[위험물기능사 필기] 23년 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

오황화인(P2S5)은 공기 중의 습기나 물과 반응하면 가수분해되어 유독성·가연성인 황화수소(H2S)와 인산(H3PO4)을 생성한다.
P2S5 + 8H2O → 5H2S + 2H3PO4
따라서 발생하는 기체는 황화수소이다.

경유(인화점 50~70℃)와 아크릴산은 모두 인화점 21℃ 이상 70℃ 미만인 제2석유류에 해당한다. 피리딘과 휘발유는 제1석유류, 중유는 제3석유류이므로 나머지 조합은 제2석유류로만 짝지어진 것이 아니다.

발화점(착화온도)은 가연성 혼합기의 조성비, 발화가 일어나는 공간의 형태·크기, 가열속도와 가열시간, 압력, 촉매 등에 따라 달라진다. 가열에 사용한 도구의 내구연한은 물질의 발화 조건과 무관하므로 발화점을 변화시키는 요인이 아니다.

이산화탄소(CO2)는 탄소가 완전연소하여 생성된 최종 산화물로, 더 이상 산소와 반응하지 않는 불연성 기체이다. 이 때문에 연소를 지속시키지 않고 공기 중 산소농도를 낮추는 질식소화 효과를 내므로 소화약제로 사용된다.

위험물안전관리에 관한 세부기준상 저장탱크의 공간용적은 원칙적으로 탱크 내용적의 5/100 이상 10/100 이하로 한다. 따라서 최소 공간용적은 $500 \times \dfrac{5}{100} = 25\,\mathrm{L}$ 이다.

질산나트륨(NaNO3)은 제1류 위험물(질산염류)인 강력한 산화제이며, 비중이 약 2.25로 물보다 무겁다. 따라서 환원제이고 물보다 가볍다는 설명은 틀렸다. 조해성이 있고, 약 380℃에서 열분해하여 산소를 방출하며, 가연물과 혼합하면 충격·가열에 의해 발화할 수 있다.

탄화알루미늄은 물과 반응하여 수산화알루미늄과 메탄을 생성한다. 반응식은 Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4 이므로, 1몰이 반응하면 가연성가스인 메탄 3몰이 발생한다.

BCF 소화기의 약제는 할론 1211로, 화학식은 CF2ClBr(브로모클로로디플루오로메탄)이다. 할론 번호는 탄소-불소-염소-브롬 원자 수 순서이므로 1211은 C 1개, F 2개, Cl 1개, Br 1개를 뜻한다.
CF3Br은 할론 1301, CCl4는 할론 104에 해당한다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표 17의 자동화재탐지설비 기준상 경계구역은 건축물의 2 이상의 층에 걸치지 않는 것이 원칙이나, 하나의 경계구역 면적이 500m2 이하이면 2개 층을 하나의 경계구역으로 할 수 있다. 기준 수치는 300m2가 아니라 500m2이므로 이 설명이 틀렸다. 경계구역 면적 600m2 이하(내부 전체를 볼 수 있으면 1000m2 이하), 한 변 길이 50m 이하, 비상전원 설치는 모두 옳은 기준이다.

등유와 경유는 모두 인화점 21℃ 이상 70℃ 미만인 제2석유류이다. 중유는 제3석유류, 글리세린은 제3석유류(수용성), 기계유는 제4석유류이므로 나머지 조합은 해당하지 않는다.

마그네슘은 이산화탄소와 반응하여 산화마그네슘과 탄소를 생성하며 연소를 지속하므로(2Mg + CO2 → 2MgO + C) 이산화탄소 소화약제로는 소화할 수 없다. 화재 시에는 건조사나 탄산수소염류 분말소화약제를 사용한다. 주수 시 수소가 발생하고, 2mm 체를 통과하지 못하는 덩어리 상태는 위험물에서 제외된다는 설명은 옳다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표 19의 혼재기준상 제2류 위험물은 제4류·제5류와 혼재할 수 있어 제2류와 제5류의 조합이 혼재 가능하다. 제2류는 제1류·제3류·제6류와는 혼재할 수 없으며, 지정수량 1/10 이하가 아닌 1/5 수량이므로 혼재기준이 그대로 적용된다.

강화액 소화약제는 물에 탄산칼륨(K2CO3) 등을 용해시켜 소화성능을 강화한 것으로, 강한 알칼리성(pH 약 12)을 나타낸다. 빙점이 약 -30℃ 이하로 낮아져 한랭지나 겨울철에도 사용할 수 있다.

과산화벤조일은 물에 녹지 않고 알코올에는 약간 녹으므로, 알코올에 녹지 않고 물에 잘 녹는다는 설명은 반대로 서술되어 틀렸다. 제5류 유기과산화물(제1종, 지정수량 10kg)로 건조 상태에서 마찰·충격에 의해 폭발할 수 있으며, 프탈산디메틸 등 희석제를 첨가해 폭발 위험성을 낮추어 저장한다.

위험물안전관리법 제10조에 따라 제조소등의 지위승계 신고는 시·도지사에게 하며, 시행령의 권한 위임 규정에 따라 그 권한이 소방서장에게 위임되어 있어 관할에 따라 시·도지사 또는 소방서장에게 신고하는 경우가 있다. 양도뿐 아니라 상속·법인 합병도 승계사유이고, 신고기한은 승계한 날부터 30일 이내이며, 경매 등으로 인수한 경우에도 지위를 승계하되 신고를 한 것으로 간주하지는 않으므로 나머지는 틀렸다.

분진폭발은 밀가루·설탕 같은 가연성 분말이나 아연분 등 금속분이 공기 중에 부유할 때 일어난다. 염화아세틸(CH3COCl)은 상온에서 액체인 물질로 분진 상태로 존재할 수 없으므로 분진폭발의 위험성이 없다.

디에틸에테르는 물에 잘 녹지 않는 비수용성 액체이지만 유지·수지 등을 잘 녹이는 용제로 쓰인다. 이황화탄소는 연소 시 황화수소가 아니라 이산화황(SO2)을 발생시키고, 등유의 인화점은 약 30~60℃로 0℃ 미만이 아니며, 경유의 증기비중은 공기보다 무거우므로 나머지는 틀렸다.

질산메틸(CH3ONO2)은 분자량이 77로 증기비중이 $\dfrac{77}{29} \approx 2.66$이 되어 증기가 공기보다 무겁다. 따라서 증기가 공기보다 가볍다는 설명이 틀렸다.
무색투명한 액체이다.
비중 약 1.2로 물보다 무겁다.
물에는 잘 녹지 않으나 알코올·에테르에 녹는다.

질산에틸(C2H5ONO2)의 인화점은 약 10℃로 상온보다 낮아 겨울철에도 인화 위험이 있으므로, 인화점이 30℃라는 설명이 틀렸다.
물에 녹지 않고 알코올에 녹는 무색 액체이며, 비중 약 1.11로 물보다 무겁고 증기비중도 약 3.1로 공기보다 무겁다.
제5류 질산에스터류이므로 통풍이 잘 되는 찬 곳에 저장한다.

과염소산칼륨(KClO4)은 제1류 산화성 고체로, 목탄·황·인 등 가연물과 혼합하면 마찰·충격에 의해 발화·폭발할 위험이 크다. 석면·유리는 불연성이고 금은 반응성이 거의 없는 귀금속이므로 가연물인 목탄과의 혼합이 가장 위험하다.

과산화벤조일의 발화점은 약 125℃로 보기 중 가장 낮다. 니트로셀룰로오스는 약 180℃, 피크린산과 TNT는 약 300℃로 모두 과산화벤조일보다 높다.

표준상태에서 기체 1mol의 부피는 22.4L이다. 이산화탄소(분자량 44)의 몰수는 $n = \dfrac{1100\,\mathrm{g}}{44\,\mathrm{g/mol}} = 25\,\mathrm{mol}$ 이므로 부피는 $V = 25 \times 22.4 = 560\,\mathrm{L} = 0.56\,\mathrm{m^3}$ 이다.

제6류 위험물은 과염소산, 과산화수소, 질산과 행정안전부령으로 정하는 할로겐간화합물이며, 오불화요오드(IF5)는 할로겐간화합물로 제6류에 해당한다. 인산(H3PO4), 황산(H2SO4), 염산(HCl)은 위험물안전관리법상 위험물이 아니다.

유류는 대부분 물보다 가볍고 물에 녹지 않으므로, 주수하면 기름이 물 위에 떠서 흘러 퍼지며 화재면을 확대시킨다. 이 때문에 유류 화재(B급)에는 주수소화가 부적합하고 포·분말·이산화탄소 등에 의한 질식소화가 적합하다.

위험물안전관리법 시행령 별표 1에서 특수인화물은 이황화탄소, 디에틸에테르 그 밖에 1기압에서 발화점이 100℃ 이하인 것 또는 인화점이 영하 20℃ 이하이고 비점이 40℃ 이하인 것으로 정의된다. 따라서 빈칸에 들어갈 수치는 차례대로 100, 20이다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표 17에 따라 대형 수동식소화기는 방호대상물의 각 부분으로부터 하나의 소화기까지의 보행거리가 30m 이하가 되도록 설치한다. 소형 수동식소화기의 보행거리 기준이 20m 이하인 것과 구별해야 한다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표 6에 따라 옥외저장탱크(압력탱크 외)에 설치하는 밸브 없는 통기관은 직경 30mm 이상으로 하고, 끝부분은 수평면보다 45도 이상 구부려 빗물의 침투를 막는 구조로 하며 인화방지장치를 설치한다.

나프탈렌(C10H8)은 벤젠 고리 2개가 변을 공유하며 나란히 접합된 축합 방향족 탄화수소이다. 따라서 육각형 고리 두 개가 붙어 있는 구조식이 나프탈렌이며, 특유의 냄새가 나는 백색 승화성 고체로 방충제로 쓰인다.

위험물안전관리법 제28조에 따라 안전관리자·탱크시험자·위험물운반자·위험물운송자 등의 안전교육은 시·도지사가 아니라 소방청장이 실시하므로, 시·도지사가 안전교육을 실시한다는 설명이 틀렸다.
이동탱크저장소로 위험물을 운송하는 자는 국가기술자격자 또는 안전교육을 받은 자여야 하고, 운송책임자의 범위·감독 방법과 운송 시 준수기준은 행정안전부령(총리령에서 이관)으로 정한다.

적린은 제2류, 황린은 제3류 위험물인데, 시행규칙 별표 19의 혼재기준상 제2류와 제3류는 혼재할 수 없다. 질산염류(제1류)와 질산(제6류), 칼륨(제3류)과 특수인화물(제4류), 유기과산화물(제5류)과 황(제2류)은 각각 1류-6류, 3류-4류, 2류-5류 조합으로 모두 혼재 가능하다.

제2류 위험물 중 철분·금속분·마그네슘은 물과 반응하여 수소를 발생시키므로 주수에 의한 냉각소화가 금지되며, 건조사나 탄산수소염류 분말로 소화해야 한다. 따라서 모두 냉각소화가 가능하다는 설명이 틀렸다. 제2류는 가연성 고체로 대부분 무기화합물이며 강력한 환원제라는 설명은 옳다.

에틸렌글리콜은 제4류 위험물(제3석유류)로, 혼재기준상 제4류는 제2류·제3류·제5류와 혼재할 수 있으나 제1류·제6류와는 혼재할 수 없다. 과망간산나트륨은 제1류 위험물이므로 혼재 불가하다. 황·알루미늄분은 제2류, 트리니트로톨루엔은 제5류이므로 혼재 가능하다.

위험물안전관리에 관한 세부기준 제131조에 따라 폐쇄형 스프링클러헤드를 사용하는 스프링클러설비의 제어밸브는 바닥면으로부터 0.8m 이상 1.5m 이하의 높이에 설치하여야 한다.
이 높이 기준(0.8~1.5m)은 옥내소화전 개폐밸브·수동식 개방밸브 등 조작 밸브류에 공통적으로 적용되는 기준이므로 함께 기억해 두면 좋다.

자연발화는 발생한 열이 내부에 축적되어야 일어나므로 열전도율이 작아야 유리하다. 열전도율이 크면 열이 외부로 빠르게 방출되어 축적되지 않으므로 자연발화의 조건이 아니다. 표면적이 넓을 것, 발열량이 클 것, 주위 온도가 높을 것은 모두 자연발화를 촉진하는 조건이다.

탄화칼슘은 물과 반응하여 수산화칼슘과 아세틸렌을 생성한다. 반응식은 CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2 이며, 발생하는 아세틸렌은 연소범위(약 2.5~81%)가 매우 넓은 가연성 가스이다.

제3류 위험물 중 금수성물질은 물과 반응하여 가연성 가스를 발생시키므로 물을 포함한 소화약제를 사용할 수 없다. 시행규칙 별표 17의 소화설비 적응성 기준상 금수성물질에는 탄산수소염류 등 분말소화설비, 건조사, 팽창질석·팽창진주암이 적응성이 있으며, 포·이산화탄소·할로겐화합물 소화설비는 적응성이 없다.

디에틸에테르는 인화점 약 -45℃, 비점 34.5℃로 시행령 별표 1의 특수인화물(인화점 -20℃ 이하이고 비점 40℃ 이하)에 해당한다. 경유와 등유는 제2석유류, 테레핀유도 제2석유류이므로 특수인화물이 아니다.

제6류 위험물은 산화성 액체로 자신은 불연성이지만 분자 내에 산소를 함유하여 다른 물질을 산화시키는 강산화제이다. 비중은 모두 1보다 커서 물보다 무겁고, 과산화수소·질산 등은 가열이나 빛에 의해 분해되므로 나머지 설명은 틀렸다.

과산화수소는 농도가 높을수록 불안정하여 분해·폭발 위험이 커지므로, 농도가 높을수록 안정하다는 설명이 틀렸다. 열·햇빛·알칼리에 의해 분해가 촉진되어 산소를 방출하므로 인산·요산 등의 분해방지 안정제를 가하여 저장하며, 산화제로 사용된다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표 17에 따라 물분무소화설비의 방사구역은 150m2 이상으로 하되, 방호대상물의 표면적이 150m2 미만인 경우에는 그 표면적으로 한다. 표면적이 300m2이므로 방사구역은 150m2 이상이면 된다.

제1류 위험물은 산화성 고체로 자신은 불연성이지만 산소를 많이 함유한 강산화제이므로 가연물과의 접촉·혼합을 피해야 한다. 제2류는 가연성 고체이고, 자기연소성이 있는 것은 제3류가 아니라 제5류이며, 제4류는 인화성 액체로 주수소화가 부적합하므로 나머지는 틀렸다.

질산은 소량 화재 시 다량의 물로 희석하여 소화할 수 있다. 과산화수소도 화재 시 다량의 주수소화가 가능하고, 과염소산은 철제 용기를 부식시키므로 유리 등 내산성 용기에 저장하며, 제6류 화재에 건조사만 사용해야 하는 것은 아니므로 나머지는 틀렸다.

끓는점은 벤젠 80℃, 메탄올 64.7℃, 디에틸에테르 34.5℃, 아세트알데히드 21℃이므로 벤젠이 가장 높다. 아세트알데히드는 비점이 상온과 비슷할 정도로 낮아 특수인화물로 분류된다.

화학포 소화약제는 탄산수소나트륨(NaHCO3)과 황산알루미늄(Al2(SO4)3)의 화학반응으로 이산화탄소 거품을 발생시키는 약제이지, 물에 탄산칼슘을 보강한 것이 아니므로 이 설명이 틀렸다. 물은 기화잠열(539kcal/kg)이 커서 냉각효과가 좋고, 산·알칼리 소화약제는 황산과 탄산수소나트륨을 사용하며, 탄산가스는 비전도성이라 전기화재에 효과적이다.

금속칼륨은 물과 격렬히 반응하여 수소를 발생시키고 알코올과도 반응하여 칼륨에틸레이트를 생성하므로, 공기·수분과의 접촉을 차단하기 위해 등유·경유 등 석유류 속에 저장한다. 아세트산과도 반응하므로 보호액으로 부적합하다.

인화점은 디에틸에테르 -45℃, 산화프로필렌 -37℃, 이황화탄소 -30℃, 벤젠 -11℃로 디에틸에테르가 가장 낮다. 디에틸에테르는 제4류 위험물 중에서도 인화점이 가장 낮은 대표적인 특수인화물이다.

위험물안전관리법 시행령 별표 1의 비고에 따라 질산은 비중이 1.49 이상인 것에 한하여 제6류 위험물로 본다. 질산은 휘발성·발연성이 있는 액체이고, 염소산칼륨 등 산화제와 혼합하면 위험성이 커지며, 불연성이지만 강한 산화력을 갖는 물질이므로 나머지 설명은 틀렸다.

염소산나트륨(NaClO3)은 조해성이 강하여 습기를 흡수하므로 밀전하여 저장해야 한다.
염소산칼륨은 산화제이다
염소산칼륨은 알코올에는 잘 녹지 않는다
염소산암모늄도 제1류 위험물(염소산염류)에 해당한다

시행규칙 별표17의 소화설비 적응성 기준상 전기설비 화재에는 물분무·이산화탄소·할로겐화합물·분말소화설비가 적응성이 있다. 포소화설비는 다량의 물을 포함한 포가 전기전도성을 가져 감전 위험이 있으므로 전기설비에 적응성이 없다.

제1류 위험물은 대부분 비중이 1보다 큰 무기화합물이며 물에 녹는 수용성인 것이 많으므로, 비중이 1보다 작고 지용성이 많다는 설명은 틀렸다. 상온에서 고체(산화성 고체)이고, 자신은 불연성인 강산화제이며, 분해 시 산소를 방출하여 다른 가연물의 연소를 돕는다는 것은 모두 공통성질이다.

고무상황은 황을 약 350℃로 가열하여 용융시킨 것을 찬물에 부어 급랭시킬 때 생성되는 무정형 동소체로, 황의 동소체 중 유일하게 이황화탄소에 녹지 않는다. 사방황과 단사황은 결정형 동소체로 이황화탄소에 잘 녹는다.

질산은 강한 산성을 나타내며, 약 68% 수용액일 때 물과 공비혼합물을 이루어 끓는점(약 120.5℃)이 가장 높다. 금·백금은 질산에 녹지 않아 왕수가 필요하고, 가열·햇빛에 의해 분해되어 발생하는 기체는 수소가 아니라 이산화질소(NO2)이며, 황·인·탄소와는 가열 시 반응하여 산화시키므로 나머지는 틀렸다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표 4에 따라 제조소 건축물의 출입구 중 연소의 우려가 있는 외벽에 설치하는 출입구에는 수시로 열 수 있는 자동폐쇄식의 60분+방화문(종전 갑종방화문)을 설치해야 하므로, 을종방화문(30분 방화문)을 설치한다는 ③이 틀렸다. 지하층이 없도록 하고, 연소의 우려가 있는 외벽은 개구부가 없는 내화구조로 하며, 지붕은 폭발력이 위로 방출될 정도의 가벼운 불연재료로 덮는다는 것은 옳은 기준이다.

메틸알코올(메탄올)은 연소 시 연한 불꽃을 내며 연기가 거의 나지 않아 밝은 곳에서는 연소 상태를 알아보기 어렵다. 독성이 매우 강해 소량(약 30~100mL)만 먹어도 시신경이 손상되어 실명하거나 사망에 이를 수 있다. 에틸알코올은 술의 성분으로 이러한 강한 독성이 없다는 점과 구별된다.

피뢰설비는 지정수량의 10배 이상의 위험물을 취급하는 제조소에 설치하며, 제6류 위험물 취급 제조소는 제외된다.
지정수량 5배의 제4류 위험물을 취급하는 제조소는 10배 미만이라 설치 대상이 아니다.
지정수량 8배의 제1류 위험물을 취급하는 제조소도 10배 미만이라 설치 대상이 아니다.
지정수량 20배의 제6류 위험물을 취급하는 제조소는 배수는 넘지만 제6류 위험물이라 제외된다.
따라서 지정수량 15배의 제2류 위험물을 취급하는 제조소가 설치 대상이다.
[근거] 위험물안전관리법 시행규칙 별표4 Ⅷ(기타설비 - 피뢰설비)

비전도성 액체는 관 내 유동 시 유속이 빠를수록 정전기 발생이 많아지므로 유속을 느리게 한다. 법령상 정전기 제거 방법은 접지, 공기 중 상대습도 70% '이상' 유지, 공기 이온화이며, 절연·습도 저하·기포 혼입은 오히려 대전을 촉진한다.
근거: 위험물안전관리법 시행규칙 별표4 Ⅷ(정전기 제거설비) 및 정전기 이론(유동대전)

프로판의 완전연소 반응식은 C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O이며(반응 전후 C 3개·H 8개·O 10개로 균형이 맞다), 이론산소량은 5mol이다. 공기 중 산소가 21vol%이므로
이론공기량 = 5 ÷ 0.21 ≒ 23.8mol
이 된다. 역산하면 23.8mol × 0.21 = 5.0mol O2로 반응식의 산소 계수와 일치한다.
10.5mol은 0.21 대신 21÷2 등으로 임의 계산한 값이고, 5.0mol은 이론산소량만 답한 값이다.

위험도 H = (연소상한 U − 연소하한 L) ÷ L = (48 − 1.9) ÷ 1.9 = 46.1 ÷ 1.9 ≒ 24.3.
[역산 검산] 1.9 × 24.26 ≒ 46.1 = 48 − 1.9 로 일치.
③(25.3)은 U÷L로 계산한 실수, ④(46.1)는 범위 폭만 구한 실수, ①(0.96)은 (U−L)÷U로 계산한 실수.
[근거] 연소이론(위험도 H=(U−L)/L, 연소범위가 넓고 하한이 낮을수록 위험)

혼합가스의 폭발하한계는 르샤틀리에 공식으로 구한다.
$L=\dfrac{100}{\dfrac{50}{5.0}+\dfrac{30}{3.0}+\dfrac{20}{2.1}}$ = 100 ÷ (10 + 10 + 9.52) = 100 ÷ 29.52 ≒ 3.4vol%
역산 검산: 3.39 × 29.52 ≒ 100.1 ≒ 100으로 일치한다. 보기 중 3.8vol%는 부피분율 가중평균(50×5+30×3+20×2.1)/100으로 계산한 전형적인 실수이다. 근거: 르샤틀리에(Le Chatelier) 혼합가스 폭발한계 공식.

아세톤(C₃H₆O)의 증기비중은 2.0이다.
분자량 = 12×3 + 1×6 + 16 = 58
증기비중 = 분자량 ÷ 공기 평균 분자량 = 58 ÷ 29 = 2.0
검산: 2.0 × 29 = 58 (C₃H₆O 분자량과 일치)
공기보다 2배 무거워 낮은 곳에 체류하므로 위험하다.