[위험물산업기사 필기] 26년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

이 반응은 묽질산과 구리의 반응 $3\mathrm{Cu} + 8\mathrm{HNO_3} \rightarrow 3\mathrm{Cu(NO_3)_2} + 2\mathrm{NO} + 4\mathrm{H_2O}$이다. Cu는 산화수가 0에서 +2로 증가하여 산화되고, N은 HNO3에서 +5였다가 NO에서 +2로 감소하여 환원된다. O와 H의 산화수는 반응 전후 변하지 않는다.

산화수가 가장 큰 것은 과망간산이온의 Mn(+7)이다.
각 이온에서 밑줄 친 원소의 산화수를 구하면
$\mathrm{NH_4^{+}}$의 N은 -3,
$\mathrm{NO_3^{-}}$의 N은 +5,
$\mathrm{MnO_4^{-}}$의 Mn은 +7,
$\mathrm{Cr_2O_7^{2-}}$의 Cr은 +6이다.

그림은 고체·액체·기체 사이의 상태 변화를 나타낸 삼각형 도식으로, (a)는 고체에서 액체로 가는 방향이므로 융해이고 (b)는 고체에서 기체로 직접 가는 방향이므로 승화이다. 액체와 기체 사이는 기화·액화로 별도 표시되어 있어 (a),(b)와는 무관하다. 따라서 (a) 융해, (b) 승화가 옳다.

NH3와 H+의 결합이 배위결합이다.
염화암모늄은 NH3의 질소 원자가 비공유 전자쌍을 $\mathrm{H^{+}}$에게 일방적으로 제공하여 $\mathrm{NH_4^{+}}$를 만드는 배위결합을 포함한다.
나머지 세 개의 N-H 결합은 일반적인 공유결합이며, $\mathrm{NH_4^{+}}$와 $\mathrm{Cl^{-}}$ 사이는 이온결합이다.

96wt% 황산 A는 55.6kg, 60wt% 황산 B는 44.4kg을 섞어야 한다.
96wt% 황산 A를 x kg, 60wt% 황산 B를 y kg 섞는다고 하면
$x+y=100$
$0.96x+0.60y=80$
두 식을 연립하면
$0.36x=20$
이므로 $x=55.6\ \mathrm{kg}$, $y=44.4\ \mathrm{kg}$이다.

반응식 $\mathrm{N_2(g)} + \mathrm{O_2(g)} \rightarrow 2\mathrm{NO(g)} - 43.2\ \mathrm{kcal}$는 정반응이 열을 흡수하는 흡열 반응이다. 흡열 반응은 온도를 높일수록 평형이 오른쪽(생성물 쪽)으로 이동한다. 반응 전후 기체의 몰수가 좌변 2몰, 우변 2몰로 같으므로 압력 변화는 평형 이동에 영향을 주지 않는다.

아세틸렌($\mathrm{C_2H_2}$)은 탄소 사이에 삼중결합을 가지므로 이중결합을 가진다는 설명은 옳지 않다. 아세틸렌은 용접용 가스로 쓰이고 합성화학 원료로 이용되며, 염화수소와 첨가반응하여 염화비닐을 생성한다. 따라서 성질과 관계없는 것은 이중결합을 가지고 있다는 진술이다.

에틸렌을 $\mathrm{PdCl_2}$ 촉매 하에 산화시키면 아세트알데히드($\mathrm{CH_3CHO}$)가 주로 생성된다.
이 공정(바커법)은 $\mathrm{CuCl_2}$를 조촉매로 사용해 Pd를 재산화시키며 공업적으로 아세트알데히드를 대량 생산하는 방법이다.

$\mathrm{CO_2}$는 연소하지 않으므로 붉은색 불꽃을 내며 연소한다는 설명이 옳지 않다.
$\mathrm{CO_2}$는 이미 완전히 산화된 불연성 기체로 연소하지 않는다.
$\mathrm{CO}$는 산소가 부족한 상태에서 생성되는 가연성 기체로 파란색 불꽃을 내며 연소하고 독성이 있으며, 분자량이 공기(약 29)보다 작아 가볍다. $\mathrm{CO_2}$는 분자량 44로 공기보다 무겁다.

이상기체상수 $R=0.082$의 단위는 $\mathrm{atm{\cdot}L/(mol{\cdot}K)}$이다.
이상기체상태방정식
$PV=nRT$
에서 압력을 atm, 부피를 L, 몰수를 mol, 온도를 K로 사용하면 기체상수 R의 단위는 압력과 부피의 곱을 몰수와 온도의 곱으로 나눈 형태에서 유도된다.

산성염으로만 나열된 것은 $\mathrm{NaHSO_4}$, $\mathrm{Ca(HCO_3)_2}$이다.
이 둘은 분자 안에 아직 치환되지 않은 수소(H)가 남아 있는 산성염이다.
$\mathrm{Ca(OH)Cl}$, $\mathrm{Cu(OH)Cl}$은 수산기(OH)가 남아 있는 염기성염이고, $\mathrm{NaCl}$, $\mathrm{CaCl_2}$는 H나 OH가 남지 않은 정염이다.

아세틸렌($\mathrm{C_2H_2}$)은 삼중결합을 가지고 있어 염소, 브로민, 아이오딘 같은 할로겐 분자와 첨가반응을 일으켜 할로젠화물을 만든다. 그러나 금속인 수은은 할로겐과 달리 아세틸렌과 첨가반응을 일으키지 않는다. 따라서 첨가반응이 일어나지 않는 것은 수은이다.

$\mathrm{NaCl}$의 결정계는 입방정계(cubic)이다.
$\mathrm{NaCl}$ 결정은 $\mathrm{Na^{+}}$와 $\mathrm{Cl^{-}}$이 규칙적으로 배열된 암염형(면심입방) 구조이며, 세 축의 길이가 모두 같고 모든 각이 90도를 이루므로 결정계는 입방정계에 해당한다.

${}^{238}_{92}\mathrm{U} \rightarrow {}^{234}_{90}\mathrm{Th} + {}^{4}_{2}\mathrm{He}$에서 질량수는 4 감소하고 원자번호는 2 감소했는데, 이는 헬륨 원자핵(${}^{4}_{2}\mathrm{He}$) 즉 알파 입자를 방출한 것과 일치한다. 질량수가 변하지 않는 베타 붕괴나 원자번호·질량수가 변하지 않는 감마 붕괴와는 다르다. 따라서 이 붕괴는 알파(α) 붕괴이다.

이 물질의 실험식은 $\mathrm{SO_2}$이다.
몰비로 환산하면
$50/32 \approx 1.5625\ \mathrm{mol}$ (황)
$50/16=3.125\ \mathrm{mol}$ (산소)
이 값을 가장 작은 값으로 나누면 S:O = 1:2가 되어 실험식은 $\mathrm{SO_2}$이다.

온도, 농도, 압력은 정반응과 역반응의 상대적인 속도를 다르게 변화시켜 평형의 위치를 이동시키지만, 촉매는 정반응과 역반응의 활성화에너지를 똑같이 낮추어 평형에 도달하는 속도만 빠르게 할 뿐 평형의 위치 자체는 바꾸지 않는다. 따라서 평형 이동 조건에 해당되지 않는 것은 촉매이다.

산성 산화물에 해당하는 것은 $\mathrm{CO_2}$이다.
비금속 산화물인 $\mathrm{CO_2}$는 물에 녹아 탄산($\mathrm{H_2CO_3}$)이 되는 산성 산화물이다.
$\mathrm{CaO}$, $\mathrm{Na_2O}$, $\mathrm{MgO}$는 모두 금속 산화물로 물과 반응해 염기성을 띠는 염기성 산화물이다.

반응식 $\mathrm{CO} + 2\mathrm{H_2} \rightarrow \mathrm{CH_3OH}$에서 평형상수는 생성물의 농도를 반응물의 농도로 나누되 각 물질의 계수를 지수로 사용하므로 $K=\dfrac{[\mathrm{CH_3OH}]}{[\mathrm{CO}][\mathrm{H_2}]^2}$이다. H2의 계수가 2이므로 반드시 제곱으로 표시해야 한다.

주사슬을 이중결합 쪽부터 번호를 매기면 $\mathrm{CH_2}{=}\mathrm{CH}{-}\mathrm{CH(CH_3)}{-}\mathrm{CH_3}$는 탄소 4개짜리 부텐 사슬의 3번 탄소에 메틸기가 붙은 구조가 된다. 이중결합에 가장 낮은 번호를 주어야 하므로 이중결합은 1번 위치, 메틸기는 3번 위치가 되어 이름은 3-메틸-1-부텐이다.

디에틸에테르($\mathrm{C_2H_5OC_2H_5}$)는 산소 하나가 두 탄화수소기를 연결한 에테르기(-O-)를 가지는 화합물이며, 에스테르기(-COO-)를 가지는 것이 아니다. 아세트알데히드-알데히드기, 아세트산-카르복실기, 아세톤-카르보닐기의 연결은 모두 옳다. 따라서 옳지 않은 것은 디에틸에테르와 에스테르기의 연결이다.

위험물제조소와의 안전거리는 학교·병원 등 다수인 수용시설이 30m 이상, 고압가스 등 취급시설이 20m 이상이면 되지만, 국가유산기본법에 따른 지정문화유산은 그 보존 가치를 고려해 50m 이상의 안전거리를 두어야 한다. 따라서 안전거리 기준이 50m 이상인 것은 지정문화유산이다.

가연성 물질이 아닌 것은 $\mathrm{KClO_4}$이다.
$\mathrm{KClO_4}$(과염소산칼륨)는 제1류 위험물인 산화성고체로 그 자체는 타지 않고 다른 물질의 연소를 돕는 산화제이다.
$\mathrm{C_2H_5OC_2H_5}$(디에틸에테르), $\mathrm{C_2H_4(OH)_2}$(에틸렌글리콜), $\mathrm{P_4}$(황린)는 모두 가연성 물질이다.

분말소화약제는 종류별로 표시 색상이 정해져 있어 제1종(탄산수소나트륨)은 백색, 제2종(탄산수소칼륨)은 보라색, 제3종(제1인산암모늄)은 담홍색, 제4종은 회색이다. 따라서 제3종 분말약제의 색상은 담홍색이다.

옥내소화전설비의 수원 수량은 설치개수가 가장 많은 층의 소화전 개수(최대 5개로 제한)에 $7.8\ \mathrm{m^3}$을 곱하여 구한다. 이 건축물은 1층 6개, 2층 5개, 3층 4개로 가장 많은 층이 6개이지만 기준 개수는 5개를 초과할 수 없어 N=5를 적용한다. 따라서 수원의 양은 $5 \times 7.8 = 39.0\ \mathrm{m^3}$ 이상이어야 한다.

위험물별 지정수량은 과요오드산 300kg, 과요오드산염류 300kg(제1류 위험물 중 행정안전부령으로 정하는 품명), 과염소산 300kg(제6류 산화성액체), 과염소산염류 50kg(제1류 위험물)이다. 이를 모두 더하면 $300+300+300+50=950\ \mathrm{kg}$이 된다.

위험물제조소등의 스프링클러설비 기준에 따르면 개방형스프링클러헤드는 반사판으로부터 하방으로 0.45m, 수평방향으로 0.3m의 공간을 보유하도록 설치해야 한다. 이는 살수 장애 없이 방호대상물 전체에 소화수가 고르게 도달하도록 하기 위함이다.

옥내소화전설비의 수원 수량은 설치개수가 가장 많은 층의 소화전 개수(최대 5개 한도)에 $7.8\ \mathrm{m^3}$을 곱해 구한다. 이 제조소는 가장 많이 설치된 층의 소화전 개수가 2개이므로 수원의 양은 $2 \times 7.8 = 15.6\ \mathrm{m^3}$ 이상이어야 한다.

소화약제 종류에 해당하지 않는 것은 $\mathrm{NH_4BrO_3}$이다.
$\mathrm{CF_2BrCl}$(할론1211), $\mathrm{NaHCO_3}$(제1종 분말), $\mathrm{CF_3Br}$(할론1301)은 모두 실제 사용되는 소화약제이다.
$\mathrm{NH_4BrO_3}$(브롬산암모늄)는 제1류 위험물인 산화성고체로 소화약제가 아니다.

제3종 분말소화약제의 주성분인 제1인산암모늄($\mathrm{NH_4H_2PO_4}$)은 열분해 시 메타인산($\mathrm{HPO_3}$)을 생성하여 가연물 표면에 부착막을 만들고 산소 접촉을 차단하는 방진효과를 낸다. 이 방진막 덕분에 일반화재(A급)에도 적응성이 있어 유류·전기화재(B·C급)까지 포함한 ABC급 화재에 모두 대응할 수 있다. 따라서 이 소화약제는 제3종이다.

소화기의 외부 표시사항에는 적응화재 표시, 능력단위, 사용방법, 취급상 주의사항, 제조연월 등이 포함되지만 유효기간이라는 항목은 별도로 표시하도록 정해져 있지 않다. 따라서 외부표시 사항으로 가장 거리가 먼 것은 유효기간이다.

표준상태(0℃, 1기압)에서 기체 1mol의 부피는 22.4L이고 이산화탄소(CO2)의 분자량은 44이다. 2kg(2000g)을 몰수로 환산하면 $\dfrac{2000}{44}\approx45.45\ \mathrm{mol}$이며, 여기에 22.4L/mol을 곱하면 $45.45\times22.4\approx1018\ \mathrm{L}=1.018\ \mathrm{m^3}$가 된다.

이 문항은 출제 당시 법령을 기준으로 한 문항입니다. 이후 관련 규정이 개정되어 현행 기준과 다를 수 있으니, 시험을 준비하실 때는 최신 법령을 함께 확인하시기 바랍니다.
옥외소화전설비의 수원 수량은 옥외소화전 설치개수(설치개수가 4개 이상이면 4개로 계산)에 13.5m3를 곱한 값 이상이어야 한다. 옥외소화전이 3개 설치되었으므로 $3\times13.5=40.5\ \mathrm{m^3}$ 이상의 수원이 필요하다.

할론 소화약제의 번호는 순서대로 탄소·불소·염소·브로민의 원자 수를 나타내므로 Halon 1301은 탄소 1개, 불소 3개, 브로민 1개로 이루어진 CF3Br이다. 이는 기화가 쉬워 소화 후 잔류물을 거의 남기지 않는 할로겐화합물 소화약제이다.

헬륨은 최외각 전자껍질이 이미 채워진 비활성기체로 다른 원소와 결합하려는 성질이 거의 없어 산소와 화합하지 않는다. 반면 황은 이산화황, 인은 오산화인, 질소는 고온에서 질소산화물을 생성하며 산소와 반응한다.

다이에틸에터와 같은 인화성 액체는 스스로 증발한 가연성 증기가 타는 증발연소 형태를 갖는다. 표면연소는 목재의 숯(고체)이나 코크스, 금속분처럼 열분해나 증발 과정 없이 고체 표면에서 산소와 직접 반응하는 연소이므로, 에터의 연소형태를 표면연소라고 한 설명은 옳지 않다.

자체소방대 설치 대상은 제4류 위험물을 지정수량의 3천배 이상 취급하는 제조소·일반취급소, 그리고 제4류 위험물을 지정수량의 50만배 이상 저장하는 옥외탱크저장소이다. 옥내저장소는 이 대상 사업소에 포함되지 않으므로 지정수량 3천배 이상을 저장한다는 사실만으로는 자체소방대 설치의무가 생기지 않는다.

예방규정을 정하여야 하는 제조소등의 기준은 제조소·일반취급소는 지정수량 10배 이상, 옥외저장소는 100배 이상, 옥내저장소는 150배 이상, 옥외탱크저장소는 200배 이상이며 암반탱크저장소와 이송취급소는 수량과 관계없이 전부 대상이 된다. 따라서 옥외탱크저장소는 지정수량 200배 이상을 저장할 때 예방규정 대상이 된다.

제조소등의 관계인은 원칙적으로 해당 제조소등에 대하여 연 1회 이상 정기점검을 실시하여야 하며, 이동탱크저장소도 이 일반 기준에 따라 연 1회 이상 점검하면 된다. 지하탱크저장소처럼 별도의 누설검사 주기가 정해진 시설과는 구분된다.

제4류 위험물은 대부분 물보다 가볍고 물에 녹지 않아 물로 씻어내면 오히려 확산되어 화재 면적이 넓어지거나 하수구를 통해 폭발·오염 사고로 번질 위험이 있다. 따라서 점화원을 제거하고 누출 부위를 차단한 뒤 마른 모래나 흡착재로 흡수·회수하는 것이 옳은 조치이며, 물로 씻어 하수구로 방류하는 것은 옳지 않다.

제조소 및 일반취급소에 자동화재탐지설비를 설치하여야 하는 기준 중 하나는 연면적 500m2 이상인 경우이며, 고인화점위험물만을 취급하는 경우에는 이 기준에서 제외된다. 이 밖에도 옥내에서 지정수량 100배 이상을 취급하는 경우 등 별도 기준이 함께 적용된다.

제2류 위험물 중 황화인·적린·유황(황)의 지정수량은 각각 100kg이지만, 마그네슘은 철분·금속분과 같은 등급으로 지정수량이 500kg이다. 따라서 마그네슘만 나머지 셋과 지정수량이 다르다.

금속칼륨은 물과 격렬히 반응하여 수산화칼륨과 수소를 발생시키며, 반응열이 커서 함께 나온 수소가 발화·폭발할 위험이 있다. 반응식은 2K + 2H2O → 2KOH + H2로 나타낼 수 있다.

유별을 달리하는 위험물을 함께 운반할 때 적용되는 혼재기준에 따르면 제4류 위험물은 제2류, 제3류, 제5류 위험물과 서로 혼재하여 운반할 수 있다. 반면 제1류와 제2류, 제2류와 제6류, 제3류와 제5류의 조합은 혼재가 금지된다.

메틸알코올과 에틸알코올은 모두 무색투명하고 휘발성이 강하며 물에 잘 녹고 비중이 1보다 작아 물보다 가볍다는 공통점이 있다. 다만 메틸알코올은 소량으로도 시신경 마비 등 심각한 중독을 일으키는 유독성 물질이므로, 인체에 유독성이 없다는 설명은 두 물질의 공통 성질이 될 수 없다.

지정수량 이상의 위험물을 차량으로 운반할 때에는 차량의 전후 보기 쉬운 위치에 흑색바탕에 황색의 반사도료로 「위험물」이라고 표시한 표지를 설치하여야 한다. 반사도료를 쓰는 것은 야간이나 원거리에서도 위험물 운반차량임을 쉽게 식별할 수 있도록 하기 위함이다.

금속칼륨은 공기 중 수분과 쉽게 반응하고 산화되므로 등유·경유와 같은 보호액 속에 넣어 공기·수분과의 접촉을 차단하여 저장한다. 과망가니즈산나트륨·질산나트륨·다이크로뮴산칼륨 같은 제1류 산화성고체에 가연물(목탄, 황 등)이나 환원성 물질을 첨가하면 오히려 혼촉발화 위험이 커진다.

이동탱크저장소에는 차량 전면과 후면의 보기 쉬운 곳에 위험물 표지를 설치하여야 한다. 표지는 한 변이 0.6m 이상, 다른 한 변이 0.3m 이상인 직사각형 판으로 하고, 흑색 바탕에 황색 반사도료 등 반사성이 있는 재료로 「위험물」이라고 표시한다. 따라서 괄호에는 차례대로 흑색과 황색이 들어간다.

위험물안전관리법 제2조는 위험물을 「인화성 또는 발화성 등의 성질을 가지는 것으로서 대통령령이 정하는 물품」으로 정의하고 있다. 즉 위험물의 구체적인 품명과 지정수량은 법률이 아니라 대통령령인 시행령의 별표에서 정하고 있으므로 빈칸에 들어갈 용어는 대통령령이다.

아세톤은 물, 에터, 알코올에 잘 녹는 무색투명한 자극성 액체로 화재 시 대량의 물로 희석하여 소화할 수 있는 수용성 위험물이다. 다만 증기비중은 분자량 58을 공기의 평균분자량 29로 나눈 값인 약 2.0으로 공기보다 무거워 낮은 곳에 체류하기 쉬우므로, 증기가 공기보다 가볍다는 설명은 틀렸다.

아이오딘값은 유지 100g에 부가되는 아이오딘의 g수로 불포화도가 클수록 값이 크며 130 이상이면 건성유로 분류된다. 아마인유는 아이오딘값이 190 안팎으로 보기 중 가장 높은 건성유이며, 야자유·피마자유·올리브유는 그보다 아이오딘값이 훨씬 낮은 불건성유 또는 반건성유에 속한다.

질산은 열이나 햇빛에 의해 분해되면서 적갈색의 유독한 이산화질소 가스를 방출한다. 이 때문에 질산은 갈색병에 넣어 냉암소에 보관하며, 분해가 진행될수록 병 주위에서 적갈색 기체가 관찰된다.

제4류 제2석유류는 1기압에서 인화점이 21℃ 이상 70℃ 미만인 것을 말한다. 보기의 벤젠(약 -11℃), 사이클로헥산(약 -20℃), 에틸벤젠(약 15℃)은 모두 인화점이 21℃ 미만이어서 제1석유류에 해당한다. 반면 벤젠고리에 알데하이드기가 결합한 벤즈알데히드 $\mathrm{C_6H_5CHO}$ 는 인화점이 약 64℃여서 제2석유류(비수용성, 지정수량 1000L)로 분류된다.

건성유는 아이오딘값이 130 이상으로 공기 중에서 쉽게 굳는 성질을 가지며 동유·아마인유·들기름이 이에 속한다. 야자유는 아이오딘값이 10 안팎인 불건성유로 건성유에 해당하지 않는다.

(CH3)2CHCH2OH(이소부틸알코올)은 탄소수가 4개인 1가 알코올인데, 위험물안전관리법령상 「알코올류」는 탄소수 1개부터 3개까지인 포화1가알코올만을 말하므로 이소부틸알코올은 알코올류가 아닌 제2석유류로 분류된다. 반면 CH2OHCHOHCH2OH(글리세린), CH2OHCH2OH(에틸렌글리콜), C6H5NO2(나이트로벤젠)는 모두 제3석유류에 해당하여 품명이 같다.

클로로벤젠은 제2석유류 비수용성이므로 지정수량 1000L, 동식물유류는 10000L, 제4석유류는 6000L이다. 지정수량 배수는 저장량을 각 지정수량으로 나누어 더하므로 $\dfrac{1000}{1000}+\dfrac{5000}{10000}+\dfrac{12000}{6000}=1+0.5+2=3.5$ 이다. 따라서 지정수량 배수의 총합은 3.5배이다.

위험물안전관리법령상 특수인화물은 1기압에서 발화점이 100℃ 이하인 것, 또는 인화점이 영하 20℃ 이하이면서 비점이 40℃ 이하인 것을 말한다. 이황화탄소(발화점 100℃)와 다이에틸에터(인화점 -45℃, 비점 34.6℃)가 대표적인 특수인화물이다.

옥외저장소에서 덩어리 상태의 황만을 저장하는 경우에는 별도의 용기에 수납하지 않고 지반면에 설치한 경계표시의 안쪽에 저장할 수 있는 특례가 인정된다. 흘러내리거나 비산할 위험이 낮은 덩어리 형태라는 특성 때문에 다른 액체·고화된 위험물과 달리 이러한 저장 방식이 허용된다.

제6류 위험물 중 질산은 비중 1.49 이상인 것, 과산화수소는 농도 36중량% 이상인 것만 위험물로 보며, 과염소산은 비중이나 농도 제한 없이 해당한다. 첫 번째 물질은 비중 1.49인 질산이므로 기준을 충족하고, 두 번째 물질인 과염소산도 그대로 제6류에 해당한다. 세 번째는 물 60g에 과산화수소 40g을 녹인 것이므로 농도가 $\dfrac{40}{60+40}\times 100=40\%$ 로 36중량%를 넘어 역시 제6류이다. 그러므로 세 물질 모두 제6류 위험물로, 해당하는 것은 3개이다.

위험물 운반차량에는 위험물 표지, UN번호, 그림문자를 표시하여야 하지만, 적재하는 위험물의 총량이 4,000kg 이하인 경우에는 UN번호 표시를 생략할 수 있다. 따라서 4,000kg 이하인 경우에도 반드시 UN번호를 표시해야 한다는 설명은 옳지 않다.

위험물안전관리법령상 저장·취급의 공통기준은 폐기물의 처리 주기를 「1주일에 1회 이상」과 같이 못박아 정하고 있지 않고, 위험물의 성질에 따라 안전한 장소에서 폐기하거나 적당한 방법으로 처리하도록 규정할 뿐이다. 따라서 폐기 주기를 1주일에 1회 이상으로 못박은 설명은 옳지 않다.