — 정답
제3류 위험물(자연발화성 및 금수성물질) 중 알킬알루미늄에 해당하는 대표적 금수성물질이다. 물과 격렬히 반응하여 가연성 가스인 에테인 $C_2H_6$을 발생시키고 다량의 반응열을 내므로 발화·폭발로 이어진다.
$(C_2H_5)_3Al + 3H_2O \rightarrow Al(OH)_3 + 3C_2H_6\uparrow$
따라서 바닥으로 물이 스며들면 위험하므로 방수(불투수) 구조가 요구된다. 위 법령상 '제3류 중 금수성물질'에 정확히 해당한다.
1번 과염소산칼륨 $KClO_4$ — 오답
제1류 위험물(산화성 고체) 중 과염소산염류이다. 제1류 중 방수 바닥이 요구되는 것은 물과 반응해 산소와 열을 내는 알칼리금속의 과산화물(예: $Na_2O_2$, $K_2O_2$)에 한정된다. 과염소산칼륨은 과산화물이 아니라 과염소산염이므로 방수 바닥 대상이 아니다.
2번 나이트로셀룰로스 — 오답
제5류 위험물(자기반응성물질) 중 질산에스터류이다. 제5류는 방수 바닥 요구 대상 자체에 포함되지 않을 뿐 아니라, 건조하면 마찰·충격에 예민해져 오히려 위험하므로 물 또는 알코올로 습면(적셔) 저장하는 물질이다. 물을 차단해야 하는 금수성과는 정반대의 저장 개념이다.
3번 적린 $P$ — 오답
제2류 위험물(가연성 고체)이다. 제2류 중 방수 바닥이 요구되는 것은 물과 반응하는 철분·금속분·마그네슘뿐이며, 적린은 여기에 해당하지 않는다. 적린은 상온에서 물과 반응하지 않는 안정한 형태이므로 물 차단 구조를 요구하지 않는다.
정리
방수(물 차단) 바닥 여부의 판정 기준은 "물과 접촉 시 위험한가"이며, 보기 중 유일한 금수성물질인 4번 트라이에틸알루미늄만 이에 해당하므로 정답은 4번이다.

운반 시 덮개(피복) 기준은 「위험물안전관리법 시행규칙」 별표 19(운반에 관한 기준)에 규정되어 있다. 이 중 '방수성이 있는 피복'은 물과 반응하는 위험물을 빗물 등으로부터 차단하기 위한 것으로, 다음 위험물이 대상이다.
· 제1류 위험물 중 알칼리금속의 과산화물
· 제2류 위험물 중 철분·금속분·마그네슘
· 제3류 위험물 중 금수성물질
반면 '차광성이 있는 피복'은 제1류·제5류·제6류 위험물과 제3류 자연발화성물질, 제4류 특수인화물이 대상이며, 이는 물과의 반응(방수)과는 무관하다. 보기별로 확인하면 다음과 같다.
1) 알칼리금속의 과산화물(제1류)은 물과 반응해 산소를 방출하며 발열한다. $2Na_2O_2 + 2H_2O \rightarrow 4NaOH + O_2\uparrow$ 방출된 산소가 주변 가연물의 연소를 촉진하므로 방수성 피복 대상이다.
2) 마그네슘(제2류)은 물과 반응해 가연성 가스인 수소를 발생시킨다. $Mg + 2H_2O \rightarrow Mg(OH)_2 + H_2\uparrow$ 발생한 수소가 폭발 위험을 주므로 방수성 피복 대상이다.
4) 탄화칼슘($CaC_2$, 제3류 금수성물질)은 물과 반응해 가연성·폭발성 가스인 아세틸렌을 발생시킨다. $CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2\uparrow$ 따라서 방수성 피복이 반드시 필요하다.
3) 나이트로화합물은 제5류 위험물(자기반응성물질)로, 분자 내에 산소를 함유해 자기연소하며 물과 격렬히 반응하지 않는다. 제5류는 직사광선·열에 의한 분해·발화를 막기 위한 '차광성 피복' 대상일 뿐, 방수성 피복 대상은 아니다. 그러므로 물과 반응하지 않아 방수성 덮개를 하지 않아도 되는 것은 3번 나이트로화합물이다.

탄화칼슘($CaC_2$)은 위험물안전관리법령상 제3류 위험물(자연발화성물질 및 금수성물질) 중 '칼슘 또는 알루미늄의 탄화물'에 해당하고 지정수량은 300kg이다. 물과 접촉하면 격렬히 반응하여 가연성 가스인 아세틸렌($C_2H_2$)을 발생시키므로 금수성물질로 분류되며 주수소화가 금지된다.
정답인 1번의 반응식은 다음과 같다.
$CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2$
양변의 원자 수를 대조하면 좌변은 Ca 1, C 2, H 4, O 2이고, 우변도 $Ca(OH)_2$에서 Ca 1·O 2·H 2, $C_2H_2$에서 C 2·H 2로 합하면 Ca 1, C 2, H 4, O 2가 되어 완전히 균형을 이룬다. 즉 탄화칼슘 1몰이 물 2몰과 반응하여 수산화칼슘 1몰과 아세틸렌 1몰을 생성하는 옳은 식이다.
2번 $CaC_2 + H_2O \rightarrow CaO + C_2H_2$는 원자 수만 보면 맞아떨어지지만 생성물이 틀렸다. 탄화칼슘이 물과 반응하면 산화칼슘(생석회, $CaO$)이 아니라 수산화칼슘(소석회, $Ca(OH)_2$)이 생성된다. 설령 $CaO$가 생겼더라도 물과 다시 반응하여 $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$로 소석회가 되므로, 물과의 최종 생성물로 $CaO$를 쓴 2번은 옳지 않다.
3번 $2CaC_2 + 6H_2O \rightarrow 2Ca(OH)_3 + 2C_2H_3$는 존재하지 않는 화학종을 담고 있다. 칼슘은 +2가이므로 수산화물은 $Ca(OH)_2$여야 하며 $Ca(OH)_3$은 성립하지 않는다. 또 발생 가스는 아세틸렌 $C_2H_2$인데 $C_2H_3$은 안정한 분자가 아니어서 틀렸다.
4번 $CaC_2 + 3H_2O \rightarrow CaCO_3 + 2CH_3$는 아세틸렌이 전혀 생성되지 않는다. 탄산칼슘($CaCO_3$)과 메틸 라디칼($CH_3$)은 이 반응의 생성물이 아니며, 탄소 원자 수도 좌변 2개·우변 3개로 맞지 않아 균형조차 이루지 못한다. 따라서 옳은 반응식은 1번이다.

정답 : ① 1

1. 가솔린의 분류와 지정수량
가솔린은 탄소수 $C_{5}\sim C_{12}$ 정도의 탄화수소 혼합물로, 인화점이 약 $-43\,^{\circ}\mathrm{C}$로 매우 낮은 인화성 액체이다. 위험물안전관리법령상 제4류 위험물 중 제1석유류(비수용성)에 해당하며, 그 지정수량은 200L이다.

2. 소요단위의 정의(법령 근거)
소요단위는 소화설비의 설치 대상이 되는 건축물·공작물·위험물의 규모를 정하는 기준 단위이다. 위험물안전관리법 시행규칙 별표17(소화설비의 소요단위 계산방법)에 따르면 위험물의 경우 지정수량의 10배를 1소요단위로 한다.
즉, $1\ \text{소요단위} = \text{지정수량} \times 10$ 이므로, 저장량에 대한 소요단위는 다음 식으로 구한다.
$\text{소요단위} = \dfrac{\text{저장수량}}{\text{지정수량}\times 10}$

3. 계산
가솔린의 지정수량은 200L이고 저장량은 2,000L이므로,
$\text{소요단위} = \dfrac{2{,}000\,\text{L}}{200\,\text{L}\times 10} = \dfrac{2{,}000}{2{,}000} = 1$
따라서 소요단위는 1이 되어 ①번이 정답이다.

4. 오답 해설
② 2 : 소요단위가 2가 되려면 저장량이 $200\times 10\times 2 = 4{,}000\,\text{L}$이거나 지정수량을 100L로 잘못 본 경우이다. 실제 저장량은 2,000L이므로 틀리다.
③ 3 : 소요단위 3은 저장량 $200\times 10\times 3 = 6{,}000\,\text{L}$에 해당하므로 조건과 맞지 않는다.
④ 4 : 소요단위 4는 저장량 $200\times 10\times 4 = 8{,}000\,\text{L}$에 해당한다. 흔히 '지정수량의 10배'가 아닌 저장량을 그대로 지정수량으로 나눠 $2{,}000\div 200 = 10$ 식으로 잘못 접근하거나, 단위 환산을 혼동할 때 나오는 오답이며 옳지 않다.

※ 핵심 : 위험물의 1소요단위 = 지정수량 × 10배. 가솔린(지정수량 200L)의 1소요단위는 곧 2,000L이므로, 2,000L 저장 시 소요단위는 정확히 1이다.

■ 물질 분류 및 구조
나이트로셀룰로스(질화면)는 셀룰로스 $[C_6H_7O_2(OH)_3]_n$ 의 하이드록실기(-OH)가 질산과 반응하여 질산에스터기($-ONO_2$)로 치환된 물질로, 완전 질화 시 구조는 $[C_6H_7O_2(ONO_2)_3]_n$ 이다.
위험물안전관리법령상 제5류 위험물(자기반응성물질) 중 질산에스터류에 해당하며, 지정수량은 제1종으로 10kg이다. 제5류의 핵심 성질은 분자 내부에 산소를 함유하여 외부 산소 없이도 자기연소(내부연소)가 가능하다는 점이다.
■ 정답 4번이 옳지 않은 이유 — 질식소화는 효과가 없다
질식소화는 가연물에 대한 외부 산소(공기) 공급을 차단하는 소화법이다. 그러나 나이트로셀룰로스는 $-ONO_2$ 기 형태로 분자 자체에 산소를 지니고 있어, 외부 산소를 차단해도 내부 산소로 연소가 지속된다. 따라서 이산화탄소·포·분말 등에 의한 질식소화나 질식·억제 위주 소화는 부적합하다.
제5류 위험물의 유효한 소화법은 다량의 물에 의한 냉각소화이다(연소열을 빼앗아 분해·발화점 이하로 온도를 낮춤). 그러므로 "질식소화가 효과적"이라는 4번 설명이 옳지 않아 정답이다.
■ 나머지 보기가 옳은 이유
1번 (옳음): 나이트로셀룰로스는 직사광선·열·산에 의해 분해가 촉진되고 자연발화 위험이 커지므로, 직사광선을 피해 냉암소에 저장하는 것이 옳다.

2번 (옳음): 건조 상태에서는 마찰·충격·열에 의한 발화 위험이 크므로, 저장·운반 시 물 또는 알코올(에탄올) 수용액으로 습윤시켜 위험을 낮춘다(통상 함수·함알코올 약 20~30%). 습윤제가 마르지 않도록 관리하는 것이 표준 저장법이다.

3번 (옳음): 질화도(질소 함유율)는 셀룰로스 단위당 치환된 $-ONO_2$ 기의 수에 비례한다. 질화도가 높을수록 산소 함유량과 폭발력·예민성이 커져(강면약 계열, 질소함량 약 12.5~13.5%) 위험성이 증가한다. 따라서 "질화도가 높을수록 위험성이 커진다"는 옳은 설명이다.
■ 결론
제5류 자기반응성물질은 자체 산소로 자기연소하므로 질식소화가 아닌 다량 주수에 의한 냉각소화가 원칙이다. 이를 반대로 서술한 4번이 옳지 않은 설명이다.

이 문항은 위험물안전관리법령상 옥내저장소에서 위험물 용기를 겹쳐 쌓을 때 허용되는 최대 높이 기준을 묻는 규정 문제이다.
출제 당시 기준인 위험물안전관리법 시행규칙 별표 18(제조소등에서의 위험물 저장·취급에 관한 기준)에 따르면, 옥내저장소 또는 옥외저장소에서 위험물을 저장하는 경우 용기를 겹쳐 쌓는 높이는 다음 기준을 초과하지 못한다.
① 기계에 의하여 하역하는 구조로 된 용기만을 겹쳐 쌓는 경우: 6m
② 제4류 위험물 중 제3석유류·제4석유류 및 동식물유류를 수납하는 용기만을 겹쳐 쌓는 경우: 4m
③ 그 밖의 경우: 3m
문제에서 제시한 '제3석유류만을 수납한 용기'는 위 ②에 정확히 해당하므로 겹쳐 쌓을 수 있는 최대 높이는 4m이다. 따라서 정답은 2번이다.
제3석유류는 1기압에서 인화점이 70℃ 이상 200℃ 미만인 것으로, 중유·크레오소트유·아닐린($C_6H_5NH_2$)·니트로벤젠($C_6H_5NO_2$)·에틸렌글리콜($C_2H_4(OH)_2$)·글리세린($C_3H_5(OH)_3$) 등이 있다. 인화점이 상대적으로 높아 인화·화재 위험이 제1·제2석유류보다 낮으므로, 법령은 제4석유류·동식물유류와 함께 이들 용기에 한해 3m가 아닌 4m까지 겹쳐 쌓는 것을 허용한다.
오답 정리
1) 3m: '그 밖의 경우(③)'에 적용되는 기준으로, 제1석유류·알코올류 등 비교적 인화점이 낮은 위험물을 수납한 일반 용기의 높이 한도이다. 제3석유류에 대해서는 과소 적용이므로 오답이다.
3) 5m: 해당 별표에 존재하지 않는 수치로, 어느 유형에도 해당하지 않으므로 오답이다.
4) 6m: '기계에 의하여 하역하는 구조로 된 용기만을 겹쳐 쌓는 경우(①)'의 기준이다. 문제는 기계하역 전용 용기라는 조건을 제시하지 않고 단순히 제3석유류를 수납한 용기라고만 하였으므로 6m는 적용되지 않는다.

착화온도(발화점)는 외부 점화원 없이 스스로 연소를 시작하는 최저온도로, 값이 낮을수록 발화 위험이 크다. 네 물질의 착화온도를 비교하면 황린이 압도적으로 낮다.

① 황린 $P_4$ (정답)
착화온도 약 $34^{\circ}\text{C}$로 상온보다 조금 높은 수준에 불과해 공기 중에 방치하면 스스로 발화한다. 이 때문에 위험물안전관리법령상 제3류 위험물(자연발화성물질 및 금수성물질)로 분류되며 지정수량은 20kg이다. 발화 위험을 막기 위해 물속(pH 9 약알칼리성 물)에 저장하는 것이 원칙이다. 연소 시 오산화인이 생성된다.
$P_4 + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$

② 삼황화인 $P_4S_3$
착화온도 약 $100^{\circ}\text{C}$. 제2류 위험물(가연성고체, 황화린)로 지정수량 100kg. 황린보다 훨씬 높으므로 오답.
$P_4S_3 + 8O_2 \rightarrow 2P_2O_5 + 3SO_2$

③ 마그네슘 $Mg$
착화온도 약 $400^{\circ}\text{C}$ 이상. 제2류 위험물(가연성고체)로 지정수량 500kg. 네 물질 중 착화온도가 가장 높은 편이므로 오답.
$2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$

④ 적린 $P$
착화온도 약 $260^{\circ}\text{C}$. 황린과 동소체이지만 안정하여 발화점이 훨씬 높다. 제2류 위험물(가연성고체)로 지정수량 100kg. 황린보다 높으므로 오답.
$4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$

착화온도 비교(출제 당시 기준):
황린 $34^{\circ}\text{C}$ < 삼황화인 $100^{\circ}\text{C}$ < 적린 $260^{\circ}\text{C}$ < 마그네슘 $400^{\circ}\text{C}$ 이상
따라서 착화온도가 가장 낮은 물질은 황린(①)이다.

다이에틸에터 $(C_2H_5)_2O$(분자식 $C_4H_{10}O$)는 위험물안전관리법령상 제4류 위험물 중 특수인화물(지정수량 50L)에 해당한다. 인화점 약 $-45\,^{\circ}\mathrm{C}$, 비점 $34.6\,^{\circ}\mathrm{C}$, 발화점 약 $180\,^{\circ}\mathrm{C}$로, "1기압에서 인화점이 $-20\,^{\circ}\mathrm{C}$ 이하이고 비점이 $40\,^{\circ}\mathrm{C}$ 이하"인 특수인화물의 정의를 충족한다.
② (옳지 않음 — 정답)
다이에틸에터의 연소범위는 약 $1.9\sim48\,\mathrm{vol\%}$로 제4류 위험물 중에서도 매우 넓은 반면, 가솔린의 연소범위는 약 $1.4\sim7.6\,\mathrm{vol\%}$에 불과하다. 즉 다이에틸에터의 연소범위는 가솔린보다 좁은 것이 아니라 오히려 훨씬 넓다. 따라서 "연소범위가 가솔린보다 좁으나"라는 서술 자체가 사실과 정반대이다. 한편 발화점은 다이에틸에터 약 $180\,^{\circ}\mathrm{C}$로 가솔린 약 $300\,^{\circ}\mathrm{C}$보다 낮은 것은 맞지만, 연소범위의 대소 관계를 반대로 서술하였으므로 이 지문은 옳지 않다.
① (옳음)
에터류는 에터 결합 $R\text{-}O\text{-}R'$의 $\alpha$-탄소가 공기 중 산소와 서서히 반응하여 불안정한 과산화물(과산화 결합 $-O\text{-}O\text{-}$)을 생성한다. 이 과산화물은 가열·충격·농축 시 폭발할 수 있으므로, 갈색 밀폐용기에 보관하고 직사광선을 피하며 $10\%$ KI 용액으로 황색 변화를 확인해 과산화물을 검출·제거해야 한다. 옳은 설명이다.
③ (옳음)
다이에틸에터는 전기저항이 큰 비전도성 액체여서 이송·취급 중 정전기가 쉽게 축적된다. 소량의 염화칼슘 $CaCl_2$을 넣어 주면 수분을 흡수(건조)함과 동시에 이온성 물질에 의해 액의 전기전도도가 다소 높아져 정전기 축적을 완화하는 데 도움이 된다. 옳은 설명이다.
④ (옳음)
다이에틸에터는 제4류 인화성 액체로, 화재 시 산소 공급을 차단하는 질식소화가 유효하다. 이산화탄소 $CO_2$ 소화기는 불연성 기체로 연소면을 덮어 질식소화하므로 제4류 위험물에 적응성이 있어 사용할 수 있다. 옳은 설명이다.
따라서 옳지 않은 것은 ②이다.

정답은 2번이다. 이 문항은 계산이 아니라 위험물안전관리법령상 운반 표지(게시판)의 규격·색상 기준을 묻는 것이다.

법령 근거(출제 당시 기준):
위험물안전관리법 시행규칙 [별표 19] 운반에 관한 기준 및 「위험물안전관리에 관한 세부기준」에 따르면, 지정수량 이상의 위험물을 차량으로 운반할 때에는 그 차량의 전면과 후면에 잘 보이도록 표지(게시판)를 설치하여야 한다. 이때 표지의 규격과 색상은 다음과 같이 규정되어 있다.
· 한 변의 길이가 0.3m 이상, 다른 한 변의 길이가 0.6m 이상인 직사각형
· 흑색 바탕에 황색의 반사도료(그 밖에 반사성이 있는 재료)로 "위험물"이라고 표시

따라서 "흑색 바탕에 황색 반사도료로 위험물이라고 표시한다"라고 서술한 2번이 옳다. 여기서 반사도료(반사성 재료)를 쓰도록 한 이유는 야간이나 어두운 곳에서도 운반 차량이 위험물을 싣고 있음을 식별할 수 있게 하여 사고 예방 및 초기 대응을 돕기 위함이다.

오답 해설:
1) 바탕색은 맞으나(흑색) 도료 색이 틀렸다. 규정은 황색이며, 또한 단순한 도료가 아니라 반사성이 있는 반사도료여야 한다. '청색 도료'는 규정에 없다.
3) 바탕색(적색)과 도료색(회색)이 모두 틀렸다. 바탕은 흑색, 표시는 황색 반사도료여야 한다.
4) 바탕색(적색)과 도료색(흑색)이 규정과 반대로 뒤바뀐 형태이다. 실제 기준은 '흑색 바탕 + 황색 반사도료'이므로 적색 바탕·흑색 도료는 옳지 않다.

정리: 지정수량 이상 위험물의 차량 운반 표지 = 흑색 바탕 + 황색 반사도료 + "위험물" 표시 (전면·후면 부착). 그러므로 정답은 2번이다.

발문의 조건 "1기압에서 인화점이 21℃ 이상 70℃ 미만"은 위험물안전관리법령상 제4류 위험물(인화성 액체) 중 제2석유류의 정의와 정확히 일치한다.
제4류 위험물은 1기압에서의 인화점을 기준으로 다음과 같이 세분된다.
· 특수인화물: 발화점 100℃ 이하 또는 인화점 $-20$℃ 이하이면서 비점 40℃ 이하
· 제1석유류: 인화점 21℃ 미만
· 제2석유류: 인화점 21℃ 이상 70℃ 미만
· 제3석유류: 인화점 70℃ 이상 200℃ 미만
· 제4석유류: 인화점 200℃ 이상 250℃ 미만
각 보기를 인화점과 화학식으로 대조하면 다음과 같다.
1) 벤젠 $C_6H_6$ : 인화점 약 $-11$℃ 로 21℃ 미만이므로 제1석유류(비수용성)에 해당한다. 조건의 하한(21℃)을 만족하지 못하므로 오답이다.
2) 경유 : 인화점이 약 50℃(대략 40~70℃ 범위)로 21℃ 이상 70℃ 미만 구간에 들어가므로 등유와 함께 제2석유류(비수용성)에 속한다. 발문의 정의에 정확히 부합하므로 정답이다.
3) 나이트로벤젠 $C_6H_5NO_2$ : 인화점이 약 88℃ 로 70℃ 이상이므로 중유·크레오소트유 등과 함께 제3석유류(비수용성)에 해당한다. 상한(70℃)을 넘어서므로 오답이다.
4) 실린더유 : 인화점이 약 200℃ 이상(대략 250℃ 부근)인 윤활유로, 기어유와 함께 제4석유류에 속한다. 조건보다 인화점이 훨씬 높으므로 오답이다.
정리하면 인화점이 $21 \le T < 70$(℃) 범위에 드는 물품은 제2석유류인 경유뿐이다. 따라서 정답은 2번이다.

이 문항은 위험물안전관리법령 별표1의 위험물 분류와 별표18의 저장·취급 공통 기준을, 각 물질의 화학적 반응성과 연결해 판단하는 문제이다.
④ 마그네슘($Mg$) — 옳지 않음(정답)
마그네슘은 제2류 위험물(가연성 고체)로 분류되며, 법령 별표18(저장·취급 기준)은 "철분·금속분·마그네슘 및 이를 함유한 것에 있어서는 물이나 산과의 접촉을 피할 것"을 명시한다. 마그네슘은 물(특히 온수)과 반응하여 가연성·폭발성의 수소 기체를 발생시키기 때문이다.
$Mg + 2H_2O \rightarrow Mg(OH)_2 + H_2\uparrow$
또한 산과도 격렬히 반응하여 수소를 낸다.
$Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2\uparrow$
따라서 "분진 발생을 막기 위해 약간의 수분을 포함시켜 저장한다"는 설명은 오히려 수소 발생과 발화·폭발 위험을 키우는 잘못된 방법이다. 마그네슘은 건조한 상태를 유지하고 물기·산과의 접촉을 피해 저장해야 하며, 이 때문에 옳지 않은 설명으로 정답이 된다.
① 황린($P_4$) — 옳음
황린은 제3류 위험물(자연발화성 물질)로 발화점이 약 $34\,^{\circ}\mathrm{C}$로 매우 낮아 공기 중에서 자연발화한다. 산화제(제1류·제6류 위험물 등)와 접촉·혼합하면 산화가 촉진되어 발화·폭발 위험이 급격히 커지므로 산화제와 격리하여 저장한다(원칙적으로 물속에 저장한다). 옳은 설명이다.
② 황($S$) — 옳음
황은 제2류 위험물(가연성 고체)이며, 분말상은 전기 부도체여서 이송·마찰·유동 시 정전기가 쉽게 축적된다. 미분이 공기 중에 떠 있는 분진운 상태에서 정전기 방전이 착화원으로 작용하면 분진폭발을 일으킬 수 있으므로, 정전기가 쌓이지 않도록 접지 등의 조치를 하여 저장한다. 옳은 설명이다.
③ 적린($P$) — 옳음
적린은 제2류 위험물(가연성 고체)로 황린보다 안정하나 여전히 가연성 고체이다. 별표18의 제2류 위험물 기준에 따라 산화제·불티·불꽃·고온체 및 인화성 물질과의 접근을 피해야 하므로, 인화성 물질과 격리하여 저장한다. 옳은 설명이다.