[위험물산업기사 필기] 24년 1회차 기출문제 해설 페이지

금속 산화물은 일반적으로 염기성 산화물이고, 비금속 산화물은 산성 산화물이다.
산화나트륨($\mathrm{Na_2O}$)은 물과 반응해 수산화나트륨을 생성하는 대표적인 염기성 산화물이다.
$\mathrm{Na_2O + H_2O \rightarrow 2NaOH}$
이산화탄소($\mathrm{CO_2}$), 이산화규소($\mathrm{SiO_2}$), 이산화황($\mathrm{SO_2}$)은 모두 비금속 산화물로서 물과 반응하면 산을 생성하는 산성 산화물이다.
따라서 정답은 2번(산화나트륨)이다.

아세틸렌($\mathrm{C_2H_2}$, $HC\equiv CH$)은 탄소와 탄소 사이에 삼중결합을 가진 물질이다. 따라서 "탄소 사이에 이중결합을 가지고 있다"는 설명은 사실과 다르다.
아세틸렌은 산소와 함께 태워 고온의 불꽃을 얻는 산소-아세틸렌 용접에 이용되고, 합성수지·합성고무 등 각종 화학공업의 원료로 활용되며, 염화수소(HCl)와 부가반응하면 염화비닐($\mathrm{CH_2=CHCl}$)이 생성되는 반응은 실제로 성립한다.
따라서 아세틸렌의 성질과 관련이 없는 것은 2번이다.

$\mathrm{pOH} = -\log[\mathrm{OH^-}] = -\log(1\times10^{-5}) = 5$
$\mathrm{pH} = 14 - \mathrm{pOH} = 14 - 5 = 9$
pH가 7보다 크면 알칼리성(염기성)이다. pH=5라고 한 1, 2번은 계산이 틀렸고, pH=9인데 약산성이라 한 3번도 액성 판단이 틀렸다.
따라서 정답은 4번(pH=9, 알칼리성)이다.

수정(석영, $\mathrm{SiO_2}$)은 규소와 산소 원자들이 공유결합으로 그물처럼 연결된 공유결합 결정(원자결정) 구조를 이루며, 녹으려면 이 공유결합 자체를 끊어야 하므로 녹는점이 매우 높다.
얼음은 물 분자가 수소결합으로 모인 분자결정, 나프탈렌은 분자 간 반데르발스 힘으로 모인 분자결정으로 녹는점이 상대적으로 낮다. 소금($\mathrm{NaCl}$)은 녹는점은 높지만 이온결합으로 이루어진 이온결정이지 공유결합 결정은 아니다.
따라서 "공유결합 결정(원자결정)"에 해당하는 정답은 2번(수정)이다.

용해도는 물 100g에 최대로 녹을 수 있는 용질의 g수이므로, 80℃ 포화용액에서 물:용질:용액의 질량비는 100:50:150이다.
80℃ 포화용액 75g 중 용질과 물의 질량은 다음과 같다.
$\text{용질} = 75 \times \dfrac{50}{150} = 25\,\mathrm{g}$
$\text{물} = 75 \times \dfrac{100}{150} = 50\,\mathrm{g}$
40℃에서는 물 100g당 30g까지 녹으므로, 이 용액 속 물 50g에는 최대 $30 \times \dfrac{50}{100} = 15\,\mathrm{g}$만 녹아 있을 수 있다.
따라서 석출되는 용질의 질량은 $25 - 15 = 10\,\mathrm{g}$이며, 정답은 4번이다.

황산($\mathrm{H_2SO_4}$)의 분자량은 98이다. 용액 1L(=1,000mL)를 기준으로 계산한다.
용액의 질량 $= 1000\,\mathrm{mL} \times 1.84\,\mathrm{g/mL} = 1840\,\mathrm{g}$
이 중 순수 황산의 질량 $= 1840 \times 0.95 = 1748\,\mathrm{g}$
몰농도 $= \dfrac{1748\,\mathrm{g}}{98\,\mathrm{g/mol} \times 1\,\mathrm{L}} \approx 17.8\,\mathrm{mol/L}$
따라서 정답은 3번(17.8)이다.

단순히 생각하면 산성 용액을 1,000배 희석했을 때 $[\mathrm{H^+}]$가 $10^{-4}$에서 $10^{-7}$로 줄어 pH가 7이 될 것 같지만, 이는 물 자체의 자동이온화($K_w=10^{-14}$, 순수한 물도 $[\mathrm{H^+}]=10^{-7}$을 가짐)를 무시한 계산이다.
실제로는 용액을 희석할수록 물 자체의 이온화가 상대적으로 더 크게 기여하게 되어, 산성 용액을 아무리 희석해도 순수한 물의 액성(pH=7)에 한없이 가까워질 뿐 7을 넘어 알칼리성이 될 수 없다.
따라서 원래 pH=4보다는 크고 7보다는 작은, 즉 6과 7 사이의 값이 되며 정답은 4번이다.

6번 문항과 동일한 조건(95wt%, 비중 1.84)의 황산에 대한 몰농도를 구하는 문제이다. 몰농도 공식은 다음과 같다.
$M = \dfrac{1000 \times d \times \%}{\text{분자량}}$ (d: 비중, %: 질량백분율을 소수로 표시)
황산의 분자량은 98이므로,
$M = \dfrac{1000 \times 1.84 \times 0.95}{98} = \dfrac{1748}{98} \approx 17.8\,\mathrm{mol/L}$
따라서 정답은 3번(17.8)이다.

물의 상태변화에 필요한 열량을 어림 비교한다(1몰 기준 융해열 약 6.0kJ, 기화열(증발열) 약 40.7kJ, 물의 몰비열 약 75.3 J/℃).
① 100℃ 물 1몰 → 100℃ 수증기: 액체에서 기체로 바뀌는 기화(증발)에는 분자 간 인력을 완전히 끊어야 하므로 잠열 중 가장 큰 약 40.7kJ이 필요하다.
② 0℃ 얼음 1몰 → 50℃ 물: 융해열(약 6.0kJ) + 0~50℃ 승온열(약 3.8kJ) ≈ 9.8kJ
③ 0℃ 물 1몰 → 100℃ 물: 0~100℃ 승온열만 필요, 약 7.5kJ
④ 0℃ 얼음 10g(약 0.56몰) → 100℃ 물: 몰수가 1몰보다 훨씬 적어 융해열+승온열을 합쳐도 약 7.5kJ 수준에 그친다.
기화는 융해나 단순 승온보다 훨씬 큰 에너지가 필요하므로 가장 많은 에너지가 필요한 경우는 ①이며, 정답은 1번이다.

사슬형 탄화수소는 결합 형태에 따라 일반식이 다르다.
알케인(사슬형 포화, 파라핀계): $C_nH_{2n+2}$
알켄(에틸렌계, 이중결합 1개): $C_nH_{2n}$
알카인(아세틸렌계, 삼중결합 1개): $C_nH_{2n-2}$
$C_5H_8$은 $n=5$일 때 $C_nH_{2n-2}=C_5H_8$을 만족하므로 아세틸렌계열(알카인)에 해당한다.
$C_6H_{12}$는 $C_nH_{2n}$(에틸렌계, n=6)이며, $C_6H_8$과 $C_3H_2$는 아세틸렌계 일반식을 만족하지 않는, 불포화도가 더 높은 구조에 해당한다.
따라서 정답은 1번이다.

$\mathrm{C_2H_2Cl_2}$는 에틸렌($\mathrm{CH_2=CH_2}$)의 수소 2개를 염소로 치환한 다이클로로에틸렌이다. 탄소-탄소 이중결합은 자유 회전이 불가능해 평면 구조를 유지하므로, 치환 위치에 따라 다음과 같은 이성질체가 존재한다.
① 1,1-다이클로로에틸렌($\mathrm{CH_2=CCl_2}$) — 구조이성질체
② cis-1,2-다이클로로에틸렌(두 Cl이 같은 쪽)
③ trans-1,2-다이클로로에틸렌(두 Cl이 반대쪽) — ②, ③은 서로 기하(시스-트랜스)이성질체
즉 구조이성질체 1가지에 1,2-치환체의 시스·트랜스 2가지를 더해 총 3개의 이성질체가 존재하므로 정답은 3번이다.

핵심 개념 — 반감기(half-life)
반감기 $T_{1/2}$는 방사성 물질의 양이 처음의 절반으로 줄어드는 데 걸리는 시간이다. 경과 시간 $t$ 동안 남는 분율은 다음 붕괴식으로 계산한다.
$\dfrac{N}{N_0}=\left(\dfrac{1}{2}\right)^{t/T_{1/2}}$
계산
먼저 40일이 반감기 몇 번에 해당하는지 구한다.
$n=\dfrac{t}{T_{1/2}}=\dfrac{40\ \text{일}}{20\ \text{일}}=2$
즉 40일은 반감기가 정확히 2번 지난 시간이다. 반감기가 지날 때마다 양은 절반씩 되므로,
$\dfrac{N}{N_0}=\left(\dfrac{1}{2}\right)^{2}=\dfrac{1}{2}\times\dfrac{1}{2}=\dfrac{1}{4}$
단계별로 확인하면, 처음 양을 $1$이라 할 때
20일 후(1번째 반감기): $1\times\dfrac{1}{2}=\dfrac{1}{2}$
40일 후(2번째 반감기): $\dfrac{1}{2}\times\dfrac{1}{2}=\dfrac{1}{4}$
따라서 남은 분율은 $\dfrac{1}{4}$이므로 정답은 3번이다.
오답 풀이
① $\dfrac{1}{2}$ : 반감기가 1번만 지난 20일 후의 값이다. 경과 시간(40일)을 반감기(20일)로 나누지 않고 그대로 「반으로 줄었다」고만 본 오류다.
② $\dfrac{1}{3}$ : $\left(\dfrac{1}{2}\right)^{n}=\dfrac{1}{3}$을 만족하는 정수 $n$이 없으므로 반감기 붕괴로는 나올 수 없는 값이다. 반감기를 「3등분」처럼 오해한 오류다.
④ $\dfrac{1}{6}$ : 남는 양을 $\dfrac{1}{2}+\dfrac{1}{3}$이나 $\dfrac{1}{2}\times\dfrac{1}{3}$ 등으로 잘못 조합한 값으로, 지수적 감소식과 무관하다.
법령 관점 참고
본 문항은 「위험물안전관리법령」의 규정 적용 문제가 아니라 필기 시험과목 중 일반화학(물질의 물리·화학적 성질) 영역의 계산 문제이다. 방사성 붕괴는 반감기 붕괴식으로 판정하며, 남은 분율은 오직 「경과 시간 ÷ 반감기」의 지수로 결정된다. 따라서 법령 조문이 아니라 반감기 공식이 정답의 근거이며, 출제 당시 기준으로도 이 계산 원리에는 변동이 없다.

고체 유기물질의 순도를 확인하는 가장 기본적이고 신뢰도 높은 방법은 녹는점(융점) 측정이다.
순수한 결정성 고체는 매우 좁은 온도 범위(대개 1~2℃ 이내)에서 날카롭게 녹지만, 불순물이 섞이면 녹는점이 낮아지고 녹는 온도 범위도 넓어지므로, 측정된 녹는점과 그 범위를 통해 순도를 판정할 수 있다.
육안 관찰이나 광학현미경 분석은 결정의 겉모양만 확인할 뿐 화학적 순도를 알 수 없고, 전도도 측정은 이온성 물질의 해리 여부를 보는 방법으로 일반 유기물질의 순도 판정에는 적합하지 않다.
따라서 정답은 2번(녹는점 측정)이다.

전형적인 금속(알칼리금속·알칼리토금속 등)의 산화물은 염기성 산화물이고, Sn, Zn, Pb과 같은 양쪽성 금속의 산화물은 산·염기 모두와 반응하는 양쪽성 산화물로 분류된다.
$\mathrm{MgO}$(산화마그네슘)는 알칼리토금속 산화물로, 물과 반응하면 $\mathrm{Mg(OH)_2}$를 생성하는 전형적인 염기성 산화물이다.
$\mathrm{SnO}$, $\mathrm{ZnO}$, $\mathrm{PbO}$는 모두 산과도 염기와도 반응하는 양쪽성 산화물이다.
따라서 정답은 1번(MgO)이다.

질량 백분율을 몰수 비로 바꾸기 위해 각 원소의 원자량으로 나눈다(시료 100g 기준).
탄소(C): $\dfrac{84}{12} = 7$
수소(H): $\dfrac{16}{1} = 16$
C:H = 7:16이며 더 이상 공약수로 약분되지 않으므로 실험식은 $C_7H_{16}$이다.
따라서 정답은 4번이다.

온도가 일정할 때 기체의 부피와 압력은 보일의 법칙 $P_1V_1 = P_2V_2$를 따른다.
$1\,\mathrm{atm} \times 2\,\mathrm{L} = 4\,\mathrm{atm} \times V_2$
$V_2 = \dfrac{1 \times 2}{4} = 0.5\,\mathrm{L}$
압력이 4배로 증가하면 부피는 1/4로 줄어들어야 하므로, 정답은 4번(0.5L)이다.

수성가스(Water Gas)는 고온으로 가열된 코크스(탄소)에 수증기를 통과시켜 얻는 혼합기체로, 다음 반응으로 생성된다.
$\mathrm{C + H_2O \rightarrow CO + H_2}$
따라서 수성가스의 주성분은 일산화탄소($\mathrm{CO}$)와 수소($\mathrm{H_2}$)이며, 정답은 2번이다.

pH 값이 클수록 $[\mathrm{H^+}]$가 작고 $[\mathrm{OH^-}]$가 많아 알칼리성(염기성)이 강함을 의미한다.
제시된 값 중 pH=1은 강한 산성, pH=6은 약한 산성, pH=8은 약한 알칼리성이고, pH=13이 네 값 중 가장 커서 알칼리성이 가장 강하다.
따라서 정답은 4번(pH=13)이다.

알파(α) 붕괴는 원자핵에서 헬륨 원자핵(${}^{4}_{2}\mathrm{He}$, 알파입자)이 방출되는 붕괴로, 원자번호는 2, 질량수는 4 감소한다.
${}^{226}_{88}\mathrm{Ra} \rightarrow {}^{222}_{86}\mathrm{Rn} + {}^{4}_{2}\mathrm{He}$
질량수: $226-4=222$, 원자번호: $88-2=86$이므로 생성되는 원소는 라돈 ${}^{222}_{86}\mathrm{Rn}$이다.
따라서 정답은 1번이다.

리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K)은 같은 1족(알칼리금속)으로, 주기가 커질수록(아래로 갈수록) 원자번호와 전자수는 당연히 커지고, 전자껍질 수가 늘어나므로 원자반지름도 커진다. 즉 원자번호·원자반지름·전자수는 모두 $\mathrm{Li} < \mathrm{Na} < \mathrm{K}$ 순서를 따른다.
그러나 이온화에너지는 원자반지름이 커질수록(핵과 최외곽 전자 사이 거리가 멀어지고 가려막기 효과가 커질수록) 오히려 작아지므로, 같은 족에서 아래로 내려갈수록 감소한다. 즉 이온화에너지는 $\mathrm{Li} > \mathrm{Na} > \mathrm{K}$ 순서로, 제시된 경향과 반대이다.
따라서 제시된 크기 순서 경향을 나타내지 않는 것은 3번(이온화에너지)이다.

정답은 ①번, A급(일반가연물) 화재이다.
A급 화재는 목재·종이·섬유 등 고체 가연물이 타는 화재로, 다량의 물을 뿌리면 물의 큰 비열과 기화열로 가연물의 온도를 발화점 아래로 떨어뜨리는 냉각소화 효과가 가장 크게 작용한다.
B급(유류) 화재는 물을 부으면 기름이 물 위에 뜨거나 튀어 오히려 불이 번질 위험이 있어 포·분말·이산화탄소 등 질식소화가 적합하고, C급(전기) 화재는 물이 전기를 통해 감전 위험이 있어 이산화탄소·분말 등 비전도성 소화제를 써야 하며, D급(금속) 화재는 다수의 금속이 물과 반응해 수소가스를 내거나 폭발적으로 반응하므로 마른모래 등으로 질식소화해야 한다.
따라서 다량의 물로 소화하는 것이 가장 효과적인 것은 A급 화재이다.

정답은 ②번, 350kPa이다.
위험물안전관리법령상 옥외소화전설비는 설치개수가 4개 이상인 경우 4개를 동시에 사용하는 조건에서 각 노즐 선단의 방수압력이 350kPa 이상, 방수량이 1분당 450L 이상이 되도록 설계해야 한다.
170kPa은 일반 소방시설 기준과 혼동하기 쉬운 값이고 420kPa, 540kPa은 법정 기준과 무관한 오답이다.

정답은 ①번, 특형이다.
고정포방출구는 상부포주입법을 쓰는 Ⅰ형·Ⅱ형, 저부포주입법을 쓰는 Ⅲ형(표면하주입식)·Ⅳ형(반표면하주입식), 그리고 특형으로 나뉜다.
이 중 특형포방출구는 부상지붕구조(플로팅루프) 탱크 전용 방식으로, 부상지붕 둘레에 굽도리판을 세우고 그 환상 공간에 포를 방출하는 구조이다. 고정지붕구조 탱크에는 부상지붕 자체가 없으므로 특형을 설치할 수 없다.
반면 Ⅱ형, Ⅲ형, Ⅳ형은 고정지붕구조(또는 부상덮개부착 고정지붕구조) 탱크에 적용되는 방식이므로 적용 가능하다.

정답은 ②번, 0.8m 이상 1.5m 이하이다.
위험물안전관리법령상 물분무소화설비의 제어밸브는 화재 시 조작이 쉽고 화재의 피해를 받을 우려가 없는 곳에, 바닥면으로부터 0.8m 이상 1.5m 이하의 높이에 설치하도록 규정되어 있다.
다른 보기의 수치 범위는 법정 기준과 일치하지 않는 오답이다.

정답은 ①번, 무상수(霧狀水)소화기를 이용한 소화이다.
톨루엔은 제4류 위험물(제1석유류, 비수용성)로 물보다 가볍고 물에 녹지 않는다. 안개 형태로 물을 뿌리는 무상수소화기는 감전 위험은 줄일 수 있으나 유류를 덮어 산소를 차단하는 질식 효과나 연소반응을 억제하는 부촉매 효과가 없어 소화설비 적응성표상 제4류 위험물에 대한 적응성이 인정되지 않는다.
무상강화액소화기는 강화액 성분이 냉각과 함께 질식·부촉매 효과를 보강해 제4류에 적응성이 있고, 포소화기는 포 막으로 유면을 덮어 질식소화하며, 할로겐화합물소화기는 연쇄반응을 억제하는 부촉매 소화작용으로 유류화재에 적응성이 있다.
따라서 톨루엔 화재에 적응성이 없는 소화방법은 무상수소화기이다.

정답은 ①번, 제1류 위험물이다.
위험물안전관리법령상 제조소의 주의사항 게시판은 제1류 위험물 중 알칼리금속의 과산화물과 제3류 위험물 중 금수성물질에는 "물기엄금", 제2류 위험물(인화성고체 제외)에는 "화기주의", 제2류 위험물 중 인화성고체·제3류 위험물 중 자연발화성물질·제4류 위험물·제5류 위험물에는 "화기엄금"을 표시하도록 정해져 있다.
제1류 위험물은 그 자체가 불연성 산화성고체이므로 화기엄금 대상이 아니며, 알칼리금속의 과산화물 등 예외에 해당하더라도 표시 문구는 "물기엄금"이지 "화기엄금"이 아니다.
따라서 화기엄금 게시판 대상이 아닌 것은 제1류 위험물이다.

이 문제는 위험물안전관리법령(위험물안전관리에 관한 세부기준 — 포소화설비의 기준)에서 규정한 고정포방출구의 형식별 적용 탱크 지붕구조를 묻는 문제이다. 고정포방출구는 Ⅰ형·Ⅱ형·특형·Ⅲ형(표면하주입식)·Ⅳ형(반표면하주입식)으로 구분되며, 각 형식은 적용 가능한 탱크 지붕구조가 법령상 명확히 지정되어 있다.

[정답 1번 — 특형포방출구]
특형포방출구는 부상지붕구조(Floating Roof) 탱크 전용 방출구이다. 부상지붕의 부상부분 위에 높이 0.9 m 이상의 금속제 칸막이를 탱크 옆판 내측으로부터 1.2 m 이상 이격하여 설치하고, 탱크 옆판과 칸막이가 형성하는 환상(環狀)부분에 포를 주입하도록 반사판을 갖춘 상부포주입식 방출구이다. 즉 지붕이 액면을 따라 오르내리는 부상지붕 탱크의 실(seal) 부위를 방호하기 위한 것으로, 고정지붕구조에는 해당하지 않는다. 따라서 '고정지붕구조 옥외탱크저장소 고정포방출구'가 아닌 것은 1번이다.

[오답 해설]
2번 Ⅰ형 방출구 — 고정지붕구조 탱크에 상부포주입법을 이용하는 것으로, 방출된 포가 액면 아래로 몰입되거나 액면을 뒤섞지 않고 액면상을 덮을 수 있도록 통계단(미끄럼판) 등의 설비와 이에 연결되는 포방출구를 갖는 형식이다. 대표적인 고정지붕용 방출구이므로 해당한다.
3번 Ⅱ형 방출구 — 고정지붕구조 또는 부상덮개부착 고정지붕구조(내부부상지붕구조) 탱크에 상부포주입법을 이용하는 것으로, 방출된 포가 탱크 옆판 내면을 따라 흘러내려 액면을 덮을 수 있는 반사판을 갖는 형식이다. 고정지붕구조에 적용되므로 해당한다.
4번 표면하주입식 방출구(Ⅲ형) — 고정지붕구조 탱크에 저부포주입법을 이용하는 것으로, 탱크 액면 아래(저부)에 설치된 방출구에서 포를 탱크 내부로 주입하여 포가 부력에 의해 액면으로 떠오르게 하는 형식이다. 부상지붕에는 적용할 수 없고 고정지붕구조 전용이므로 해당한다. (참고로 Ⅳ형 반표면하주입식 역시 고정지붕구조용이다.)

[핵심 정리]
· 고정지붕구조 적용: Ⅰ형, Ⅱ형, Ⅲ형(표면하주입식), Ⅳ형(반표면하주입식)
· 부상지붕구조 적용: 특형
· 내부부상지붕(부상덮개부착 고정지붕): Ⅱ형
따라서 '고정지붕구조'에 해당하지 않는 것은 부상지붕 전용인 특형(1번)이다.

정답은 ①번, 5단위이다.
피리딘은 제4류 위험물 제1석유류(수용성)로 분류되어 지정수량이 400L이다.
위험물의 소요단위는 지정수량의 10배를 1소요단위로 하므로 1소요단위에 해당하는 저장량은 $400\,\mathrm{L} \times 10 = 4{,}000\,\mathrm{L}$이다.
따라서 소요단위는 $\dfrac{20{,}000\,\mathrm{L}}{4{,}000\,\mathrm{L}} = 5$단위이다.

정답은 ②번, 목탄이다.
표면연소(무염연소)는 가연물 표면에서 산소와 직접 반응해 불꽃 없이 타는 연소형태로, 목탄(숯)·코크스·금속분 등이 대표적이다.
플라스틱은 열분해로 생긴 가연성 가스가 타는 분해연소, 황은 액화된 후 증기가 타는 증발연소, 피크린산(피크르산)은 제5류 자기반응성물질로 자체 산소를 포함해 타는 자기연소(내부연소)에 해당하여 표면연소가 아니다.

정답은 ③번, $\mathrm{NH_4BrO_3}$(브롬산암모늄)이다.
$\mathrm{CH_2BrCl}$(할론1011)과 $\mathrm{CF_3Br}$(할론1301)은 할로젠화합물 소화약제이고, $\mathrm{NaHCO_3}$(탄산수소나트륨)는 제1종 분말소화약제의 주성분이다.
반면 $\mathrm{NH_4BrO_3}$(브롬산암모늄)는 소화약제가 아니라 브롬산염류에 속하는 제1류 위험물(산화성고체)로, 오히려 가연물과 혼재 시 위험한 산화성 물질이다.
따라서 소화약제에 해당하지 않는 것은 ③번이다.

정답은 ①번, 종이이다.
코크스·금속분·숯은 모두 고체 표면에서 산소와 직접 반응해 불꽃 없이 타는 표면연소(무염연소) 형태를 보인다.
반면 종이는 가열되면 먼저 열분해가 일어나 가연성 가스가 발생하고 이 가스가 타는 분해연소에 해당하여 연소형태가 다르다.

정답은 ①번이다. 소요단위는 위험물안전관리법령상 "소화설비의 설치대상이 되는 건축물이나 그 밖의 공작물의 규모 또는 위험물 수량의 기준이 되는 단위"로 정의된다.
②는 소요단위가 아니라 소화설비 자체의 소화능력을 나타내는 "능력단위"에 대한 설명이므로 틀렸다.
③은 저장소 건축물 중 외벽이 내화구조인 경우 1소요단위 기준 연면적이 75m²가 아니라 150m²이므로 틀렸다(75m²는 외벽이 내화구조가 아닌 경우의 기준이다).
④는 위험물의 1소요단위가 지정수량의 100배가 아니라 10배이므로 틀렸다.

정답은 ②번, 5단위이다.
제조소·취급소 건축물로서 외벽이 내화구조인 경우 연면적 100m²를 1소요단위로 한다.
$\dfrac{500\,\mathrm{m}^2}{100\,\mathrm{m}^2} = 5$이므로 소요단위는 5단위이다.

정답은 ②번, 0.5이다.
위험물안전관리법령상 소화설비의 능력단위 기준표에서 마른모래(삽 1개 포함) 50L의 능력단위는 0.5로 정해져 있다.
참고로 팽창질석 또는 팽창진주암(삽 1개 포함) 160L는 능력단위 1.0이다.

정답은 ②번, 황산알루미늄이다.
분말소화약제의 주성분은 제1종 탄산수소나트륨, 제2종 탄산수소칼륨, 제3종 제1인산암모늄, 제4종 탄산수소칼륨과 요소의 반응물이다.
황산알루미늄은 분말소화약제가 아니라 화학포 소화약제에서 산성액 성분으로 쓰여 알칼리액인 탄산수소나트륨 수용액과 반응해 이산화탄소 포를 발생시키는 물질이다.
따라서 분말소화약제의 주성분으로 쓰이지 않는 것은 황산알루미늄이다.

정답은 ④번, 네온(Ne)이다.
할로젠화합물 소화약제는 주기율표 17족 할로젠 원소인 플루오린(F), 염소(Cl), 브로민(Br), 아이오딘(I)을 포함한 화합물을 이용해 연소의 연쇄반응을 억제하는 부촉매 소화작용을 한다.
네온(Ne)은 18족 비활성기체로 할로젠 원소가 아니므로 할로젠화합물 소화약제를 구성하는 원소에 해당하지 않는다.

정답은 ③번, 5이다.
경유는 제4류 위험물 제2석유류(비수용성)로 지정수량이 1,000L이다.
위험물의 소요단위는 지정수량의 10배를 1단위로 하므로 1소요단위는 $1{,}000\,\mathrm{L}\times10=10{,}000\,\mathrm{L}$이고, $\dfrac{50{,}000\,\mathrm{L}}{10{,}000\,\mathrm{L}}=5$단위이다.

이 문제는 위험물 제조소등에 설치하는 옥내소화전설비의 수원(水源) 수량을 구하는 문제로, 근거는 「위험물안전관리에 관한 세부기준」의 옥내소화전설비 기준이다.
[적용 규정 — 출제 당시 기준]
수원의 수량은 옥내소화전이 가장 많이 설치된 층의 옥내소화전 설치개수(설치개수가 5개 이상인 경우는 5개)에 7.8 m³를 곱한 양 이상이 되도록 한다.
1개당 기준량 7.8 m³는 옥내소화전 1개가 방수압력 350 kPa 이상에서 갖는 방수량 260 L/min에 방수시간 30분을 곱한 값이다.
$260\ \text{L/min} \times 30\ \text{min} = 7800\ \text{L} = 7.8\ \text{m}^3$
층별 설치개수는 1층 6개, 2층 5개, 3층 4개이므로 가장 많이 설치된 층은 1층(6개)이다. 다만 규정에 따라 설치개수가 5개 이상이면 5개로 보므로 산정개수 N = 5이다.
$Q = N \times 7.8 = 5 \times 7.8 = 39.0\ \text{m}^3$
따라서 필요한 수원의 수량은 39.0 m³이며, 정답은 3번이다.
[오답 풀이]
1번(23.4 m³)은 산정개수를 3으로 잘못 대입한 값이다.
$3 \times 7.8 = 23.4\ \text{m}^3$
층 수(3개 층)나 임의의 한 층 개수를 산정개수로 착각한 경우인데, 규정은 '가장 많이 설치된 층'의 개수를 기준으로 하므로 오답이다.
2번(31.8 m³)은 1개당 기준량 7.8 m³의 정수배가 아니어서(31.8 ÷ 7.8 ≈ 4.08) 규정식으로는 성립할 수 없는 수치이다. 방수량 또는 방수시간을 잘못 적용해 만든 교란지로 오답이다.
4번(46.8 m³)은 1층의 실제 설치개수 6개를 상한 적용 없이 그대로 곱한 값이다.
$6 \times 7.8 = 46.8\ \text{m}^3$
'설치개수가 5개 이상이면 5개로 본다'는 상한 규정을 빠뜨린 대표적 함정으로 오답이다.

위험물제조소등에 설치하는 옥내소화전설비의 수원 수량은 「위험물안전관리법 시행규칙」 별표 17(소화설비의 기준)에 따라 산정한다. 일반 건축물에 적용하는 화재안전기준(옥내소화전 1개당 2.6㎥, 방수량 130L/min·20분)과 달리, 위험물시설은 방수량·방수시간이 강화된 전용 기준을 적용해야 하므로 이 값을 그대로 쓰면 안 된다.
수원 산정 기준(출제 당시 시행규칙 별표 17)
· 노즐 끝부분 방수량: 1분당 260L 이상 (방수압력 350kPa 이상)
· 연속 방수시간: 30분
· 적용 개수 N: 옥내소화전이 가장 많이 설치된 층의 설치개수. 단, 설치개수가 5개 이상이면 5개로 본다.
옥내소화전 1개가 확보해야 할 수원은 방수량에 방수시간을 곱한 값이며, 규정상 $7.8\,\text{m}^3$ 으로 정해져 있다.
$260\ \text{L/min} \times 30\ \text{min} = 7800\ \text{L} = 7.8\ \text{m}^3$
문제에서 최다 설치층의 옥내소화전이 2개이고, 이는 5개 이하이므로 $N=2$ 를 그대로 적용한다. 따라서 필요한 수원의 수량은 다음과 같다.
$Q = N \times 7.8\ \text{m}^3 = 2 \times 7.8 = 15.6\ \text{m}^3$
그러므로 정답은 15.6㎥인 2번이다.
오답 풀이
1) 10.6㎥ — 방수시간을 위험물 기준(30분)이 아닌 일반 옥내소화전 기준(20분)으로 착각하면 $260 \times 20 = 5.2\ \text{m}^3$, $5.2 \times 2 = 10.4\ \text{m}^3$ 수준의 값이 나온다. 위험물시설은 30분 기준이므로 오답이다.
3) 20.6㎥ — 적용 개수를 실제 2개가 아닌 3개 정도로 잘못 세거나($7.8 \times 3 = 23.4$ 부근) 방수량을 과다 적용한 근거 없는 값이다.
4) 25.6㎥ — 개수를 최대치(5개)나 그 이상으로 오인하는 등, 규정 계수 $7.8\,\text{m}^3$ 과 실제 설치개수 2개를 결합한 정답값(15.6㎥)과 일치하지 않는 오답이다.

정답은 ①번, 100m²이다.
제조소 또는 취급소의 건축물로서 외벽이 내화구조인 경우 연면적 100m²를 1소요단위로 규정한다.
참고로 외벽이 내화구조가 아닌 경우는 50m², 저장소 건축물은 내화구조 150m²·비내화구조 75m²를 1소요단위로 한다.

정답은 ③ 과산화나트륨이다.
과산화나트륨($\mathrm{Na_2O_2}$)은 제1류 위험물(산화성고체) 중 무기과산화물로, 그 자체가 타는 물질이 아니라 다른 가연물의 연소를 돕는 조연성(지연성) 물질이며 불연성으로 분류된다.
수소화나트륨($\mathrm{NaH}$)은 제3류 위험물(자연발화성 및 금수성물질)로 물과 반응해 가연성 가스인 수소를 발생시키고 자체도 가연성이며, 황화인과 적린은 제2류 위험물(가연성고체)로 정의 자체가 산화되기 쉬운 가연성 물질이다. 따라서 셋은 모두 가연성이고, 가연성이 아닌 것은 과산화나트륨뿐이다.

정답은 ①이다.
옥내탱크저장소의 옥내저장탱크 용량은 원칙적으로 지정수량의 40배 이하로 하되, 제4류 위험물 중 제4석유류·동식물유류를 제외한 위험물이 20,000L를 초과하는 경우에만 20,000L로 제한하는 별도 상한이 추가로 적용된다. 이 문제의 대상인 제4석유류는 그 20,000L 상한의 예외 품목이므로, 옥내저장탱크의 용량은 지정수량의 40배를 넘지 않으면 충분하다. 따라서 ①은 옳다.
② 탱크전용실은 벽·기둥·바닥을 내화구조로 해야 하지만, 보(들보)는 불연재료로 하면 충분하므로 반드시 내화구조일 필요는 없어 옳지 않다.
③ 탱크전용실의 창·출입구에는 60분+방화문·60분방화문 또는 30분 방화문을 설치하되, 연소 우려가 있는 외벽의 출입구에는 자동폐쇄식의 60분+방화문 또는 60분방화문을 설치해야 한다. "자동폐쇄식 30분 방화문"은 기준에 맞지 않아 옳지 않다.
④ 인화점 38℃ 이상인 제4류 위험물(제4석유류 포함)만을 저장하는 경우 예외적으로 단층건물이 아닌 건축물에도 탱크전용실을 설치할 수 있으나, 이 경우 반드시 1층 또는 지하층에 설치해야 한다. "3층 이하"라는 기준은 존재하지 않으므로 옳지 않다.

정답은 ④이다.
염소산암모늄은 제1류 위험물(산화성고체) 중 알칼리금속의 과산화물이 아닌 것에 해당하므로 "화기·충격주의" 및 "가연물접촉주의"를 표시하는 것이 맞고(①), 철분은 제2류 위험물 중 철분·금속분·마그네슘에 해당하여 "화기주의" 및 "물기엄금"을 표시하는 것이 맞으며(②), 아세틸퍼옥사이드는 제5류 위험물(자기반응성물질)로 "화기엄금" 및 "충격주의"를 표시하는 것이 맞다(③).
그러나 과염소산은 제6류 위험물(산화성액체)이며, 제6류 위험물의 운반용기 외부 표시사항은 "가연물접촉주의" 하나뿐이다. 제6류 위험물은 물과 위험하게 반응하는 성질을 갖지 않으므로 "물기엄금"은 표시 대상이 아니다. 따라서 ④의 연결이 잘못되었다.

정답은 ①이다.
트라이나이트로톨루엔(TNT)은 담황색 결정이며(②, 옳음), 강한 충격이나 마찰에는 비교적 둔감한 편이어서 통상적인 취급·저장 조건에서 비교적 안정한 폭약으로 분류된다.
①은 옳지 않다. 철·구리 등 금속과 접촉했을 때 민감한 금속염을 만들어 폭발 위험이 커지는 물질은 피크린산(트라이나이트로페놀)이며, TNT는 금속과 특별히 반응해 폭발성 염을 만들지 않는다. 따라서 "폭발 위험에 대비해 철이나 구리 용기에 저장한다"는 서술은 TNT의 성질과 맞지 않는다.
참고로 ③에 제시된 비중 값(약 1.0)은 실제 TNT의 비중(약 1.65~1.66)과 차이가 있어 수치상 다소 부정확하나, 이 문항에서 명백히 틀린 서술은 금속 용기 저장에 관한 ①이므로 정답 판정 자체에는 영향을 주지 않는다.

정답은 ② 부틸알코올이다.
아세톤($\mathrm{CH_3COCH_3}$)은 제4류 위험물 중 제1석유류(수용성), 메틸알코올($\mathrm{CH_3OH}$)과 에틸알코올($\mathrm{C_2H_5OH}$)은 알코올류에 해당하며 세 물질 모두 지정수량이 400L이다.
반면 부틸알코올(n-부탄올, $\mathrm{C_4H_9OH}$)은 탄소수가 4개로 알코올류의 정의(탄소수 1~3개인 포화 1가 알코올)를 벗어나 알코올류가 아니라 제4류 위험물 중 제2석유류(비수용성)로 분류되고, 지정수량은 1,000L이다. 따라서 400L에 해당하지 않는 것은 부틸알코올이다.

정답은 ② 수산화칼륨 + 수소이다.
금속칼륨은 제3류 위험물(금수성물질)로 물과 격렬히 반응하여 수산화칼륨과 수소 기체를 발생시키며, 이때 발생한 수소가 반응열로 인해 발화·폭발할 위험이 있어 금수성 물질로 분류된다.
$2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2 \uparrow$
산화칼륨이나 산소가 생성물로 제시된 나머지 보기는 실제 반응식과 맞지 않으므로 옳지 않다.

정답은 ① 수소화나트륨, 금속리튬이다.
수소화나트륨과 금속리튬은 모두 물과 반응하여 같은 종류의 기체인 수소를 발생시킨다.
$NaH + H_2O \rightarrow NaOH + H_2 \uparrow$
$2Li + 2H_2O \rightarrow 2LiOH + H_2 \uparrow$
탄화칼슘은 물과 반응해 아세틸렌을($CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2 \uparrow$), 금속칼슘은 수소를($Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 \uparrow$) 발생시켜 서로 다르므로 ②는 옳지 않다. 트라이에틸알루미늄은 에테인을($(C_2H_5)_3Al + 3H_2O \rightarrow Al(OH)_3 + 3C_2H_6 \uparrow$), 탄화알루미늄은 메테인을($Al_4C_3 + 12H_2O \rightarrow 4Al(OH)_3 + 3CH_4 \uparrow$) 발생시켜 서로 다르므로 ③도 옳지 않다. 인화칼슘은 포스핀을($Ca_3P_2 + 6H_2O \rightarrow 3Ca(OH)_2 + 2PH_3 \uparrow$), 수소화칼슘은 수소를($CaH_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + 2H_2 \uparrow$) 발생시켜 서로 다르므로 ④도 옳지 않다.

정답은 ③ 과염소산암모늄($NH_4ClO_4$)이다.
과염소산암모늄은 제1류 위험물 중에서도 분해온도가 비교적 낮은 편으로, 약 130℃ 부근부터 서서히 분해가 시작되어 저온에서도 열적으로 불안정한 특징을 가진다.
이에 비해 염소산칼륨($KClO_3$)은 약 400℃ 부근, 질산칼륨($KNO_3$)도 약 400℃ 이상, 과산화나트륨($Na_2O_2$)도 460℃ 부근에서 분해가 일어나 모두 과염소산암모늄보다 분해온도가 높다. 따라서 분해온도가 가장 낮은 것은 과염소산암모늄이다.

정답은 ④ 아세트알데하이드($CH_3CHO$)이다.
아세트알데하이드는 제4류 위험물 중 특수인화물로 인화점이 약 -38℃로 매우 낮아 상온에서도 극히 인화되기 쉬운 물질이다.
톨루엔($C_6H_5CH_3$)의 인화점은 약 4℃, 메틸알코올($CH_3OH$)은 약 11℃, 스타이렌($C_6H_5CHCH_2$)은 약 32℃로 모두 아세트알데하이드보다 인화점이 높다. 따라서 인화점이 가장 낮은 것은 아세트알데하이드이다.

정답은 ③ (a) 2m 이상, (b) 0.4m² 이내이다.
제5류 위험물 중 유기과산화물 등을 저장하는 옥내저장소의 저장창고는 직사광선과 온도 상승을 억제하기 위해 창의 위치와 크기를 엄격히 제한한다. 관련 기준상 저장창고의 창은 바닥면으로부터 2m 이상의 높이에 설치하고, 하나의 창의 면적은 0.4m² 이내로 하며, 한 벽면에 설치하는 창 면적의 합계도 그 벽면 면적의 80분의 1을 초과하지 않도록 해야 한다. 따라서 (a)는 2m 이상, (b)는 0.4m² 이내가 옳다.

정답은 ③ 아세트산($CH_3COOH$)이다.
아세트산은 제4류 위험물 중 제2석유류(수용성)에 해당하며 인화점이 약 40℃로, 나열된 물질 중 가장 높다.
에틸아세테이트($CH_3COOC_2H_5$)는 제1석유류로 인화점 약 -4℃, 아세톤($CH_3COCH_3$)도 제1석유류로 인화점 약 -18℃, 메틸알코올($CH_3OH$)은 알코올류로 인화점 약 11℃이다. 모두 아세트산보다 인화점이 낮으므로, 인화점이 가장 높은 것은 아세트산이다.

정답은 ④ 7,854m³ 이다.
그림은 양쪽 끝이 둥근 마구리를 가진, 옆으로 눕힌 원통형(가로형) 위험물탱크의 정면도와 측면도를 나타낸 것으로, 반지름 $r=10\,\mathrm{m}$, 전체 길이 $l=25\,\mathrm{m}$가 주어져 있다. 양 끝단의 별도 돌출 길이($l_1, l_2$)가 주어지지 않은 통상형 원통형 탱크이므로 내용적은 원기둥의 부피 공식으로 계산한다.
$V = \pi r^2 l = \pi \times 10^2 \times 25 = 2500\pi \approx 7853.98\ \mathrm{m^3}$
따라서 내용적은 약 7,854m³로, ④와 일치한다.

정답은 ③ 3.5배이다.
지정수량 배수는 각 위험물의 저장수량을 그 지정수량으로 나누어 모두 합산한다.
클로로벤젠은 제4류 제2석유류(비수용성)로 지정수량이 1,000L이므로 $\dfrac{1000}{1000}=1.0$배, 동·식물유류는 지정수량이 10,000L이므로 $\dfrac{5000}{10000}=0.5$배, 제4석유류는 지정수량이 6,000L이므로 $\dfrac{12000}{6000}=2.0$배이다.
이를 모두 합하면 $1.0+0.5+2.0=3.5$배가 되어, 지정수량 배수의 합은 3.5배이다.

정답은 ① 아세톤, 휘발유, 톨루엔, 사이안화수소이다.
이 네 물질은 모두 제4류 위험물 중 제1석유류(1기압에서 인화점이 21℃ 미만인 것)에 해당한다. 아세톤과 사이안화수소는 수용성, 휘발유와 톨루엔은 비수용성으로 세부 취급은 다르지만 모두 같은 품명(제1석유류)으로 분류된다.
②의 이황화탄소·다이에틸에터·아세트알데하이드는 인화점이 매우 낮아 제1석유류가 아니라 특수인화물에 해당한다. ③의 메탄올·에탄올은 알코올류, 부탄올은 제2석유류, 벤젠은 제1석유류로 여러 품명이 섞여 있다. ④의 중유·크레오소트유는 제3석유류, 실린더유는 제4석유류, 의산에틸(폼산에틸)은 제1석유류로 역시 혼재되어 있다. 따라서 모두 제1석유류로만 구성된 것은 ①이다.

정답은 ④이다.
①·②·③은 위험물제조소 건축물 구조 기준(출입구는 60분+방화문·60분방화문 또는 30분 방화문 중 하나를 설치할 것, 지붕은 폭발압력이 위로 방출되도록 가벼운 불연재료로 덮을 것, 벽·기둥·바닥·보·서까래·계단은 불연재료로 하고 연소 우려가 있는 외벽은 개구부 없는 내화구조로 할 것)에 부합하는 옳은 서술이다.
④는 옳지 않다. "위험물이 스며들지 않는 재료를 사용하고 적당한 경사를 두어 최저부에 집유설비를 설치"해야 하는 대상은 액체 위험물(제4류 등)을 취급하는 건축물의 바닥에 관한 기준이며, 산화성 고체나 가연성 고체와 같은 고체 위험물을 취급하는 건축물의 바닥에 적용되는 규정이 아니다. 대상을 잘못 서술하였으므로 ④가 옳지 않다.

정답은 ④ 마그네슘이다.
위험물 운반 시 방수성이 있는 피복으로 덮어야 하는 것은 제1류 위험물 중 알칼리금속의 과산화물, 제2류 위험물 중 철분·금속분·마그네슘, 제3류 위험물 중 금수성물질이다. 마그네슘은 제2류 위험물(가연성고체) 중 금속분에 해당하여 물과 접촉 시 수소 등을 발생시킬 수 있으므로 방수성 피복을 덮어야 한다.
TNT(제5류)와 과염소산(제6류)은 방수성이 아니라 차광성 피복 대상이며, 이황화탄소(제4류 특수인화물)는 방수성·차광성 피복 규정과 관계가 없으므로 해당하지 않는다.

정답은 ④ 아마인유이다.
동식물유류는 아이오딘값에 따라 건성유(130 이상)·반건성유(100~130)·불건성유(100 이하)로 구분한다. 아마인유는 대표적인 건성유로 아이오딘값이 130 이상으로 가장 높다.
면실유는 반건성유(약 100~130), 땅콩기름과 피마자유는 불건성유(약 100 이하)로 아마인유보다 아이오딘값이 낮다. 따라서 아이오딘값이 가장 큰 것은 아마인유이다.

정답은 ④ 제4류와 제2류이다.
위험물 운반 시 지정수량 10배 이상이라도 혼재가 허용되는 조합은 제1류-제6류, 제2류-제4류, 제2류-제5류, 제3류-제4류, 제4류-제5류이다. 제4류와 제2류는 이 조합에 해당하여 함께 운반할 수 있다.
제1류와 제2류, 제2류와 제6류, 제3류와 제5류의 조합은 혼재 가능 목록에 포함되지 않으므로 함께 운반할 수 없다.

정답은 ② 화기주의 및 물기엄금이다.
철분은 제2류 위험물(가연성고체) 중에서도 철분·금속분·마그네슘에 해당하며, 이 품목들은 물과 반응해 수소 등 가연성 가스를 발생시킬 수 있어 운반용기 외부에 "화기주의"와 "물기엄금"을 함께 표시해야 한다.
제2류 위험물 중 인화성고체는 "화기엄금", 그 밖의 가연성고체(철분·금속분·마그네슘 제외)는 "화기주의"만 표시하므로, 철분처럼 물과 반응하는 금속분류에 해당하는 경우와는 표시사항이 구분된다.

정답은 ④ 이황화탄소이다.
이황화탄소($CS_2$)는 제4류 위험물 중 특수인화물로 인화점이 매우 낮고 증기가 유독하며, 비중이 약 1.26으로 물보다 무거워 물속에 가라앉는다. 이 성질을 이용해 저장 시 용기나 탱크에 물을 채워 위험물 상부를 물로 덮음으로써(수조 속 저장) 가연성 증기의 발생을 억제한다.
다이에틸에터, 아세트알데하이드, 산화프로필렌은 모두 특수인화물로 낮은 온도의 냉암소에 보관하고 필요시 불활성가스를 봉입하는 방식으로 관리하며, 물로 덮어 보관하는 방식은 사용하지 않는다.