[위험물기능장 필기] 07년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

무색 또는 백색 결정으로 비중 약 1.8, 융점 약 202℃, 물에 녹지 않는 물질은 헥소겐(RDX)이다.
헥소겐은 강력한 니트로아민계 폭약으로, 백색 결정성 고체이며 물에는 거의 녹지 않는다는 특징이 있다.
피크린산과 트리니트로톨루엔은 황색 계열의 결정이고 융점도 각각 약 122℃, 81℃로 달라 조건에 맞지 않는다.

인화석회($\mathrm{Ca_3P_2}$)는 물과 반응하면 아세틸렌이 아니라 포스핀(인화수소) 가스를 발생시키므로 해당 설명이 틀렸다.
반응식은 $\mathrm{Ca_3P_2}+6\mathrm{H_2O}\rightarrow3\mathrm{Ca(OH)_2}+2\mathrm{PH_3}$이며, 산과 반응할 때도 마찬가지로 포스핀 가스를 발생시킨다.
적갈색 고체이고 비중 약 2.51, 약 1600℃에서 녹는다는 나머지 설명은 인화석회의 일반적 물성과 일치한다.

삼황화린($\mathrm{P_4S_3}$)은 찬물이나 염산, 황산에는 녹지 않으므로, 염산에 녹지 않는다는 설명이 옳다.
대신 삼황화린은 질산이나 알칼리, 이황화탄소($\mathrm{CS_2}$)에는 잘 녹는 성질을 가진다.
찬물에 녹으며 황화수소를 발생시킨다는 설명은 틀렸다(찬물에는 녹지 않는다).
이황화탄소에 녹지 않는다는 설명도 틀렸다(실제로는 잘 녹는다).
황산에 잘 녹아 이산화황을 낸다는 설명도 틀렸다(황산에도 녹지 않는다).

염소산칼륨($\mathrm{KClO_3}$)은 알코올에는 잘 녹지 않지만 온수와 글리세린에는 잘 녹는다는 설명이 옳다.
염소산칼륨은 무색(백색) 계열의 결정이며, 가열분해 시 산소와 함께 염화칼륨을 생성한다.
광택 있는 적색 결정이라는 설명은 틀렸다(무색 또는 백색 결정이다).
비중 약 3.2, 녹는점 약 250℃라는 수치도 틀렸다(실제로는 비중 약 2.3, 융점 약 368℃이다).
가열분해하면 염화나트륨과 산소를 발생한다는 설명도 틀렸다(나트륨이 아니라 칼륨 화합물이므로 염화칼륨이 생성된다).

에탄올 1몰이 표준상태에서 완전연소하는 데 필요한 공기량은 약 320L이다.
연소반응식은 $\mathrm{C_2H_5OH}+3\mathrm{O_2}\rightarrow2\mathrm{CO_2}+3\mathrm{H_2O}$이므로 필요한 산소는 $3\times22.4=67.2\,\mathrm{L}$이다.
공기 중 산소 비율을 21%로 보면 공기량은 $67.2/0.21=320\,\mathrm{L}$가 된다.

알코올류는 탄소수가 늘어날수록 분자량이 커지므로 증기비중이 증가한다는 설명이 옳다.
증기비중은 분자량을 공기의 평균분자량(29)으로 나눈 값이므로, 분자량이 커지는 만큼 증기비중도 함께 커진다.
반대로 탄소수가 늘어나면 인화점은 오히려 높아지고 연소범위는 좁아지는 경향을 보인다.

초산(아세트산, $\mathrm{CH_3COOH}$)은 제4류 위험물 중 제2석유류(수용성)에 해당하여 제1석유류에 속하지 않는다.
벤젠과 톨루엔은 비수용성 제1석유류, 아세톤은 수용성 제1석유류로 분류된다.

물 2g이 20℃에서 100℃ 수증기로 완전히 기화될 때 흡수 열량은 약 1240cal, 발생하는 수증기 부피는 약 3400ml이다.
먼저 20℃에서 100℃까지 데우는 데 필요한 열량은 $2\,\mathrm{g}\times1\,\mathrm{cal/g\cdot^\circ C}\times80^\circ C=160\,\mathrm{cal}$이다.
100℃ 물의 기화열은 약 539cal/g이므로 기화 열량은 $2\times539\approx1078\,\mathrm{cal}$이고, 합하면 약 1240cal이다.
수증기 부피는 물 2g이 $2/18\,\mathrm{mol}$이므로 $V=\dfrac{2}{18}\times22.4\times\dfrac{373}{273}\approx3.4\,\mathrm{L}=3400\,\mathrm{ml}$가 된다.

분자량 약 106.5, 융점 약 250℃, 비중 약 2.5이며 약 300℃에서 산소를 발생시키는 물질은 염소산나트륨(NaClO₃)이다.
염소산나트륨의 분자량은 $23+35.5+16\times3=106.5$로 제시된 값과 정확히 일치한다.
염소산칼륨은 분자량이 122.5, 과염소산칼륨과 과염소산나트륨도 각각 138.5, 122.5로 조건과 맞지 않는다.

옥소산은 중심 원자에 결합한 산소 수가 많을수록 중심 원자의 산화수가 커져 O–H 결합의 전자를 강하게 끌어당기므로, 수소 이온이 더 잘 떨어져 나가 산의 세기가 강해진다.
과염소산(HClO4)은 이들 중 산소 수가 가장 많아 이온화가 가장 잘 되는 가장 강한 산이다.
산소 수가 줄어들수록(HClO3 → HClO2 → HClO) 산의 세기는 차례로 약해진다.

셀룰로이드는 니트로셀룰로오스(질화면)에 가소제로 장뇌(캠퍼)를 섞어 만든 제5류 위험물이다.
장뇌가 첨가되어 유연성과 성형성을 갖게 되며, 특유의 장뇌 냄새로 셀룰로이드를 구별할 수 있다.

가연물이 되려면 산소와 결합해 산화될 여지가 남아 있어야 하므로, 이미 완전히 산화된 물질은 더 이상 연소 반응을 일으킬 수 없다.
열전도도가 작으면 열이 축적되어 착화하기 쉬우므로 가연물의 조건에 해당한다.
산소와 친화력이 좋으면 산화(연소) 반응이 잘 일어나므로 가연물의 조건에 해당한다.
점화에너지가 작을수록 쉽게 불이 붙으므로 가연물의 조건에 해당한다.
따라서 완전 산화물일 것이라는 조건은 가연물 구비조건과 거리가 멀다.

퓨젤유와 에탄올은 모두 비중이 1보다 작아 물보다 가볍다.
에테르는 물보다 가볍지만 이황화탄소는 비중이 1보다 커 물보다 무겁다.
벤젠은 물보다 가볍지만 포름산은 비중이 1보다 커 물보다 무겁다.
클로로벤젠은 비중이 1보다 커 물보다 무겁고 가솔린만 가볍다.

세 물질의 지정수량 배수를 각각 구해 더하면 16이 된다.
황린(제3류)의 지정수량은 20kg이므로 $\dfrac{90}{20} = 4.5$배이다.
마그네슘(제2류)의 지정수량은 500kg이므로 $\dfrac{750}{500} = 1.5$배, 칼륨(제3류)의 지정수량은 10kg이므로 $\dfrac{100}{10} = 10$배이다.
세 배수를 합하면 $4.5 + 1.5 + 10 = 16$이다.

운반 차량에 소화설비를 갖추도록 한 기준은 지정수량 이상의 위험물을 차량으로 운반하는 경우에 적용된다.
따라서 지정수량 이하를 운반할 때 소형 수동식 소화기를 소요단위에 상응하는 능력단위 이상 비치하여야 한다는 설명은 기준과 맞지 않는다.
수납 용기가 현저하게 마찰 또는 충격을 일으키지 않도록 운반해야 한다는 것은 맞는 설명이다.
지정수량 이상을 차량으로 운반할 때 한 변 0.3m 이상, 다른 한 변 0.6m 이상의 직사각형 표지를 설치한다는 것도 맞는 설명이다.
운반 도중 재난 발생의 우려가 있으면 응급조치를 강구하는 동시에 가까운 소방관서 등 관계기관에 통보해야 한다는 것도 맞는 설명이다.

산·알칼리 소화기의 반응식은 $2\mathrm{NaHCO_3} + \mathrm{H_2SO_4} \rightarrow \mathrm{Na_2SO_4} + 2\mathrm{H_2O} + 2\mathrm{CO_2}$이며, 이 몰비를 이용해 필요한 질량을 구한다.
표준상태에서 CO2 44.8 m³는 $\dfrac{44800\,\mathrm{L}}{22.4\,\mathrm{L/mol}} = 2000\,\mathrm{mol}$이다.
NaHCO3는 CO2와 1:1 몰비이므로 2000 mol × 84 g/mol = 168 kg이 필요하다.
H2SO4는 CO2의 절반 몰수이므로 1000 mol × 98 g/mol = 98 kg이 필요하다.

NH4H2PO4는 열분해하여 $\mathrm{NH_4H_2PO_4} \rightarrow \mathrm{HPO_3} + \mathrm{NH_3} + \mathrm{H_2O}$로 1:1:1:1 몰비로 반응한다.
NH4H2PO4의 분자량은 14+4+2+31+64=115이고, 생성물인 메타인산(HPO3)의 분자량은 1+31+48=80이다.
따라서 115kg × $\dfrac{80}{115}$ = 80kg의 메타인산이 생성된다.

포수용액 방사차는 자체소방대가 갖추는 화학소방자동차의 한 종류로, 포수용액의 방사능력이 분당 2000L 이상이어야 한다는 기준이 정해져 있다.
이는 화재 시 충분한 소화능력을 확보하기 위한 최소 방사능력 기준이다.

착화점(발화점)은 낮을수록 작은 열원으로도 쉽게 불이 붙으므로 위험하며, 착화점이 높을수록 오히려 안전하다.
인화점이 낮을수록 상온에서도 가연성 증기가 쉽게 발생해 위험하다.
폭발범위가 넓을수록 다양한 농도 조건에서 폭발할 수 있어 위험하다.
연소속도가 빠를수록 화재가 급격히 확산되어 위험하다.

위험물 취급 중 발생한 정전기가 방전되며 생기는 불꽃이 주변의 가연성 증기나 가스에 착화하는 것이 가장 직접적인 재해 형태다.
감전사고나 강한 화학반응, 단순 가열로 인한 화재는 정전기 자체의 방전 현상과는 직접적인 관련이 적다.

과염소산(HClO4)은 상온에서 액체인 산화성액체(제6류 위험물)이며, 산화성고체(제1류)에 해당하지 않는다.
KBrO3(브롬산칼륨)는 제1류 산화성고체이다.
(NH4)2Cr2O7(중크롬산암모늄)은 제1류 산화성고체이다.
NaClO2(아염소산나트륨)은 제1류 산화성고체이다.

트리에틸알루미늄은 물과 만나면 격렬하게 반응하며 $(\mathrm{C_2H_5})_3\mathrm{Al} + 3\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{Al(OH)_3} + 3\mathrm{C_2H_6}$의 반응으로 에탄(C2H6) 가스를 발생시킨다.
이 반응은 발열량이 커서 발생한 에탄이 자연발화로 이어질 수 있어 위험하다.

아세톤(CH3COCH3)은 요오드포름 반응을 나타내는 대표적 물질로, 연소범위가 약 2.5~12.8%이고 끓는점과 인화점이 낮아 화기에 민감하다.
휘발성이 커서 밀폐 냉암소에 보관해야 하며, 아세트알데히드(CH3CHO)도 요오드포름 반응을 하지만 연소범위와 끓는점이 이와 다르다.

옥탄은 탄소수 8개의 포화탄화수소(알칸)로 일반식 CnH2n+2에 따라 분자식은 C8H18이다.

분진폭발은 1차 폭발의 충격으로 주변에 쌓여 있던 분진이 재비산하면서 2차, 3차 폭발로 이어질 위험이 크다는 점이 특징이므로, 그러한 우려가 없다는 설명은 틀렸다.
밀폐공간에 분진운이 부유하면 폭발위험성이 생긴다는 설명은 맞다.
충격·마찰도 착화에너지가 될 수 있다는 설명은 맞다.
산소농도가 증가하면 폭발이 대형화될 수 있다는 설명도 맞다.

수소화칼륨(KH)은 물과 반응하면 $\mathrm{KH} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{KOH} + \mathrm{H_2}$로 수소가스를 발생시키는 발열 반응을 한다.
이 반응은 흡열이 아니라 발열이며, 발생한 수소로 인해 화재·폭발 위험이 있어 금수성물질로 분류된다.

오황화린(P2S5)은 조해성이 있어 수분을 흡수하면 분해되며, 분해 시 유독한 황화수소 등을 발생시킨다.
오황화린은 담황색 결정이며 이황화탄소에는 잘 녹는 성질을 가진다.

과산화수소는 분해가 쉬워 안정제로 인산이나 요산 등을 소량 첨가해 분해를 억제한다.
구리, 은과 같은 금속이나 목탄분은 오히려 과산화수소의 분해를 촉진하는 촉매로 작용한다.

리튬(Li)은 은백색 금속 중 밀도가 가장 작아 가장 가벼우며, 물과 반응해 $2\mathrm{Li} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{LiOH} + \mathrm{H_2}$로 수소가스를 발생시킨다.
칼륨(K)도 물과 격렬히 반응하지만 리튬보다 밀도가 크며, 알루미늄과 규소는 상온의 물과 이렇게 반응하지 않는다.

채종유는 요오드가가 약 100~130 사이인 반건성유에 해당한다.
아마인유는 요오드가가 130 이상인 건성유이다.
올리브유와 피마자유는 요오드가가 100 이하인 불건성유이다.

과염소산나트륨은 물에 잘 녹기는 하지만 물과 접촉해도 격렬한 반응이나 발열·발화가 일어나지 않는 안정한 산화성고체이다.
과산화나트륨은 물과 반응해 산소를 방출하며 발열한다.
마그네슘(특히 분말)은 물과 반응해 수소를 발생시킬 수 있다.
알킬알루미늄은 물과 접촉하면 폭발적으로 반응하는 금수성물질이다.

히드라진(N2H4)은 분자 안에 탄소 원자가 없으므로 열분해로도 이산화탄소는 생성될 수 없다.
약 180℃에서 열분해하면 질소, 수소, 암모니아 등 질소·수소로 이루어진 기체들이 발생한다.

알칼리금속은 원자번호가 커질수록 원자 반지름이 커지고 금속결합이 약해져 끓는점이 낮아지는 경향이 있다.
따라서 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐 중 원자번호가 가장 작은 리튬의 비점이 가장 높다.

옥소산에서 염소의 산화수는 산소 원자 수에 따라 HClO(+1), HClO2(+3), HClO3(+5), HClO4(+7)로 커진다.
따라서 산화수가 +3인 물질은 HClO2(아염소산)이다.

과산화바륨(BaO2)은 비중 약 4.96, 융점 약 450℃인 알칼리토금속 과산화물로, 같은 계열의 CaO2, MgO2, BeO2에 비해 비교적 안정하다.
알칼리토금속 과산화물은 양이온이 클수록 결정 안정성이 커지는 경향이 있어 BaO2가 가장 안정한 편에 속한다.

마그네슘의 실제 융점은 약 650℃로, 905℃라는 설명은 틀렸다.
비중 약 1.74는 마그네슘의 실제 값과 맞는다.
비점 약 1102℃도 마그네슘의 실제 값과 맞는다.
원자량 약 24.3도 마그네슘의 실제 값과 맞는다.

제4류 위험물의 지정수량은 수용성 액체를 기준으로 제1석유류 400L, 제2석유류 2000L, 제3석유류 4000L이며, 제4석유류는 수용성·비수용성 구분 없이 6000L이다.
따라서 지정수량이 4000L인 것은 제3석유류이다.

과산화벤조일(BPO)은 상온에서 흰색 결정성 고체로 존재하는 제5류 위험물이다.
질산에틸, 니트로글리세린, 메틸에틸케톤퍼옥사이드는 모두 상온에서 액체 상태로 존재한다.

황린은 공기 중에서 자연발화하기 쉬워 이를 막기 위해 물속에 저장한다.
나트륨은 물과 격렬히 반응하므로 물이 아닌 석유류(등유 등) 속에 저장해야 한다.

철분은 제2류 위험물(가연성고체)로 분류되며, 자연발화성 및 금수성물질(제3류)에 해당하지 않는다.
황린, 금속의 수소화물, 알칼리토금속은 모두 제3류 위험물로 분류된다.

증기비중은 분자량이 클수록 커진다. 벤젠(C6H6)의 분자량은 약 78로, 이황화탄소(CS2, 약 76), 시안화수소(HCN, 약 27), 에탄올(C2H5OH, 약 46)보다 크다.
따라서 네 물질 중 벤젠의 증기비중이 가장 크다.

액체에 대한 기체의 용해도는 온도가 높을수록 오히려 감소하므로, 온도가 높을수록 크다는 설명은 틀렸다.
물을 비압축성으로 가정하는 것은 맞는 설명이다.
유체의 중량이 질량과 중력가속도의 곱이라는 것도 맞는 설명이다.
기체 용해도가 압력이 높을수록 커진다는 것(헨리의 법칙)도 맞는 설명이다.

고정지붕구조 옥외탱크저장소에는 I형, II형, III형, IV형 고정포방출구를 설치한다.
특형 포방출구는 부상지붕구조 탱크에 설치하는 것으로, 고정지붕구조 탱크에는 설치하지 않는다.

전역방출방식 이산화탄소 소화설비의 저장량은 방호구역 체적 구간별로 정해진 1m³당 약제량을 곱해 구하며, 구간마다 총량의 최저한도가 함께 규정되어 있다.
방호구역 체적이 45m³ 이상 150m³ 미만인 구간은 1m³당 0.9kg을 적용하므로 $50 \times 0.9 = 45\ \mathrm{kg}$이고, 이는 해당 구간의 최저한도인 45kg도 충족한다.
개구부에 자동폐쇄장치가 설치되어 있으므로 개구부 면적에 따른 가산량은 더하지 않는다.

동일구내(또는 상호 100m 이내)의 저장소를 동일인이 설치한 경우 1인의 안전관리자가 중복 선임할 수 있는 저장소 수는 저장소 유형별로 정해져 있는데, 옥내저장소는 10개 이하까지만 허용되므로 15개는 기준을 초과한다.
옥외탱크저장소는 30개 이하까지 허용되므로 15개는 기준 이내이다.
옥외저장소는 10개 이하까지 허용되므로 10개는 기준을 충족한다.
암반탱크저장소도 10개 이하까지 허용되므로 10개는 기준을 충족한다.

액체위험물은 운반용기 내용적의 98% 이하의 수납율로 수납하되, 55℃의 온도에서 누설되지 않도록 충분한 공간용적을 유지해야 한다.
고체위험물의 수납율 기준(95% 이하)과 혼동하지 않도록 주의해야 한다.

PHA(예비위험분석)는 정성적 평가기법으로, 설계 초기 단계에서 잠재적 위험요인을 개략적으로 도출하는 방법이라 수치적 결과를 산출하지 않는다.
FTA(결함수분석)는 사고의 발생확률을 정량적으로 계산한다.
ETA(사건수분석)도 초기사건 이후 확률을 정량적으로 전개한다.
CCA(원인결과분석)는 FTA와 ETA를 결합해 피해 규모까지 정량적으로 분석한다.

칼륨은 아세트산(초산)과 반응하면 수소가 발생하는 것이지 산소가 발생하는 것이 아니므로, 산소가 발생한다는 설명이 틀렸다.
칼륨은 산소와 반응하면 산화칼륨을 생성하고, 물이나 에틸알코올과 접촉해도 활성수소를 내놓으며 수소를 발생시킨다.

디아조화합물은 분자 내에 질소가 결합된 구조가 특징일 뿐, 산소를 반드시 함유하는 것은 아니므로 모두 산소를 함유한다는 설명이 틀렸다.
유기과산화물은 자체적으로 산소를 함유해 연소가 진행되므로 질식소화가 효과 없다는 설명은 옳다.
제5류 위험물은 연소 시 유독가스를 다량 발생시키는 경우가 많다.
대부분 고체이지만 니트로글리세린 등 일부는 액체 상태로 존재한다.

과산화수소는 고농도(약 60% 이상)에서 충격 등에 의해 단독으로 분해·폭발할 위험이 있는 것이지, 30% 농도의 묽은 용액이 단독으로 폭발 위험을 갖는 것은 아니므로 이 설명이 틀렸다.
과염소산의 융점은 약 -112℃로 상온에서 액체 상태이다.
질산은 강산이지만 백금이나 금은 부식시키지 못한다.
과염소산은 물과 반응하면 발열하며 여러 종의 고체 수화물을 만든다.

송수구 직근의 보기 쉬운 장소에는 「스프링클러용 송수구」라는 표시와 그 송수압력범위를 표시하도록 정하고 있을 뿐, 송수용량 및 송수시간을 표시하도록 한 기준은 없으므로 이 설명이 틀렸다.
송수구의 결합금속구는 탈착식 또는 나사식으로 설치해야 한다는 것은 옳다.
소방펌프자동차가 쉽게 접근할 수 있는 위치에 설치해야 한다는 것도 옳다.
결합금속구는 지면으로부터 0.5m 이상 1m 이하 높이에 설치해야 한다는 것도 옳다.

제1종 분말소화약제의 주성분은 탄산수소나트륨($\mathrm{NaHCO_3}$)으로, 종별과 주성분이 옳게 연결되어 있다.
제2종의 주성분은 탄산수소칼륨이지 인산수소암모늄이 아니다.
제3종의 주성분은 제1인산암모늄이지 탄산수소칼륨이 아니다.
제4종의 주성분은 탄산수소칼륨과 요소의 반응물이지 탄산수소나트륨과 요소의 혼합물이 아니다.

이산화탄소 소화설비는 질식소화 원리로 작동하며, 제4류 위험물(인화성액체) 화재에 적응성이 있다.
제1류·제3류·제5류 위험물은 자체적으로 산소를 공급하거나 물과 반응성이 있는 등의 특성 때문에 이산화탄소에 의한 질식소화가 효과적이지 않다.

절차계획(routing)은 각 작업의 실시 순서, 소요시간, 필요한 기계·공구 등 작업 방법과 절차를 정하는 계획이다.
반면 각 작업의 부하와 능력의 조정은 공수계획(부하계획)의 영역에 해당하므로 절차계획의 주요 내용과는 거리가 멀다.

각 경로의 소요기간을 모두 더해 비교하면 ①-③-⑥ 경로가 45주로 가장 길어 주공정(critical path)이 된다.
그림에서 읽은 활동시간은 ①→② 10주, ①→③ 15주, ②→⑤ 20주, ②→④ 8주, ④→⑤ 14주, ⑤→⑥ 12주, ③→⑥ 30주이며, ③→④ 는 점선으로 그려진 더미(dummy) 활동이라 소요시간이 0이다.
①-②-⑤-⑥ : 10 + 20 + 12 = 42주
①-②-④-⑤-⑥ : 10 + 8 + 14 + 12 = 44주
①-③-④-⑤-⑥ : 15 + 0 + 14 + 12 = 41주
①-③-⑥ : 15 + 30 = 45주
주공정은 여유시간이 0인 가장 긴 경로이고, 그 길이가 곧 전체 공기(45주)를 결정한다. 이 경로 위의 어느 활동이 하루 늦어져도 전체 일정이 그만큼 밀린다.

작업자가 이동하며 수행하는 작업 과정을 가공·검사·운반·저장 등의 공정분석 기호로 표현하여 분석하는 기법을 작업자 공정분석이라 한다.
동작분석이나 미세분석은 신체 동작 단위를, 연합작업분석은 작업자와 설비의 동시 작업 관계를 다루므로 이 문항의 정의와는 다르다.

모집단을 여러 개의 층(부분집단)으로 나눈 뒤 각 층에서 무작위로 시료를 추출하는 방법을 층별 샘플링이라 한다.
2단계 샘플링은 1차 추출 단위 안에서 다시 2차 추출을 하는 방식이고, 계통 샘플링은 일정 간격으로 시료를 뽑는 방식이라 이 문항의 설명과는 다르다.

관리의 사이클은 계획(P) → 실행(D) → 검토(C) → 조처(A) 순서로 진행되는 PDCA 사이클이다.