[위험물산업기사 필기] 25년 2회차 기출문제 해설 페이지

현재 국제적으로 통용되는 원자량 기준은 탄소-12($^{12}\mathrm{C}$) 원자 1개 질량의 $\dfrac{1}{12}$을 1 원자량단위(u)로 정의한 것이다.
과거에는 수소(H=1) 또는 산소(O=16) 기준이 쓰이기도 했으나, 1961년 IUPAC 협약으로 $^{12}\mathrm{C} = 12$(정확값)로 통일되어 오늘날 모든 원자량의 기준이 되고 있다. 질소-14($^{14}\mathrm{N}$)는 공기의 주성분을 이루는 흔한 핵종이기는 하나 원자량의 기준으로 채택된 적이 없다.

수성가스(Water Gas)는 적열된 코크스(탄소)에 수증기를 통과시켜 얻는 가스로, 주성분은 일산화탄소(CO)와 수소(H₂)이다. $\mathrm{C}+\mathrm{H_2O}\rightarrow \mathrm{CO}+\mathrm{H_2}$ 따라서 수성가스의 주성분은 $CO,\ H_2$ 이다.

헤스의 법칙을 이용해 목표 반응 $\mathrm{S(s)+O_2(g)\rightarrow SO_2(g)}$ 의 $\Delta H$ 를 구한다. $\text{①}\ \mathrm{S+1.5O_2\rightarrow SO_3},\ \Delta H_1=-94.5\,\mathrm{kcal}$ $\text{②}\ \mathrm{2SO_2+O_2\rightarrow 2SO_3},\ \Delta H_2=-47\,\mathrm{kcal}\ (\text{1몰 기준}\ -23.5\,\mathrm{kcal})$ $\text{①}-\text{②(1몰 기준)}:\ \mathrm{S+1.5O_2-(SO_2+0.5O_2)\rightarrow SO_3-SO_3}$ $\Rightarrow \mathrm{S+O_2\rightarrow SO_2},\quad \Delta H=-94.5-(-23.5)=-71\,\mathrm{kcal}$ 따라서 $\mathrm{SO_2(g)}$ 의 몰생성열은 -71kcal이다.

분자식(구조의 골격)은 같지만 서로 겹쳐지지 않는 거울상 관계(실물과 거울상처럼 좌우가 뒤바뀐 구조)를 갖는 한 쌍의 이성질체를 광학이성질체(거울상이성질체, 에난티오머)라고 하며, 분자 내에 비대칭 탄소(카이랄 중심)가 존재할 때 나타난다.
구조이성질체는 원자의 연결 순서 자체가 다른 경우이고, 기하이성질체는 이중결합 등에서 치환기의 공간 배치(시스-트랜스)가 다른 경우이므로 문제의 정의와는 다르다.

'물은 산소와 수소가 혼합되어 이루어진 물질이다'라는 설명이 틀렸다.
물($\mathrm{H_2O}$)은 수소와 산소가 일정한 질량비(정비례 법칙)로 화학적으로 결합하여 생성된 화합물이며, 성분 원소가 화학결합 없이 물리적으로 섞여 있는 혼합물이 아니다. 혼합물은 성분물질의 비율이 일정하지 않고 각 성분이 원래의 성질을 그대로 유지하는 반면, 물은 수소·산소와는 전혀 다른 고유한 성질을 가진 화합물이다.
질소($\mathrm{N_2}$)와 금(Au)은 한 종류의 원소로만 이루어진 단체(홑원소물질)가 맞고, 염화나트륨(NaCl)은 Na와 Cl 두 원소가 결합한 화합물이 맞으며, 흑연과 다이아몬드는 같은 탄소(C) 원소로 이루어졌으나 결합 구조가 달라 성질이 다른 동소체 관계가 맞으므로 모두 옳은 설명이다.

그레이엄의 기체 확산 법칙에 따르면 기체의 확산속도는 분자량의 제곱근에 반비례한다.
$\dfrac{v_{gas}}{v_{SO_2}}=\sqrt{\dfrac{M_{SO_2}}{M_{gas}}}$
SO₂의 분자량은 $32+16\times2=64$이고, 조건에서 $v_{gas}=2v_{SO_2}$이므로 다음과 같다.
$2=\sqrt{\dfrac{64}{M_{gas}}} \;\Rightarrow\; 4=\dfrac{64}{M_{gas}} \;\Rightarrow\; M_{gas}=16$
따라서 이 기체의 분자량은 16이다.

사방황과 단사황이 동소체 관계임을 확인하려면 연소시켜 생성되는 물질을 분석해야 한다.
사방황과 단사황은 같은 황(S) 원소로 이루어져 있으나 결정 구조만 다른 동소체이다. 동소체는 성분 원소가 같으므로, 이를 확인하려면 각각을 연소시켰을 때 생성되는 물질이 서로 같은지(둘 다 $\mathrm{SO_2}$ 를 생성하는지) 분석하는 방법이 적절하다.
이황화탄소에 녹여 보거나 밀도를 재어 비교하거나 녹는점을 측정해 비교하는 것은 두 물질의 물리적 성질이 서로 다르다는 사실만 보여줄 뿐, 두 물질이 같은 원소로 이루어졌음을 화학적으로 입증하지는 못한다.

정답: CO2
비금속 원소의 산화물은 대체로 산성 산화물로, 물과 반응하여 산을 생성한다: $\mathrm{CO_2 + H_2O \rightarrow H_2CO_3}$
반면 CaO, Na2O, MgO는 금속의 산화물로 물과 반응해 염기성 수산화물을 생성하는 염기성 산화물이다.

수성가스(Water Gas)의 주성분은 일산화탄소와 수소이다.
수성가스는 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($\mathrm{H_2}$)이다.

카복실산(-COOH)의 -OH기와 아민(-NH2)의 -H가 축합·탈수 반응을 일으키면 -CONH- 결합, 즉 펩타이드결합이 형성되는데, 이는 화학적으로 아마이드(amide) 결합과 같은 작용기이다. 그러므로 이 결합을 지니는 것은 아마이드류 물질이다. 설탕(이당류)은 하이드록시기(-OH)와 글리코사이드 결합만, 지방산은 카복실기(-COOH)만, 에틸알코올은 하이드록시기(-OH)만 가지고 있을 뿐 질소를 포함하지 않으므로 펩타이드(아마이드)결합이 존재할 수 없다. 결론적으로 펩타이드결합(-CONH-)을 가진 물질은 아마이드이다.

폴리염화비닐(PVC)의 단위체와 합성법은 $\mathrm{CH_2=CHCl}$, 첨가중합이다.
PVC는 염화비닐(비닐클로라이드) 단위체가 이중결합을 이용해 사슬 형태로 연속 결합하는 첨가중합으로 생성된다.
$n\,\mathrm{CH_2=CHCl}\rightarrow \mathrm{-(CH_2-CHCl)_n-}$
축합중합은 단위체가 결합하면서 물 등 작은 분자를 함께 방출하는 중합 방식으로, PVC의 합성법과는 다르다. 참고로 $CH_2=CHCN$(아크릴로나이트릴)은 폴리아크릴로나이트릴의 단위체이다.

수용액 상태에서 산성이 가장 강한 것은 HI이다.
할로젠화수소산($\mathrm{HX}$)의 수용액 내 산성 세기는 $\mathrm{H-X}$ 결합이 약할수록, 그리고 짝염기인 할로젠화이온의 크기가 커서 음전하가 잘 분산·안정화될수록 강해진다.
$\mathrm{H-F}$ 결합은 매우 강하고 F의 크기가 작아 강한 수소결합을 형성하려는 경향이 있어 $\mathrm{HF}$는 오히려 약산이며, $\mathrm{H-Cl} < \mathrm{H-Br} < \mathrm{H-I}$ 순으로 결합이 약해지고 이온 반지름이 커지므로 수용액 산성도는 $\mathrm{HF} \ll \mathrm{HCl} < \mathrm{HBr} < \mathrm{HI}$ 순으로 커진다. 따라서 산성의 세기가 가장 강한 것은 $\mathrm{HI}$이다.

아세톤은 방향족 화합물에 해당하지 않는다.
방향족 화합물은 벤젠 고리(또는 그에 준하는 방향족 고리)를 골격으로 갖는 화합물이다.
톨루엔($\mathrm{C_6H_5CH_3}$), 크레졸($\mathrm{C_6H_4(OH)CH_3}$), 아닐린($\mathrm{C_6H_5NH_2}$)은 모두 벤젠 고리를 포함하는 방향족 화합물이다.
그러나 아세톤($\mathrm{CH_3COCH_3}$)은 벤젠 고리가 없는 사슬형(지방족) 케톤이므로 방향족 화합물이 아니다.

열을 가하면 부드러워져 성형이 가능하고 냉각하면 다시 굳는 성질(가역적 변화)을 갖는 수지는 열가소성 수지이다.
폴리염화비닐(PVC) 수지는 선형 사슬 구조의 고분자로, 가교결합 없이 사슬 간 인력만으로 결합되어 있어 가열-냉각을 반복해도 재성형이 가능한 대표적인 열가소성 수지이다.
반면 페놀 수지, 멜라민 수지, 요소 수지는 모두 가열 시 3차원 그물(가교) 구조를 형성하는 축합반응이 일어나 한 번 굳으면 다시 가열해도 녹거나 재성형되지 않는 열경화성 수지이므로 해당하지 않는다.

소금이 물에 녹는 것이 물리적 변화임을 뒷받침하는 근거는 증발시키면 소금이 그대로 남는다는 점이다.
물리적 변화는 물질의 화학적 조성은 그대로인 채 상태나 형태만 바뀌는 변화로, 화학적 변화와 달리 새로운 물질이 생성되지 않고 원래 상태로 되돌릴 수 있다.
소금과 물이 결합한다는 설명 — 사실과 다르다(용해는 이온화·수화일 뿐 새로운 화학결합의 생성이 아니다).
다른 물질이 새로 생성된다는 설명 — 오히려 화학적 변화의 정의에 해당한다.
전류를 잘 흐르게 한다는 설명 — 소금이 이온으로 나뉘어 존재함을 보여줄 뿐 새로운 물질의 생성 여부와는 무관하다.
소금물을 증발시키면 물만 날아가고 원래의 소금이 화학적으로 변하지 않은 채 그대로 남는데, 이는 소금이 물에 녹는 과정에서 새로운 물질이 생성되지 않았음을 보여주는 직접적 증거가 된다.

용해도 0.045g/L를 몰 단위로 바꾸면 몰용해도
$s = \dfrac{0.045}{303.27} \approx 1.484\times10^{-4}\,\mathrm{mol/L}$ 이다.
$\mathrm{PbSO_4}$ 는 $\mathrm{Pb^{2+}}$ 와 $\mathrm{SO_4^{2-}}$ 로 1:1 해리하므로 용해도곱은
$K_{sp} = s^2 = (1.484\times10^{-4})^2 \approx 2.2\times10^{-8}$ 이다.
따라서 $\mathrm{PbSO_4}$ 의 용해도곱 상수는 약 $2.2\times10^{-8}$ 이다.

페놀성 수산기(−OH)가 갖는 특성으로 옳은 것은 $\mathrm{FeCl_3}$ 수용액과 정색 반응을 일으킨다는 것이다.
페놀류(방향족 하이드록시 화합물)는 $\mathrm{FeCl_3}$ 수용액과 만나면 특유의 정색 반응(보라색 계열)을 나타내며, 이는 페놀성 −OH의 검출에 이용되는 대표적 성질이다.
수용액이 강알칼리성을 띤다는 설명 — 페놀은 −OH의 수소가 벤젠고리의 영향으로 약하게 이온화하는 약산성 물질이지 강알칼리성이 아니므로 옳지 않다.
하이드록시기가 2개 이상이면 용해도가 감소한다는 설명 — −OH가 여러 개일수록 물 분자와의 수소결합 자리가 늘어 오히려 용해도가 증가하는 경향이 있으므로 옳지 않다.
카복실산과는 반응하지 않는다는 설명 — 카복실산과 반응하여 에스터를 생성할 수 있으므로 옳지 않다.

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 알칼리성이 가장 강한 것은 pH=13이다.

전자배치가 나머지와 다른 것은 Ar이다.
전자배치를 등전자 종으로 비교하면 다음과 같다.
$F^-$: F(원자번호 9)에 전자 1개 추가 → 전자 10개, $1s^2 2s^2 2p^6$
$Na^+$: Na(원자번호 11)에서 전자 1개 제거 → 전자 10개, $1s^2 2s^2 2p^6$
Ne: 원자번호 10 → 전자 10개, $1s^2 2s^2 2p^6$
Ar: 원자번호 18 → 전자 18개, $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$
$F^-$, $Na^+$, Ne은 모두 전자 10개로 네온(Ne)형 전자배치를 공유하지만, Ar은 전자 18개로 전자배치가 이들과 다르다.

산이 갖는 일반적인 성질을 옳게 나타낸 것은 이온화경향이 수소보다 큰 금속과 반응하여 수소를 발생시킨다는 것이다.
산은 수용액에서 $\mathrm{H}^+$ (수소이온)를 내놓는 물질로, 이온화경향이 수소보다 큰 금속(Zn, Fe, Mg 등)과 반응하여 수소기체를 발생시킨다.
미끈거리고 쓴맛이 나며 리트머스 시험지를 푸르게 변화시킨다는 서술은 염기(예: 수산화나트륨 수용액)의 성질을 설명한 것이고, 수용액에서 $\mathrm{OH}^-$ 이온을 방출한다는 서술은 산이 아니라 염기가 $\mathrm{OH}^-$ 를 방출하는 성질이며, 금속의 수산화물이며 비전해질이라는 서술의 '금속의 수산화물'은 염기(예: NaOH)에 해당하므로 모두 산의 성질과 맞지 않는다.

사용된 탄산수소나트륨의 양은 약 336kg이다.
제1종 분말소화약제($NaHCO_3$)의 1차 열분해 반응식은
$2NaHCO_3 \rightarrow Na_2CO_3+H_2O+CO_2$
표준상태(0℃, 1atm)에서 기체 1mol의 부피는 22.4L이므로, 발생한 이산화탄소의 몰수는
$n_{CO_2}=\dfrac{44.8\,m^3}{22.4\times10^{-3}\,m^3/mol}=\dfrac{44800\,L}{22.4\,L/mol}=2000\,mol$
반응식에서 $CO_2$ 1mol을 생성하는 데 $NaHCO_3$ 2mol이 소모되므로
$n_{NaHCO_3}=2\times2000=4000\,mol$
$NaHCO_3$의 분자량은
$23+1+12+16\times3=84\,g/mol$
이므로, 사용된 질량은
$4000\,mol\times84\,g/mol=336000\,g=336\,kg$

위험물안전관리법령상 이산화탄소소화약제의 저장용기는 방호구역 외의 장소(방호구역 바깥)에 설치해야 하며, 온도가 40℃ 이하이고 온도변화가 적은 장소, 직사일광 및 빗물이 침투할 우려가 적은 장소에 설치해야 한다.
즉 저장용기는 소화 대상인 방호구역의 '내부'가 아니라 '외부'에 설치해야 한다. 방호구역 안에 저장용기를 두면 화재 시 용기 자체가 열에 노출되어 오작동·파손될 위험이 있기 때문이다.
따라서 옳지 않은 설명은 방호구역 안쪽에 설치해야 한다는 것이며, 나머지 지문은 모두 옳은 설치기준이다.

틀린 설명은 '제3류 위험물 중 금수성 물질에는 포소화설비의 적응성이 있다'는 것이다.
소화설비 적응성표상 제1류 위험물 중 알칼리금속의 과산화물등은 물 계통 소화설비 및 포소화설비에 적응성이 없고 탄산수소염류분말·건조사 등에만 적응성이 있으므로, 알칼리금속의 과산화물에 포소화설비의 적응성이 없다는 설명은 옳다.
제2류 위험물 중 금속분(철분·마그네슘 포함)은 물과 반응해 수소를 발생시키므로 스프링클러설비 등 물 계통 소화설비에 적응성이 없어, 금속분에 스프링클러설비의 적응성이 없다는 설명도 옳다.
제4류 위험물은 살수밀도 기준을 충족하면 스프링클러설비에 적응성이 인정되므로, 제4류 위험물에 스프링클러설비의 적응성이 있다는 설명도 옳다.
그러나 제3류 위험물 중 금수성 물질은 물과 접촉 시 발열·가연성 가스 발생 등 위험한 반응을 일으키므로 물을 기반으로 하는 포소화설비에는 적응성이 없으며, 탄산수소염류분말·건조사·팽창질석/팽창진주암 등 물을 쓰지 않는 소화설비만 적응성이 있다. 따라서 틀린 설명은 제3류 위험물 중 금수성 물질에 포소화설비의 적응성이 있다는 것이다.

화재는 가연물의 종류에 따라 A급(일반화재, 백색), B급(유류화재, 황색), C급(전기화재, 청색), D급(금속화재, 무색)으로 표시색을 구분한다. 황색으로 표시되는 화재는 유류·가스 등 인화성 물질에 의한 화재인 B급 화재이다. 백색은 일반가연물(A급), 청색은 통전 중인 전기설비(C급), 무색은 금속화재(D급)에 대응하므로 나머지 보기는 모두 오답이다. 따라서 표시색상이 황색으로 정해진 화재는 B급 화재이다.

벤젠과 톨루엔은 모두 물에 잘 녹지 않는 비수용성 물질이고, 휘발성이 강한 무색 액체이며, 증기비중이 공기(1)보다 훨씬 크다(벤젠 약 2.7, 톨루엔 약 3.1). 다만 두 물질 모두 방향족 탄화수소 특유의 냄새를 가지고 있어 "무취"라는 설명은 옳지 않으므로 무취라는 설명이 벤젠과 톨루엔의 공통된 성질이 아니다.

드라이아이스는 고체 이산화탄소이므로, 순도 94wt%인 드라이아이스 100g 중 실제 CO2의 질량은 다음과 같다.
$100\,g \times 0.94 = 94\,g$
이를 몰수로 환산하고 표준상태 기준 부피(22.4L/mol)를 곱하면
$n = \dfrac{94}{44} \approx 2.136\,mol$
$V = 2.136 \times 22.4 \approx 47.85\,L$
따라서 표준상태에서의 CO2 부피는 47.85L이다.

분진폭발은 가연성 분진의 입자가 미세할수록 비표면적이 커져 산소와 접촉하는 면적이 넓어지므로 위험성이 커지며, 충격이나 마찰 같은 작은 에너지도 착화의 원인이 될 수 있고, 산소 농도가 상승하면 폭발력 역시 커질 수 있다. 게다가 1차 폭발에서 발생한 기류나 충격으로 주변에 쌓여 있던 분진이 다시 날아올라 2차·3차 폭발로 번질 위험이 상당히 크므로, 이러한 연쇄적인 폭발 가능성을 반드시 염두에 두어야 한다. 따라서 2차·3차 폭발의 우려가 없어 1차 폭발 진화에만 주력하면 된다는 설명은 옳지 않다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표17(포소화설비 기준)에 따르면 포헤드 방식의 포헤드는 방호대상물의 표면적 1㎡당 6.5L/min 이상의 비율로 계산한 양의 포수용액을 표준방사량으로 방사할 수 있도록 설치하여야 한다. 따라서 포헤드는 표면적 1㎡당 6.5L/min 이상의 비율로 산정한 양의 포수용액을 방사할 수 있도록 설치해야 한다.

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.

분말소화설비의 화재안전기준에 따르면 전역방출방식의 분사헤드는 저장용기 등에 저장된 소화약제를 30초 이내에 균일하게 방사할 수 있는 것으로 설치하여야 한다. 따라서 분사헤드는 저장용기에 담긴 분말소화약제를 30초 이내에 균일하게 방출해야 한다.

소요단위 산정 기준을 정한 위험물안전관리법령에 따르면, 위험물은 지정수량의 10배를 1소요단위로 산정한다. 건축물의 경우에는 용도와 내화구조 여부에 따라 별도의 기준(제조소·취급소는 외벽이 내화구조이면 연면적 100㎡, 내화구조가 아니면 50㎡, 저장소는 각각 150㎡와 75㎡)이 적용된다. 따라서 위험물저장소에 저장된 위험물은 지정수량의 10배가 1소요단위에 해당한다.

위험물안전관리법령상 제4류 위험물을 지정수량의 3,000배 이상 취급하는 제조소 또는 일반취급소를 보유한 사업소에는 자체소방대를 설치해야 한다(다만 보일러로 위험물을 소비하는 일반취급소 등 일부는 제외). 따라서 자체소방대를 두어야 하는 지정수량의 배수는 3,000배이다.

'화기엄금'과 '화기주의'를 나타내는 게시판의 바탕색과 문자색은 적색바탕 – 백색문자이다.
위험물제조소등에는 취급하는 위험물의 성질에 따라 주의사항을 표시한 게시판을 설치해야 한다. 제1류 위험물 중 알칼리금속의 과산화물과 제3류 위험물 중 금수성물질에는 '물기엄금'을 청색바탕에 백색문자로 표시한다.
그 외 제2류 위험물(인화성고체 제외)에는 '화기주의'를, 제2류 위험물 중 인화성고체·제3류 자연발화성물질·제4류·제5류 위험물에는 '화기엄금'을 각각 적색바탕에 백색문자로 표시한다.
즉 '화기엄금'과 '화기주의' 게시판은 모두 적색바탕에 백색문자를 사용하므로, 청색바탕이나 백색바탕을 언급한 나머지 보기는 물기엄금 게시판이나 일반 표지판 기준과 혼동한 오답이다.

소화기를 올바르게 사용하려면 화재의 종류에 맞는 것을 선택하고, 바람을 등진 채 화점에 다가가 소화약제가 화염의 윗부분이 아니라 밑부분(화점)에 직접 닿도록 방사해야 한다. 화점에서 지나치게 멀리 떨어진 상태로 사용하면 약제가 화점에 닿지 못하거나 유효한 농도로 도달하지 못해 소화 효과가 떨어지므로, 실제로는 화점에 충분히 근접한 뒤 사용하는 것이 맞다.
따라서 먼 거리를 두고 사용해야 한다는 설명은 올바른 사용법과는 거리가 있다.

위험물안전관리법령상 제6류 위험물(산화성액체)에는 과염소산, 과산화수소, 질산, 그 밖에 행정안전부령이 정하는 것(할로젠간화합물 등)이 포함된다. 질산구아니딘은 제6류가 아니라 제5류 위험물(자기반응성물질)로 분류되는 물질이다(질산에스터류·나이트로 화합물류 등과 함께 자기반응성물질 품명에 포함). 과염소산, 과산화수소, 할로젠간화합물은 모두 제6류 위험물에 해당한다. 따라서 제6류 위험물에 해당하지 않는 것은 질산구아니딘이다.

공기 중에 떠 있는 가연성(유기물 또는 금속) 미분이 연소 조건을 충족하면 분진폭발이 일어난다. 유기물 분진인 설탕분말·밀가루, 가연성 금속분진인 마그네슘분말은 모두 이러한 위험성을 지닌다. 그러나 주성분이 탄산칼슘인 대리석은 불연성 무기물이라서 아무리 곱게 분쇄되어도 연소나 폭발이 일어나지 않는다. 그러므로 분진폭발 위험성이 가장 낮은 물질은 대리석 분말이다.

위험물안전관리법 시행규칙(옥외탱크저장소 압력탱크의 수압시험 기준)에 따르면, 압력탱크(최대상용압력이 부압 또는 5kPa를 초과하는 탱크)는 최대상용압력의 1.5배의 압력으로 10분간 수압시험을 실시하여 새거나 변형이 없어야 한다.
참고로 압력탱크 외의 탱크는 70kPa의 압력으로 10분간 충수시험을 실시한다. 5분간 시험이나 사용압력 상태에서의 시험은 법정 기준과 다르므로 나머지 보기는 오답이다.

필요한 수원의 수량은 39.0m³이다.
이 문제는 위험물 제조소등에 설치하는 옥내소화전설비의 수원(水源) 수량을 구하는 문제로, 근거는 「위험물안전관리에 관한 세부기준」의 옥내소화전설비 기준이다.
수원의 수량은 옥내소화전이 가장 많이 설치된 층의 옥내소화전 설치개수(설치개수가 5개 이상인 경우는 5개)에 7.8m³를 곱한 양 이상이 되도록 한다. 1개당 기준량 7.8m³는 옥내소화전 1개가 방수압력 350kPa 이상에서 갖는 방수량 260L/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)이나, 규정에 따라 설치개수가 5개 이상이면 5개로 보므로 산정개수 N = 5이다.
$Q = N \times 7.8 = 5 \times 7.8 = 39.0\ \text{m}^3$
23.4m³는 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. 31.8m³는 1개당 기준량 7.8m³의 정수배가 아니어서(31.8 ÷ 7.8 ≈ 4.08) 규정식으로는 성립할 수 없는 수치이며, 방수량 또는 방수시간을 잘못 적용해 만든 교란지다. 46.8m³는 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.
따라서 필요한 수원의 수량은 39.0m³이다.

인화성 액체(제4류 위험물 등 유류)에서 발생하는 화재는 유류화재로 분류되며, 화재의 급수 표시로는 B급 화재에 해당한다. 참고로 A급은 일반(고체)화재, C급은 전기화재, D급은 금속화재이다. 따라서 인화성 액체에서 발생하는 화재는 B급 화재에 해당한다.

클로로벤젠( $C_6H_5Cl$ )은 제4류 위험물 제2석유류(비수용성)로 지정수량은 1,000L이다. 위험물의 소요단위는 지정수량의 10배를 1소요단위로 산정하므로 1소요단위는 $1000\,L\times10=10000\,L$ 이다. 따라서 $\text{소요단위}=\dfrac{500000\,L}{1000\,L\times10}=\dfrac{500000}{10000}=50$ 이므로 클로로벤젠 500,000L에 대한 소요단위는 50이다. 지정수량의 10배를 곱하지 않고 지정수량으로만 나누면 500, 지정수량을 제1석유류(비수용성) 200L로 잘못 보면 250, 10배를 두 번 반영하면 5가 되므로 주의해야 한다.

황린(백린, $P_4$)은 제3류 위험물 중에서도 매우 낮은 온도(대략 30~60℃ 수준)에서 공기 중 자연발화가 일어날 정도로 착화(발화)온도가 극히 낮아 물속에 저장한다.
이황화탄소는 착화온도가 약 100℃ 내외로 가연성 액체 중에서는 낮은 편이나 황린보다는 높고, 삼황화인·오황화인 등 황화인류의 발화점도 100℃ 이상으로 황린보다 높다.
따라서 착화온도가 가장 낮은 것은 황린이므로 정답이다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표 19(적재방법)에 따르면 운반용기는 수납구를 위(상방)로 향하게 하여 적재해야 한다. 재해 발생의 우려가 있는 물품과 함께 적재하지 않아야 한다는 것, 직사일광이나 빗물 침투를 막기 위해 유효하게 피복하는 등 조치를 해야 한다는 것, 운반용기가 넘어지거나 떨어지거나 파손되지 않도록 적재해야 한다는 것은 모두 별표 19에서 정한 옳은 적재기준이다. 따라서 옳지 않은 것은 운반용기의 수납구가 옆을 향하도록 나란히 적재한다는 것이다.

아세트알데하이드는 극성이 크고 분자량이 작아 물과 임의 비율로 섞이는(완전 혼화) 성질을 가진다. 다이에틸에터(C₂H₅OC₂H₅)는 물에 소량만 녹으며(100mL당 약 6~7g), 황린(P₄)은 물에 거의 녹지 않아 오히려 물을 보호액으로 사용하고, 질산에틸(C₂H₅ONO₂)도 물에 난용성이다. 따라서 넷 중 물에 대한 용해도가 가장 큰 것은 아세트알데하이드이다.

가솔린에 대한 설명 중 틀린 것은 '수산화칼륨과 아이오도폼 반응을 일으킨다'는 설명이다.
아이오도폼 반응은 아세트알데하이드나 에탄올, 아세톤처럼 $\mathrm{CH_3CO-}$ 또는 $\mathrm{CH_3CH(OH)-}$ 작용기를 가진 화합물이 염기와 아이오딘 존재 하에서 노란색 침전(아이오도폼)을 생성하는 반응이다. 가솔린은 탄화수소(알케인·알켄·방향족 등)의 혼합물로 이러한 작용기를 가지고 있지 않으므로 아이오도폼 반응을 일으키지 않는다.
가솔린은 휘발성과 인화성이 강하고, 비중이 약 0.7~0.8로 물보다 가볍지만 증기비중은 3~4 정도로 공기보다 무거우며, 전기 전도성이 없는 부도체로 정전기가 축적되기 쉽다. 이 세 가지 설명은 모두 옳다.

아세톤 150톤을 비중 0.79 기준으로 부피로 환산하면 다음과 같다.
$V = \dfrac{150{,}000\,kg}{0.79\,kg/L} \approx 189{,}873\,L$
아세톤은 제4류 위험물 중 수용성 제1석유류로 지정수량이 400L이므로, 지정수량의 배수는 다음과 같다.
$\dfrac{189{,}873}{400} \approx 474.7\text{배}$
위험물안전관리법 시행규칙 별표6에 따른 옥외탱크저장소의 보유공지 기준상, 지정수량의 500배 이하인 경우 보유공지는 3m 이상이면 된다. 계산된 배수(약 474.7배)는 500배 이하 구간에 해당하므로 확보해야 하는 보유공지의 너비는 3m 이상이다.

위험물안전관리법 제11조(용도폐지신고)에 따라 제조소등의 관계인은 해당 제조소등의 용도를 폐지한 날부터 14일 이내에 시·도지사에게 신고해야 한다. 

제3류 위험물(자연발화성 및 금수성 물질)에는 칼륨, 나트륨, 알킬알루미늄, 알킬리튬, 황린, 칼륨·나트륨을 제외한 알칼리금속 및 알칼리토금속, 유기금속화합물, 금속의 수소화물·인화물, 칼슘 또는 알루미늄의 탄화물 등이 해당한다.
마그네슘은 제2류 위험물(가연성 고체)로 분류되며 제3류 위험물이 아니다. 

시멘트는 이미 산화가 끝난 무기 불연성 분말이어서 분진폭발 위험성이 가장 낮다.
분진폭발은 공기 중에 부유한 미세 분진이 점화원을 만나 순간적으로 연소·팽창하는 현상이다. 성립하려면 분진 자체가 가연성(연소 가능)일 것, 공기 중 산소, 점화원, 적절한 부유 농도가 동시에 필요하다. 가장 근본적인 조건은 분진이 산화(연소)될 수 있는 물질이어야 한다는 점이며, 이미 완전히 산화된 무기물은 더 이상 탈 수 없어 분진폭발을 일으키지 못한다.
시멘트의 주성분은 규산칼슘·산화물계 무기 화합물로, 대표적으로 $3CaO \cdot SiO_2$(알라이트), $2CaO \cdot SiO_2$(벨라이트), $3CaO \cdot Al_2O_3$, $4CaO \cdot Al_2O_3 \cdot Fe_2O_3$ 등이며 산화칼슘 CaO, 이산화규소 $SiO_2$, 산화알루미늄 $Al_2O_3$, 산화철 $Fe_2O_3$로 구성된다. 이들은 모두 원소가 이미 최고 산화수까지 산화된 상태(예: Si는 +4, Ca는 +2, Al은 +3)이므로 산소와 더 반응하여 열을 낼 수 없다. 즉 연소열이 발생하지 않아 가연성이 없고, 무기 불연물이므로 아무리 미세한 분말로 공기 중에 부유시켜도 분진폭발이 일어나지 않는다.
석탄분은 주성분이 탄소로 가연성이며, 미분탄은 대표적 분진폭발 물질이다.
$C + O_2 \rightarrow CO_2 + Q\,(\text{발열})$
실제로 탄광·화력발전 미분탄 취급 설비에서 분진폭발 사고가 빈발한다.
설탕은 탄수화물(자당, $C_{12}H_{22}O_{11}$)로 완전연소하며 발열한다.
$C_{12}H_{22}O_{11} + 12\,O_2 \rightarrow 12\,CO_2 + 11\,H_2O + Q$
제당·제과 공정의 설탕 분진은 실제 분진폭발을 일으킨 사례가 많다.
커피는 탄수화물·유지·단백질 등 유기물로 이루어진 가연성 분말이며, 볶은 커피·커피 분말도 부유 시 연소·폭발이 가능하다. 유지 성분까지 있어 발열량이 크다.
정리하면 석탄분·설탕·커피는 모두 탄소를 포함한 가연성 유기(또는 탄소계) 분진이라 산화 발열이 가능해 분진폭발 위험이 있는 반면, 시멘트는 이미 산화가 끝난 무기 불연성 분말이어서 연소 자체가 불가능하므로 분진폭발 위험성이 가장 낮다.
참고로 가연성 분진은 위험물안전관리법령상 별도의 위험물 유별(제1류~제6류)로 지정된 품명은 아니며, 분진폭발은 물질의 연소성·부유 특성에 따른 물리·화학적 위험 현상으로 판단한다. 이 문제는 물질의 가연성 유무로 위험성을 비교하는 것이 핵심이며, 무기 불연물인 시멘트가 예외적으로 위험성이 없다는 점을 묻고 있다.

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.

물과 접촉했을 때 에테인 가스가 발생하는 물질은 트라이에틸알루미늄( $(C_2H_5)_3Al$ )이다.
트라이에틸알루미늄은 물과 격렬히 반응하여 에테인(C₂H₆) 가스를 발생시키며 발열·발화 위험이 크다.
$(C_2H_5)_3Al + 3H_2O \rightarrow Al(OH)_3 + 3C_2H_6\uparrow$
$CaC_2$ (탄화칼슘)는 물과 반응해 아세틸렌(C₂H₂)을 발생시키고, 트라이나이트로벤젠은 제5류 자기반응성물질로 물과 반응하지 않으며, 질산에틸은 물에 거의 녹지 않으며 상온에서 물과 별도의 가스 발생 반응을 하지 않는다.

적린이 지니는 위험성에 대한 옳은 설명은 "산화제와 혼합되면 마찰이나 충격에 의해 발화한다"는 것이다.
적린(P, 붉은인)은 제2류 위험물(가연성고체)로 황린에 비해 안정적이나, 강산화제(염소산염류·과염소산염류 등)와 혼합되면 상대적으로 작은 마찰이나 충격에도 발화·폭발할 위험이 있다.
"발화를 막기 위해 염소산칼륨과 함께 보관한다" — 오히려 혼촉발화 위험이 커지므로 절대 금지되는 조합으로, 실제와 반대되는 설명이다.
"물과 격렬히 반응하여 열을 발생시킨다" — 적린은 물과 반응하지 않는 안정한 물질이므로 틀린 설명이다.
"공기 중에 방치하면 스스로 발화한다" — 이는 황린(백린)의 특성이며 적린은 공기 중에서 자연발화하지 않는다.

시행규칙 별표(적재방법)에 따르면 덩어리 상태의 황을 운반하기 위하여 적재하는 경우에는 소정의 운반용기에 수납하지 않고 적재할 수 있는 예외가 인정된다. 금속분(제2류), 삼산화크로뮴(제6류), 염소산나트륨(제1류)은 모두 지정수량 이상 운반 시 원칙대로 규정된 운반용기에 수납하여야 한다. 따라서 규정상 운반용기에 수납하지 않아도 되는 위험물은 덩어리 상태의 황이다.

칼륨을 물과 반응시켰을 때 발생하는 생성물은 수산화칼륨, 수소이다.
금속칼륨은 물과 만나면 격렬히 반응하며,
$\mathrm{2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2}$
라는 반응식에 따라 수산화칼륨과 수소 기체가 만들어진다.
이때 반응은 발열을 동반하므로, 생성된 수소가 반응열로 인해 발화하거나 폭발할 위험이 있어 각별한 주의가 필요하다.
산화칼륨($\mathrm{K_2O}$)이나 과산화칼륨($\mathrm{K_2O_2}$)은 칼륨이 공기(산소) 중에서 산화·연소할 때 생기는 물질이고, 물과의 반응에서 산소가 발생하지는 않는다.

황(S)의 동소체로는 사방황, 고무상황 등이 존재한다는 설명이 옳다.
산화제로 작용한다는 설명 — 황은 제2류 위험물인 가연성 고체로서 그 자체가 타는 물질이며 산화제로 작용하지 않으므로 옳지 않다.
유기용제·알코올·물에 대한 용해도가 매우 높다는 설명 — 황은 물과 알코올에는 거의 녹지 않고 이황화탄소에 잘 녹으므로 옳지 않다.
전기를 잘 통하는 도체라는 설명 — 황은 전기 절연체(부도체)이며, 분말 상태에서는 마찰에 의한 정전기 축적으로 분진폭발 위험이 있으므로 옳지 않다.
황은 결정 구조에 따라 사방황(사방정계), 단사황, 고무상황 등 여러 동소체가 존재하므로, 이 설명이 옳다.

"K2O2를 물속에 넣어 보관한다"는 설명은 옳지 않다.
과산화수소( $\mathrm{H_2O_2}$ )는 직사광선을 피하고 서늘한 곳에 보관한다는 설명은 옳다. 과산화마그네슘( $\mathrm{MgO_2}$ )은 습기와 반응해 산소를 발생시키므로 방습 주의해야 한다는 설명도 옳다. 질산나트륨( $\mathrm{NaNO_3}$ )은 조해성·흡습성이 커서 습도 관리가 필요하다는 설명도 옳다.
그러나 과산화칼륨( $\mathrm{K_2O_2}$ )과 같은 알칼리금속의 과산화물은 물과 격렬히 반응해 발열하며 산소를 발생시키므로 물속에 보관해서는 안 되고, 건조한 곳에 밀봉하여 저장해야 한다. 따라서 "물속에 넣어 보관한다"는 설명이 옳지 않다.

제1류 위험물에 해당하는 것은 염소산칼륨($\mathrm{KClO_3}$)이다.
제1류 위험물(산화성 고체)에는 염소산염류(염소산칼륨 등), 과염소산염류, 무기과산화물, 질산염류, 아염소산염류 등이 해당한다. 염소산칼륨은 염소산염류로 제1류 위험물에 해당한다.
수산화칼륨($\mathrm{KOH}$)은 위험물이 아닌 강염기이고, 수소화칼륨($\mathrm{KH}$)은 금속의 수소화물로 제3류 위험물이며, 아이오딘화칼륨($\mathrm{KI}$)은 위험물에 해당하지 않는다.

셀룰로이드의 자연발화는 분해열에 의한 발화이다.
셀룰로이드(celluloid)는 니트로셀룰로오스(질화면)에 장뇌(camphor)를 가소제로 섞어 만든 열가소성 물질이다. 주성분인 니트로셀룰로오스는 셀룰로오스의 -OH 기가 질산에스테르화된 화합물로, 대략적인 화학구조는 $[C_6H_7O_2(ONO_2)_3]_n$으로 나타낸다. 위험물안전관리법령상 셀룰로이드·니트로셀룰로오스는 제5류 위험물(자기반응성 물질) 중 질산에스테르류에 해당한다(시행령 별표1).
이들은 분자 내에 산소를 함유한 불안정한 $-ONO_2$(질산에스테르) 결합을 가지고 있어, 외부 산소 공급이 없어도 스스로 서서히 분해된다. 이 분해 과정에서 발생한 분해열(decomposition heat)이 방열되지 못하고 내부에 축적되면 온도가 발화점까지 상승하여 자연발화에 이른다.
자연발화 원인은 발생열의 종류에 따라 분해열·산화열·흡착열·중합열·미생물 발열로 구분하며, 그 기준으로 나머지 보기를 검토하면 다음과 같다.
잠열에 의한 발화 — 잠열(latent heat)은 물질의 상변화(융해·기화 등)에서 흡수·방출되는 열로, 열의 출입일 뿐 발열 반응이 아니므로 자연발화의 원인 열 분류에 포함되지 않는다.
미생물에 의한 발화 — 미생물 발열에 의한 자연발화는 퇴비·곡물·먼지·건초더미처럼 미생물의 발효·대사열이 축적되는 경우인데, 셀룰로이드의 발화는 미생물 작용과 무관한 순수한 화학적 분해 현상이므로 해당하지 않는다.
흡착열에 의한 발화 — 흡착열에 의한 발화는 활성탄·목탄분말·환원니켈처럼 표면적이 큰 다공성 물질이 기체(주로 산소)를 흡착할 때 내는 흡착열이 원인인데, 셀룰로이드는 다공성 흡착제가 아니라 치밀한 고분자 성형물이므로 흡착열 축적으로 발화하는 물질이 아니다.
따라서 니트로셀룰로오스의 질산에스테르 결합이 스스로 분해되며 내는 열이 원인인 분해열에 의한 발화가 셀룰로이드의 자연발화 형태이다.

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. 따라서 지정수량의 10배 이상인 위험물을 함께 운반할 때 혼재가 허용되는 조합은 제4류와 제2류이다.

혼재기준표상 제3류는 제4류와만 혼재가 가능하므로 옳은 조합이다. 제1류 위험물과 제2류 위험물, 제2류 위험물과 제3류 위험물, 제5류 위험물과 제6류 위험물은 모두 혼재기준표상 함께 운반할 수 없는 조합이다. 따라서 위험물안전관리법령상 지정수량 10배의 위험물을 운반할 때 함께 혼재할 수 있는 것은 제3류 위험물과 제4류 위험물이다.

다이에틸에터( $C_2H_5OC_2H_5$ )는 무색투명하고 특유의 냄새를 가진, 매우 휘발성이 강한 가연성 액체로 제4류 위험물 중 특수인화물에 해당하며 인화점이 매우 낮다(약 -45℃). 청색이 아니라 무색의 액체이므로 청색 액체라는 설명은 옳지 않다. 무미·무취가 아니라 특유의 냄새를 가지므로 무미·무취의 액체라는 설명도 옳지 않다. 인화점이 매우 낮은 가연성(인화성) 액체로서 잘 타는 물질이므로 불에 타지 않는 액체라는 설명도 옳지 않다. 따라서 휘발성이 있는 액체라는 설명이 옳다.