[위험물산업기사 필기] 25년 1회차 기출문제 해설 페이지

이 물질에 해당하는 실험식은 $CH_3$이다.
질량 백분율을 몰수 비로 바꾸기 위해 각 원소의 원자량으로 나눈다(시료 100g 기준).
탄소(C): $\dfrac{80}{12} \approx 6.67$
수소(H): $\dfrac{20}{1} = 20$
C:H = 6.67:20이므로 작은 값으로 나누어 가장 간단한 정수비로 만들면 1:3이 되고, 이 물질에 해당하는 실험식은 $CH_3$이다.
$C_2H_6$는 이 비를 2배 한 분자식이지 원자 수의 가장 간단한 정수비인 실험식은 아니며, $CH_4$는 탄소 함량이 75%로 조건과 맞지 않는다.

이 기체의 분자량은 16이다.
그레이엄의 기체 확산법칙에 따르면 확산속도는 분자량의 제곱근에 반비례한다.
$\dfrac{v_X}{v_{SO_2}} = \sqrt{\dfrac{M_{SO_2}}{M_X}}$
$SO_2$의 분자량은 64이고, $v_X = 2v_{SO_2}$이므로
$2 = \sqrt{\dfrac{64}{M_X}} \;\Rightarrow\; 4 = \dfrac{64}{M_X} \;\Rightarrow\; M_X = 16$

옥소산(oxoacid)에서는 중심 원자에 결합한 산소 수가 많을수록 전자를 강하게 끌어당겨 O-H 결합의 극성이 커지므로 산성이 강해진다.
염소 옥소산의 산성도 순서는 $\mathrm{HClO_4} > \mathrm{HClO_3} > \mathrm{HClO_2} > \mathrm{HClO}$이며, 산소수가 가장 적은 $\mathrm{HClO}$(차아염소산)의 산성이 가장 약하다.

벤젠은 Ni 촉매 존재 하에 약 300℃의 고온·고압 조건에서 수소첨가반응(수소화)을 일으켜, 고리 구조를 유지한 채 이중결합 3개에 각각 수소가 첨가된다. $\mathrm{C_6H_6}+3\mathrm{H_2}\xrightarrow{\mathrm{Ni,\ 300^{\circ}C,\ 고압}} \mathrm{C_6H_{12}}$ 생성물 $C_6H_{12}$ 는 사이클로헥세인(Cyclohexane)이다. 따라서 얻어지는 물질은 Cyclohexane이다.

물과 접촉 시 수소를 내며 금속 중 가장 가벼운 것은 리튬(Li)이다.
알칼리금속인 리튬($\mathrm{Li}$)은 은백색 광택을 지니고, 밀도가 약 $0.534\,\mathrm{g/cm^3}$로 모든 금속 가운데 가장 가벼우며, 물과 반응하면 수소 기체를 발생시킨다.
$\mathrm{2Li + 2H_2O \rightarrow 2LiOH + H_2\uparrow}$
$\mathrm{K}$ 역시 물과 반응해 수소를 발생시키지만 밀도($0.86\,\mathrm{g/cm^3}$)가 Li보다 커서 '가장 가벼운 금속' 조건에 맞지 않고, $\mathrm{Mg}$(약 $1.74\,\mathrm{g/cm^3}$)는 표면의 산화피막 탓에 상온의 물과는 거의 반응하지 않으며, $\mathrm{Zn}$(약 $7.14\,\mathrm{g/cm^3}$)은 밀도가 매우 크고 상온의 물과도 반응하지 않는다.

수용액에서 약한 산성을 띠며 염화제이철 수용액과 반응해 정색반응을 나타내는 것은 $-\mathrm{OH}$(하이드록시기, 페놀)이다.
벤젠 고리에 하이드록시기($-\mathrm{OH}$)가 직접 결합한 페놀류는 염화제이철($\mathrm{FeCl_3}$) 수용액과 반응하여 보라색 계통의 정색반응을 나타내는 대표적 특성 반응을 보이며, 카복실산보다는 약하지만 산성을 띤다.
반면 아닐린($-\mathrm{NH_2}$)은 오히려 염기성을 띠고, 나이트로벤젠($-\mathrm{NO_2}$)과 클로로벤젠($-\mathrm{Cl}$)은 산성도 아니고 $\mathrm{FeCl_3}$ 정색반응도 나타내지 않는다.

이 수용액에 녹아 있던 용질은 $\mathrm{NaCl}$이다.
불꽃반응에서 노란색(황색) 불꽃은 나트륨(Na)의 특징적인 반응이다. 또한 질산은($\mathrm{AgNO_3}$) 용액을 넣었을 때 백색 침전($\mathrm{AgCl}$)을 생성하는 음이온은 염화이온($\mathrm{Cl^-}$)이다.
따라서 두 조건(노란색 불꽃 → Na⁺, 백색 침전 → Cl⁻)을 모두 만족하는 물질은 $\mathrm{NaCl}$이다.
$\mathrm{NaNO_3}$는 Na⁺는 있으나 Cl⁻이 없어 $\mathrm{AgNO_3}$를 넣어도 침전이 생기지 않고, $\mathrm{NaOH}$는 Cl⁻ 대신 OH⁻이 반응하여 백색이 아닌 갈색·흑갈색 침전($\mathrm{Ag_2O}$)을 만들며, $\mathrm{LiCl}$은 Cl⁻은 있으나 리튬(Li)의 불꽃반응이 빨간색(적색)이므로 노란색 조건에 맞지 않는다.

동위원소의 평균원자량은 각 동위원소의 원자량에 존재비(%를 소수로 환산)를 곱해 모두 더한 값이다.
$\bar{A}=35\times0.75+37\times0.25=26.25+9.25=35.5$
따라서 염소의 평균원자량은 35.5이다.

K4Fe(CN)6은 착화합물이다.
$\mathrm{K_4Fe(CN)_6}$ 은 중심 금속 이온인 $\mathrm{Fe^{2+}}$ 에 $\mathrm{CN^-}$ 리간드 6개가 배위결합으로 둘러싸인 $\mathrm{Fe(CN)_6^{4-}}$ 착이온과 $\mathrm{K^+}$ 이온 4개가 결합한 형태이다.
이처럼 중심 금속 이온에 리간드가 배위결합한 착이온을 포함하는 화합물을 착화합물(배위화합물)이라 부르므로 $\mathrm{K_4Fe(CN)_6}$ 은 착화합물이다. 이 물질은 할로젠 원소만으로 이루어진 것도, 유기물의 혼합물도, 단순 수소화합물도 아니므로 나머지 선택지는 해당하지 않는다.

비전해질에 해당하는 것은 에탄올($\mathrm{C_2H_5OH}$)이다.
비전해질은 물에 녹아도 이온화하지 않아 전류를 흐르게 하지 못하는 물질이다. 에탄올은 물에 분자 상태로 녹을 뿐 이온화하지 않으므로 비전해질이다.
반면 아세트산($\mathrm{CH_3COOH}$)은 약산, 수산화암모늄($\mathrm{NH_4OH}$)은 약염기, 염화수소($\mathrm{HCl}$)는 강산으로 모두 물에서 이온화하는 전해질이다.

액체의 끓는점은 액체의 증기압이 그 액체에 가해지는 압력(대기압 또는 용기 내 압력)과 같아지는 온도이다. 밀폐된 용기 안에서 가열하면 증발한 수증기가 빠져나가지 못해 용기 내부 압력이 대기압보다 높아지고, 이에 따라 물의 끓는점도 함께 높아진다(압력밥솥의 원리). 순수한 물로 끓이는 것은 끓는점에 영향을 주지 않고, 젓는 것은 열전달을 도울 뿐 끓는점 자체와는 무관하며, 압력을 낮추면 끓는점은 오히려 낮아진다. 따라서 물의 끓는점을 높이는 방법으로 가장 타당한 것은 밀폐된 용기 안에서 끓이는 것이다.

암모니아와 황산의 중화반응은 다음과 같다.
$2\mathrm{NH_3} + \mathrm{H_2SO_4} \rightarrow (\mathrm{NH_4})_2\mathrm{SO_4}$
$\mathrm{NH_3}$의 몰질량은 17g/mol이므로 $n(\mathrm{NH_3}) = \dfrac{25}{17} \approx 1.471\,\mathrm{mol}$
반응식에서 $\mathrm{NH_3}$ 2몰당 $(\mathrm{NH_4})_2\mathrm{SO_4}$ 1몰이 생성되므로 $n((\mathrm{NH_4})_2\mathrm{SO_4}) \approx 0.735\,\mathrm{mol}$
$(\mathrm{NH_4})_2\mathrm{SO_4}$의 몰질량은 $2\times18+32+64 = 132\,\mathrm{g/mol}$이므로 생성량은 $0.735 \times 132 \approx 97\,\mathrm{g}$, 약 97g이다.

프로페인 20L를 연소시키는 데 필요한 공기의 부피는 500L이다.
프로페인의 완전연소 반응식은 다음과 같다.
$\mathrm{C_3H_8}+5\mathrm{O_2}\rightarrow 3\mathrm{CO_2}+4\mathrm{H_2O}$
기체 반응에서는 아보가드로 법칙에 따라 몰비와 부피비가 같으므로, 프로페인 20L 연소에 필요한 산소는
$20\times5=100\,\mathrm{L}$
공기 중 산소의 부피비가 20%이므로 필요한 공기의 부피는
$\dfrac{100}{0.2}=500\,\mathrm{L}$
이다.

전기장의 영향을 받지 않는 것은 γ선이다.
방사선 중 $\alpha$선은 +2가의 헬륨원자핵, $\beta$선은 -1가의 전자로 이루어져 있어 전기장을 지날 때 서로 반대 방향으로 휘어진다. 따라서 이 둘을 묶은 보기도 전기장의 영향을 받는 쪽에 해당한다. 반면 $\gamma$선은 전자기파(광자)로서 전하를 띠지 않으므로 전기장의 영향을 받지 않고 직진한다.
따라서 전기장에 의해 경로가 휘지 않는 것은 $\gamma$선이다.

나타내는 수의 크기가 나머지 셋과 다른 것은 질소 7g 중의 원자수이며, 이는 0.5 mol에 해당해 나머지 세 가지(모두 1.0 mol)의 절반이다.
몰수를 기준으로 각 입자의 개수(아보가드로수의 배수)를 비교한다.
질소 기체는 $\mathrm{N_2}$(분자량 28)이므로 7g 중의 분자수는
$\dfrac{7}{28}=0.25\ \mathrm{mol}$
이고, 원자수는 그 2배인 $0.5\ \mathrm{mol}$이다.
수소는 $\mathrm{H_2}$(분자량 2)이므로 1g 중의 분자수는
$\dfrac{1}{2}=0.5\ \mathrm{mol}$
이고, 원자수는 $1.0\ \mathrm{mol}$이다.
염소는 $\mathrm{Cl_2}$(분자량 71)이므로 71g 중의 분자수는
$\dfrac{71}{71}=1.0\ \mathrm{mol}$이고, 물은 $\mathrm{H_2O}$(분자량 18)이므로 18g 중의 분자수는
$\dfrac{18}{18}=1.0\ \mathrm{mol}$이다.
따라서 수소·염소·물은 모두 $1.0\ \mathrm{mol}$에 해당하는 개수이지만, 질소 7g 중의 원자수만 $0.5\ \mathrm{mol}$로 절반에 해당한다.

이산화탄소 소화기는 고압으로 액화된 $\mathrm{CO_2}$를 저장하고 있다가 방출구를 통해 대기 중으로 방출하는데, 이 과정에서 압력이 급격히 낮아지며 단열팽창(줄-톰슨 효과)이 일어나 온도가 급강하한다.
이때 방출되는 $\mathrm{CO_2}$의 일부가 승화열을 빼앗기며 고체 상태로 응결되어 방출구 주변에 드라이아이스(고체 $\mathrm{CO_2}$)가 생성될 수 있다.
포스겐은 사염화탄소계 소화약제가 고온의 화염과 접촉·분해될 때 생성되는 물질로 CO₂ 소화기의 물리적 방출 과정과는 무관하며, 일산화탄소·수소가스 역시 CO₂ 자체의 단순 방출로는 생성될 이유가 없다.

질소(N, 원자번호 7)는 주기율표 15족(질소족)에 속한다. 같은 족에서 그 다음 주기의 원소는 인(P)이며 원자번호는 15이다. 16, 17, 18은 각각 16족(산소족), 17족(할로젠), 18족(비활성기체)에 해당하여 질소와 같은 족이 아니다. 따라서 질소와 같은 족에 속하는 원소의 원자번호는 15이다.

염소산칼륨의 열분해 반응식은 $2\mathrm{KClO_3} \rightarrow 2\mathrm{KCl} + 3\mathrm{O_2}$ 이다. 표준상태에서 기체 1몰의 부피는 22.4L이므로 산소 11.2L는
$\dfrac{11.2}{22.4} = 0.5\,\mathrm{mol}$ 이다.
반응식의 몰비에 따라 필요한 $\mathrm{KClO_3}$ 의 몰수는
$0.5 \times \dfrac{2}{3} \approx 0.333\,\mathrm{mol}$ 이다.
$\mathrm{KClO_3}$ 의 분자량은 $39 + 35.5 + 16\times3 = 122.5$ 이므로 필요한 질량은
$0.333 \times 122.5 \approx 40.83\,\mathrm{g}$ 이다. 따라서 필요한 염소산칼륨의 질량은 약 40.83g이다.

산화물의 화학식은 $\mathrm{M_2O_7}$이다.
생성된 산화물 중 산소의 질량은 $11.2-8=3.2\text{g}$이고 몰수는
$3.2\div16=0.2\text{mol}$이다.
금속 M의 몰수는
$8\div140=0.0571\text{mol}$이다. M과 O의 몰비는
$0.0571:0.2=1:3.5=2:7$이므로 산화물의 화학식은 $\mathrm{M_2O_7}$이다.

압력을 4기압으로 높이면 부피는 0.5L가 된다.
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, 압력을 4기압으로 높이면 부피는 0.5L가 된다.

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.

위험물안전관리법 시행령의 자체소방대 설치기준에 따르면, 제조소 또는 일반취급소에서 취급하는 제4류 위험물의 최대수량 합이 지정수량의 3천배 이상 12만배 미만인 사업소는 화학소방자동차 1대와 자체소방대원 5인을 두어야 한다. 참고로 12만배 이상 24만배 미만은 2대·10인, 24만배 이상 48만배 미만은 3대·15인, 48만배 이상은 4대·20인이 기준이다. 따라서 이 사업소가 갖추어야 할 화학소방자동차 대수와 자체소방대원 수 기준은 1대, 5인이다.

전기설비(통전 중) 화재는 소화약제가 전기 전도성을 가지면 감전·기기 손상 위험이 있으므로 비전도성 소화약제를 사용해야 한다. 이산화탄소는 비전도성 기체로 통전 중인 전기설비 화재에 적응성이 인정되는 대표적 소화기이다. 반면 포소화기와 봉상강화액소화기는 수계(水系) 약제로 전기전도성이 있어 통전 중인 전기설비에는 부적합하며, 마른 모래는 위험물안전관리법령상 전기설비 화재에 대해 별도의 적응성이 인정되지 않는다. 따라서 전기설비에서 화재가 발생했을 경우 위험물안전관리법령상 적응성이 있는 소화기는 이산화탄소소화기이다.

색과 냄새가 없고 비전도성이며 공기보다 약 1.5배 무거운 소화약제는 이산화탄소소화약제이다.
이산화탄소($CO_2$)를 이용한 소화약제는 색과 냄새가 없으며, 전기를 통하지 않는 절연성(비전도성)을 지녀 전기화재(C급) 진압에도 적용할 수 있다.
분자량이 44인 $CO_2$를 평균분자량이 약 29인 공기와 비교하면 증기비중은
$\dfrac{44}{29} \approx 1.52$
로, 공기보다 약 1.5배 무겁다는 조건과 일치한다.
반면 강화액소화약제는 탄산칼륨 등 알칼리금속염을 녹인 수용액으로 액체이고 전기를 통하므로 조건에 맞지 않고, 포소화약제 역시 수용액에 거품을 형성시킨 형태이다.
할론 1211($CF_2ClBr$, 분자량 약 165)은 증기비중이
$\dfrac{165}{29}\approx 5.7$
로 공기에 비해 훨씬 무거워 약 1.5배라는 조건에서 벗어난다.

할론 소화약제의 번호는 구성 원소를 탄소(C)-불소(F)-염소(Cl)-브로민(Br) 순서의 숫자로 표시한다. Halon 1011은 C 1개, F 0개, Cl 1개, Br 1개로 구성된 $\mathrm{CH_2ClBr}$ (브로모클로로메테인)이며, 탄소·수소·염소·브로민은 포함하지만 불소는 포함하지 않는다. 따라서 Halon 1011에 포함되지 않는 원소는 F(불소)이다.

피리딘은 제4류 위험물 제1석유류 중 수용성 액체로 분류되며 지정수량은 400L이다. 소화설비의 소요단위는 위험물의 경우 지정수량의 10배를 1단위로 하여 산정한다. $\text{소요단위} = \dfrac{20000\text{L}}{400\text{L} \times 10} = \dfrac{20000}{4000} = 5\text{단위}$ 따라서 소요단위는 5단위이다.

지정수량 15만 배는 12만 배 이상 24만 배 미만 구간에 해당하므로 화학소방자동차 2대, 자체소방대원 10인이 필요하다.
위험물안전관리법 시행령상 제조소등에서 취급하는 제4류 위험물의 최대수량 합계에 따른 자체소방대의 화학소방자동차·자체소방대원 기준은 다음과 같다.
$12만 배 \text{ 미만}: 1\text{대}, 5\text{인}$
$12만 \sim 24만 \text{ 배 미만}: 2\text{대}, 10\text{인}$
$24만 \sim 48만 \text{ 배 미만}: 3\text{대}, 15\text{인}$
$48만 \text{ 배 이상}: 4\text{대}, 20\text{인}$

소화약제 또는 그 구성 성분으로 사용되지 않는 것은 질산암모늄(NH4NO3)이다.
CF2ClBr(할론1211, 브로모클로로다이플루오로메테인) — 할로젠화합물 소화약제의 주성분이다.
CO(NH2)2(요소) — 제4종 분말소화약제(탄산수소칼륨과 요소의 반응생성물)의 구성 성분이다.
NH4NO3(질산암모늄) — 제1류 위험물(산화성고체)로서 그 자체가 산화제이자 폭발성이 있는 물질이며, 소화약제 성분으로 사용되지 않는다.
K2CO3(탄산칼륨) — 강화액소화약제의 주성분(어는점을 낮추고 소화력을 높임)이다.

오황화인은 물과 접촉하면
$\mathrm{P_2S_5} + 8\mathrm{H_2O} \rightarrow 5\mathrm{H_2S} + 2\mathrm{H_3PO_4}$
와 같이 황화수소( $\mathrm{H_2S}$ )와 인산을 생성하며, 적린과 황은 물과는 거의 반응하지 않는 안정적인 물질에 해당한다.
이에 비해 제2류 위험물(가연성고체)인 마그네슘은 뜨거운 물이나 수증기를 만나면 아래와 같은 반응을 통해 수소( $\mathrm{H_2}$ ) 가스를 내놓는다.
$\mathrm{Mg} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{Mg(OH)_2} + \mathrm{H_2}\uparrow$
그러므로 물을 주수했을 때 수소가스를 발생시키는 위험물은 마그네슘이다.

아세톤과 같은 수용성(친수성) 가연성 액체 화재에 일반 단백포·합성계면활성제포를 사용하면 포가 물과 섞여 파괴(소포)되어 소화 효과를 내지 못한다. 이런 수용성 위험물에는 내알코올포(알코올형포)를 사용해야 포막이 유지되어 질식소화가 가능하다. 휘발유, 톨루엔, 벤젠은 비수용성 위험물로 일반포로도 소화가 가능하므로 알코올형포를 반드시 사용할 필요가 없다. 따라서 알코올형포소화약제를 이용한 소화가 가장 효과적인 것은 아세톤이다.

제4류 위험물 가운데 제1석유류에 해당하지 않는 것은 아세트산이다.
제4류 위험물의 제1석유류는 인화점이 21℃ 미만인 것을 말한다. 벤젠( $C_6H_6$ , 인화점 약 -11℃), 메틸에틸케톤( $\mathrm{CH_3COC_2H_5}$ , 약 -7℃), 초산에틸( $\mathrm{CH_3COOC_2H_5}$ , 약 -4℃)은 모두 인화점이 21℃ 미만으로 제1석유류에 해당한다.
반면 아세트산(초산, $\mathrm{CH_3COOH}$ )은 인화점이 약 40℃로 21℃ 이상 70℃ 미만인 제2석유류에 해당하므로 제1석유류가 아니다.

제3종 분말소화약제 사용 시 A급 화재 진화에 효과적으로 작용하는 물질은 메타인산이다.
제3종 분말소화약제의 주성분은 제1인산암모늄(인산이수소암모늄) $NH_4H_2PO_4$이다. 이 약제는 화재열을 받으면 단계적으로 열분해되며, 최종적으로 메타인산 $HPO_3$을 생성한다.
약 166℃에서
$NH_4H_2PO_4 \rightarrow NH_3 + H_3PO_4$
(오르토인산 생성, 흡열·냉각)이 일어나고, 약 216℃에서
$2H_3PO_4 \rightarrow H_4P_2O_7 + H_2O$
(피로인산)로, 약 360℃에서
$H_4P_2O_7 \rightarrow 2HPO_3 + H_2O$
(메타인산)로 이어진다.
전체 반응을 하나로 정리하면
$NH_4H_2PO_4 \rightarrow NH_3 + H_2O + HPO_3$
으로, 원자수(N 1, P 1, O 4, H 6)가 양변에서 일치한다.
최종 생성물인 메타인산 $HPO_3$은 점성이 큰 유리질(용융 피막) 물질로, 연소 중인 고체(목재·종이·섬유 등 A급 가연물) 표면을 얇게 덮어 산소 공급을 차단하고 숯불 형태의 잔진(殘燼) 재발화를 막는다. 이 표면 피복 작용이 곧 '방진(防塵)효과'이며, 이 때문에 제1·2·4종과 달리 제3종만이 A급 화재에 적응성을 갖는다.
암모늄이온 $NH_4^+$은 주성분 $NH_4H_2PO_4$에 들어 있는 성분이지만, 열분해 시 암모니아 $NH_3$ 기체로 방출될 뿐 A급 가연물 표면에 피막을 형성하지 못해 방진효과의 주체가 아니다. 물 $H_2O$은 탈수 과정에서 발생하여 흡열 냉각과 수증기에 의한 질식작용을 일부 돕지만, 고체 표면을 덮는 유리질 방진 피막을 형성하는 물질이 아니어서 A급 재발화 억제의 핵심 물질은 아니다. 수산화이온 $OH^-$은 제1인산암모늄의 열분해 경로에서 생성되지 않는 성분으로, 방진효과와는 무관하다.
참고로 출제 당시 위험물안전관리법령상 분말소화약제는 종별로 주성분과 적응화재가 구분된다. 제1종($NaHCO_3$)·제2종($KHCO_3$)·제4종($KHCO_3$ 요소 반응물)은 B·C급에만 적응하나, 제3종(제1인산암모늄 $NH_4H_2PO_4$)은 메타인산의 방진효과 덕분에 A·B·C급 전 화재에 적응한다.

발포배율은 5배이다.
발포배율은 다음과 같이 구한다.
$\text{발포배율} = \dfrac{\text{채취한 포의 체적}}{\text{채취 전 포수용액의 체적}}$
포 수집용기의 무게는 180g이고 포를 채취한 후 무게가 540g이 되었으므로, 포수용액(포에 포함된 수용액)의 질량은
$540-180=360\,\mathrm{g}$
포수용액의 비중이 1이므로 포수용액의 체적은 360mL이다. 채취한 포(공기 포함 전체)의 체적은 용기의 용량인 1,800mL이므로, 발포배율은
$\dfrac{1800}{360} = 5\,\text{배}$
이다.

섬유소를 탈수·탄화시켜 연소를 억제하는 물질은 H₃PO₄이다.
제3종 분말소화약제(제1인산암모늄, $\mathrm{NH_4H_2PO_4}$)는 열분해 시 먼저 암모니아와 오르토인산을 생성한다.
$\mathrm{NH_4H_2PO_4 \rightarrow NH_3 + H_3PO_4}$
온도가 더 오르면 $\mathrm{H_3PO_4}$는 축합되어 피로인산($\mathrm{H_4P_2O_7}$)을 거쳐 최종적으로 메타인산($\mathrm{HPO_3}$)이 된다. 이 중 오르토인산($\mathrm{H_3PO_4}$)이 목재·섬유(셀룰로오스) 표면의 수분을 빼앗아 탈수·탄화시켜 난연성 탄화층을 형성함으로써 연소 확산을 억제하며, 최종 생성물인 메타인산은 유리질 피막을 만들어 산소 접촉을 차단하는 방진효과를 낸다.
문제에서 요구하는 '섬유소를 탈수·탄화시켜 연소를 억제하는 물질'은 $\mathrm{H_3PO_4}$이므로 정답이다.

질소 함유량이 약 11%인 나이트로셀룰로스를 장뇌와 알코올에 녹여 콜로이드(교질) 상태로 만든 물질은 셀룰로이드이다.
셀룰로이드는 질소 함유량이 약 10.7~11.2% 정도로 낮은 나이트로셀룰로스(질화도가 낮아 폭발성은 약하지만 여전히 자기반응성을 가짐)를 장뇌(camphor)와 알코올에 용해시켜 만든 콜로이드성 가소체로, 제5류 위험물(자기반응성물질)에 해당하며 필름·완구 등의 원료로 쓰였다.
펜트리트(PETN)와 TNT는 각각 별도의 폭발성 화합물이며 장뇌·알코올을 이용한 콜로이드화 공정과 무관하고, 나이트로글라이콜은 질산에스터류의 액체 폭약 원료로 셀룰로이드 제조 공정과 다르다.

포소화약제가 질식효과를 발휘하려면 화재면을 신속히 덮을 수 있도록 유동성이 좋아야 하고, 가연물 표면에 부착성이 좋아야 하며, 열과 바람에 잘 견디고 응집성·안정성이 있어야 오랫동안 질식막을 유지할 수 있다. 반대로 포가 쉽게 기화(소포)되어 버리면 거품막이 빠르게 파괴되어 질식효과를 상실하므로, "기화가 잘 될 것"은 포가 갖추어야 할 성질이 아니라 오히려 피해야 할 성질이다.

"습도가 낮아지는 것을 피할 것"은 자연발화 방지대책으로 옳지 않다.
자연발화를 방지하기 위해서는 저장실의 온도와 습도를 모두 낮게 유지하고, 통풍을 잘 시키며, 물질을 쌓아 두거나 수납할 때 열이 축적되지 않도록 하는 것이 원칙이다(고온다습한 환경일수록 미생물 발효열·산화열 등이 축적되어 자연발화가 촉진된다).
"습도가 낮아지는 것을 피할 것"은 습도를 낮추지 말고 유지하거나 높이라는 취지인데, 이는 자연발화를 오히려 조장하는 방향이므로 방지대책으로 옳지 않다. 나머지 선지(저장실 온도를 낮게 유지, 열 축적 방지, 통풍)는 모두 올바른 자연발화 방지대책이다.

소요단위 산정 시 위험물은 지정수량의 10배를 1소요단위로 한다.
다이에틸에터는 특수인화물로 지정수량이 50L이므로, 저장량 2,000L는 지정수량의 $2000/50=40$배이며, 소요단위는 $40/10=4$단위이다.
아세톤은 제1석유류(수용성)로 지정수량이 400L이므로, 저장량 4,000L는 지정수량의 $4000/400=10$배이며, 소요단위는 $10/10=1$단위이다.
따라서 총 소요단위는 $4+1=5$이므로 정답이다.

분말소화기의 종별 소화약제 주성분을 옳게 연결한 것은 제3종 분말: $NH_4H_2PO_4$이다.
분말소화약제의 종별 주성분은 다음과 같다. 제1종 분말: 탄산수소나트륨($NaHCO_3$), 제2종 분말: 탄산수소칼륨($KHCO_3$), 제3종 분말: 제1인산암모늄($NH_4H_2PO_4$), 제4종 분말: 탄산수소칼륨과 요소의 반응물($KHCO_3 + (NH_2)_2CO$).
제3종 분말만 실제 성분과 일치하며, 나머지 보기들은 각각 1종·2종·4종의 실제 주성분과 뒤바뀌어 서술되어 있다.

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.

산화성 고체나 가연성 고체 위험물을 취급하는 건축물의 바닥에 관한 서술이 옳지 않다.
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 것이라는 서술은 모두 위험물제조소 건축물 구조 기준에 부합하는 옳은 서술이다.
그러나 "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 이 서술이 옳지 않다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표(저장기준)에 따라, 옥외저장탱크·옥내저장탱크 또는 지하저장탱크 중 압력탱크에 저장하는 아세트알데하이드등(또는 다이에틸에터등)은 40℃ 이하로 유지해야 한다. (참고로 압력탱크 외의 탱크의 경우 다이에틸에터·산화프로필렌은 30℃ 이하, 아세트알데하이드는 15℃ 이하로 별도 규정된다.) 따라서 압력탱크에 아세트알데하이드 등을 저장하는 경우 유지해야 하는 온도는 40℃ 이하이다.

삼황화인($P_4S_3$)은 비극성 공유결합 물질로서 물·염산·황산 등 극성 용매에는 거의 녹지 않거나 반응하지 않지만, 무극성 용매인 이황화탄소($CS_2$)에는 상용성이 커서 잘 용해된다.

트라이나이트로톨루엔에 대한 설명 중 옳지 않은 것은 "물에 용해되면서 발열·발화한다"는 것이다.
트라이나이트로톨루엔(TNT, $C_6H_2(NO_2)_3CH_3$)은 제5류 위험물(자기반응성물질)이다.
담황색 결정으로 일광에 노출되면 갈색으로 변한다는 것 — 옳은 내용
피크르산에 비해 화학적으로 더 안정하여 충격·마찰에 덜 민감하다는 것 — 옳은 내용
분자 내 니트로기 형태로 산소를 함유하여 외부 산소 공급 없이도 반응이 진행되는 자기반응성 물질이라는 것 — 옳은 내용
TNT는 물에 거의 녹지 않는 비수용성 물질로, 물과 접촉해도 발열·발화 반응을 일으키지 않는다. 오히려 강한 충격, 급격한 가열, 다른 산화제와의 혼합 시 폭발 위험이 커진다.

시행규칙 별표(제조소의 표지 및 게시판 기준)에 따르면 위험물제조소에 설치하는 표지는 한 변의 길이가 0.3m 이상, 다른 한 변의 길이가 0.6m 이상인 직사각형으로 하고, 백색 바탕에 흑색 문자로 '위험물제조소'라는 표시를 하여야 한다. 따라서 위험물제조소에 설치하는 표지의 규격으로 옳은 것은 0.3m × 0.6m이다.

위험물제조소의 보유공지는 취급하는 위험물의 지정수량 배수에 따라 정해진다. 지정수량의 10배 이하를 취급하는 경우에는 3m 이상, 10배를 초과하여 취급하는 경우에는 5m 이상의 공지를 보유해야 한다. 문제는 '지정수량의 10배를 초과'하는 경우를 묻고 있으므로 확보해야 하는 보유공지 너비는 5m 이상이다.

나이트로셀룰로스는 건조 상태에서 자연발화 위험이 있어 알코올(또는 물)로 습윤시켜 저장한다 — 옳은 연결이다.
금속칼륨은 물과 격렬히 반응하므로 등유(석유) 속에 저장한다 — 옳은 연결이다.
황린은 공기 중 자연발화성이 있어 물속에 저장한다 — 옳은 연결이다.
그러나 이황화탄소는 물보다 무겁고 물에 녹지 않는 성질을 이용해 물속에 저장하는 것이 표준이며, 알코올을 보호액으로 사용하지 않는다.
따라서 잘못된 연결은 '이황화탄소 - 알코올'이다.

제4류 위험물 옥외탱크저장소의 보유공지 기준(시행규칙 별표6)은 다음과 같다. 지정수량 500배 이하: 3m 이상 500배 초과~1,000배 이하: 5m 이상 1,000배 초과~2,000배 이하: 9m 이상 2,000배 초과~3,000배 이하: 12m 이상 3,000배 초과~4,000배 이하: 15m 이상 "1,000배 초과 2,000배 이하 – 8m 이상"은 실제 법정 기준인 9m 이상과 다르므로 옳지 않은 설명이며, 나머지 기준들은 법정 기준과 일치한다.

각 물질의 저장(취급)량을 해당 물질의 지정수량으로 나눈 뒤 이를 모두 더하면 지정수량 배수의 합이 된다. 황린(제3류)의 지정수량은 20kg, 마그네슘(제2류)의 지정수량은 500kg, 칼륨(제3류)의 지정수량은 10kg이다.
$\dfrac{80}{20} + \dfrac{1500}{500} + \dfrac{50}{10} = 4 + 3 + 5 = 12$
계산 결과 지정수량 배수의 합은 12가 되므로 이것이 정답이다.

오황화인이 물과 반응하면 황화수소와 인산이 생성된다.
오황화인 $P_2S_5$은 위험물안전관리법령상 제2류 위험물(가연성 고체) 중 '황화린'에 속하며, 지정수량은 100kg이다. 황화린은 물·산·알칼리 및 습기와 반응하여 유독하고 가연성인 황화수소 가스를 발생시키므로 주수(물) 소화가 금지되고 건조사·이산화탄소로 질식소화한다.
오황화인이 물과 반응(가수분해)하는 화학반응식은 다음과 같다.
$P_2S_5 + 8H_2O \rightarrow 5H_2S + 2H_3PO_4$
즉 황화수소 $H_2S$와 인산 $H_3PO_4$이 생성된다.
반응식을 검토하면 좌변의 원자수는 P 2, S 5, H 16, O 8이다.
우변은 $5H_2S$에서 S 5·H 10, $2H_3PO_4$에서 P 2·H 6·O 8이므로 합하면 P 2, S 5, H 16, O 8로 양변이 정확히 일치한다.
황화수소는 맞지만 오산화인 $P_2O_5$은 물과의 반응 생성물이 아니다. $P_2O_5$은 오히려 물과 만나면
$P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$
와 같이 인산으로 바뀌므로, 물과의 최종 생성물은 인산이다.
이산화황 $SO_2$은 오황화인이 공기 중에서 연소할 때
$2P_2S_5 + 15O_2 \rightarrow 2P_2O_5 + 10SO_2$
황이 산화되어 나오는 연소생성물이다. 물과의 반응에서는 황이 산화되지 않고 환원상태인 황화수소 $H_2S$로 발생하므로 $SO_2$은 생성되지 않는다.
정리하면 오황화인과 물의 반응 생성물은 황화수소 $H_2S$와 인산 $H_3PO_4$이다.

지정수량은 산화프로필렌(특수인화물) 50L, 메탄올(알코올류) 400L, 벤젠(제1석유류·비수용성) 200L이다. $\dfrac{300}{50} + \dfrac{400}{400} + \dfrac{200}{200} = 6 + 1 + 1 = 8$ 따라서 산화프로필렌 300L, 메탄올 400L, 벤젠 200L의 지정수량 배수를 합산한 값은 8이다.

메틸알코올이 갖는 성질로 옳은 것은 "증기 비중이 공기보다 크다"이다.
메틸알코올(메탄올, $CH_3OH$, 분자량 32)의 증기 비중은 공기(평균분자량 약 29)를 기준으로
$\dfrac{32}{29}\approx1.1$
로, 공기보다 무겁다.
인화점 이하에서는 증기 농도가 연소범위 하한에 미달해 통상적으로 연소·폭발이 일어나지 않으므로, 온도가 인화점 이하로 내려가면 밀폐된 공간에서 연소·폭발한다는 설명은 옳지 않다.
메탄올의 끓는점은 약 64.7℃로 물(100℃)보다 낮으므로 끓는점이 물보다 높다는 설명도 옳지 않으며, 메탄올은 물과 임의의 비율로 잘 섞이는 수용성 알코올이므로 물에 잘 녹지 않는다는 설명도 옳지 않다.

제2류 위험물(가연성고체)과 제5류 위험물(자기반응성물질)은 모두 산소와 잘 반응하여 스스로 타는 가연성 물질이라는 공통점을 갖는다. 유기화합물이라는 것은 제2류에는 황·금속분·적린 등 무기물질도 포함되어 공통점이 아니다. 자연발화성 물질이라는 것은 제3류 위험물의 특성이다. 산소를 포함하는 물질이라는 것은 제5류는 대체로 산소를 함유하나 제2류(황·마그네슘·금속분 등)는 산소를 함유하지 않는 경우가 많아 공통점이 아니다. 따라서 공통된 특징은 가연성 물질이라는 것이다.

적린(P)은 제2류 위험물로 공기 중에서 연소하면 백색 연기의 오산화인을 생성한다. $4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$ 따라서 적린을 공기 중에서 연소시켰을 때 생성되는 물질은 P₂O₅(오산화인)이다.

산화프로필렌은 구리, 은, 수은, 마그네슘 및 이들의 합금과 반응하여 폭발성이 강한 금속아세틸라이드를 생성하는 특성이 있다. 이 때문에 저장·취급 설비에는 이러한 금속을 사용할 수 없고 질소 등 불활성기체로 봉입하여 보관해야 한다. 이황화탄소는 가연성이 강하고 물속에 저장하는 특징이 있으나 아세틸라이드 생성과는 무관하다. 아이소프로필알코올과 아세톤은 이러한 금속과 반응성이 없다. 따라서 취급 장치가 구리나 마그네슘으로 되어 있을 경우 반응을 일으켜 폭발성 아세틸라이드를 생성하는 물질은 산화프로필렌이다.

위험물안전관리법령상 탱크의 용량은 해당 탱크의 내용적에서 공간용적을 뺀 용적 으로 산정한다. 따라서 위험물을 저장 또는 취급하는 탱크의 용량산정 방법은 "탱크의 내용적에서 공간용적을 뺀 용적으로 한다"이다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표19에 따라 제1류 위험물 중 알칼리금속의 과산화물의 운반용기에는 일반 제1류 위험물의 주의사항인 "화기·충격주의"와 "가연물접촉주의"에 더하여, 물과 반응해 산소를 발생시키고 발열하는 성질 때문에 "물기엄금"을 반드시 함께 표시해야 한다.
따라서 세 가지 주의사항을 모두 나열한 정답이다.

독성이 있으며 제3석유류에 해당하는 것은 아닐린($\mathrm{C_6H_5NH_2}$)이다.
아닐린은 인화점이 약 70℃ 부근으로 제3석유류에 해당하며, 흡입·경피 흡수 시 혈액 내 헤모글로빈과 결합하여 청색증(메트헤모글로빈혈증)을 일으키는 독성이 강한 방향족 아민류이다.
아세트알데하이드($\mathrm{CH_3CHO}$)는 특수인화물, 벤젠($\mathrm{C_6H_6}$)은 제1석유류이며, 스타이렌($\mathrm{C_6H_5CH{=}CH_2}$)은 제2석유류이지만 문제에서 강조하는 독성보다는 자극적인 냄새·중합 위험성이 특징으로 다뤄진다.

메탄올과 에탄올 모두 인체에 유독성이 있으므로, '인체에 유독성이 없다'는 설명이 공통 성질이 아니다.
메틸알코올(메탄올) $CH_3OH$과 에틸알코올(에탄올) $C_2H_5OH$은 모두 위험물안전관리법령상 제4류 위험물 중 알코올류에 속하는 인화성 액체이다. 알코올류는 '1분자를 구성하는 탄소원자 수가 1~3개인 포화 1가 알코올'로 정의되며, 메탄올(C수 1)·에탄올(C수 2)이 모두 여기에 해당한다.
'무색투명한 휘발성 액체이다'는 설명은 옳다. 두 물질 모두 상온에서 무색·투명하고 특유의 냄새를 가지며, 인화점이 낮고 증기압이 커서 잘 휘발하는 인화성 액체이다(메탄올 인화점 약 11℃, 에탄올 약 13℃).
'물에 잘 녹는다'는 설명도 옳다. 둘 다 분자 내 하이드록시기(-OH)가 물과 수소결합을 형성하므로 물과 임의의 비율로 섞이는 수용성 물질이다. 따라서 화재 시 일반 포(泡) 소화약제가 소포(消泡)되므로 알코올형(내알코올) 포를 사용한다.
'지정수량이 같다'는 설명도 옳다. 두 물질 모두 제4류 위험물 '알코올류'로 분류되며, 출제 당시 위험물안전관리법령 기준 알코올류의 지정수량은 400L로 동일하다.
반면 '인체에 유독성이 없다'는 설명은 틀렸다. 두 물질 모두 인체에 유독성이 있으므로 '유독성이 없다'는 서술 자체가 성립하지 않는다. 특히 메탄올은 독성이 매우 강해, 체내에서
$CH_3OH \rightarrow HCHO(\text{폼알데하이드}) \rightarrow HCOOH(\text{폼산})$
로 대사되어 시신경을 손상시켜 실명을 일으키거나 다량 섭취 시 사망에 이르게 한다. 에탄올도 중추신경 억제·급성 중독 등 인체에 유해한 작용을 한다.
따라서 나머지 세 설명은 메탄올과 에탄올이 실제로 공유하는 성질이지만, '인체에 유독성이 없다'는 설명은 두 물질 모두에게 사실과 반대되는 서술이므로 공통된 성질이 아니다.

방수성이 있는 피복으로 덮어야 하는 위험물은 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.