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114年公務人員高等考試三級考試試題
類 科
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化學安全
科 目
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環境化學
考試時間
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2
小時
座號
：
※注意：可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
代號：
28320
頁次：
2
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一、請回答以下有關化學物質在土壤中的行為之問題：
土壤 pH 及氧化還原電位（oxidation-reduction potential, ORP）是土壤
化學性質的重要指標，當土壤浸水一些時間後，若細菌在土壤內部缺
乏空氣下將土壤中有機物進行生物降解，請說明土壤中的 pH 及ORP
值會如何變化，並請說明這種變化會使土壤中 MnO2及Fe2O3易於進
行何氧化或還原的化學反應（須寫出化學反應式）？（10 分）
承上題，上述化學反應的產物會與土壤中的黃酸（fulvic acid）化學結
構中的官能基，產生螯合作用，請說明這種螯合作用會使鐵的 pE-pH
圖中 Fe(II)與Fe(OH)3邊界線如何移動並說明原因？（5分）
土壤中黏土的無機礦物及有機物皆可進行陽離子交換，請分別說明其
化學機制及其對土壤中水（土壤溶液）的 pH 有何影響？（10 分）
二、鹼度可做為天然水體中 pH 緩衝劑及無機碳源，也會影響水中二氧化碳
溶解度，而溶於水體中二氧化碳之主要物種型態為 CO2(aq)，其於水中
解離反應的反應式及常數（25oC）如下：
CO2(aq) + H2O ↔ HCO3−(aq) + H+(aq) pKa1 = 6.35 (1)
HCO3−(aq) ↔ CO32−(aq) + H+(aq) pKa2 = 10.33 (2)
請回答以下問題（水溫皆為 25oC）：（每小題 10 分，共 30 分）
已知在大氣壓力 1.00 atm 下，水蒸氣壓為 0.0313 atm，空氣中二氧化
碳濃度為 425 ppm、亨利常數為 3.38×10−2 mol/L-atm，請計算空氣中
二氧化碳在 1.00×10−4 M NaOH 水溶液中的飽和溶解度（mol/L）。
某天然水體水樣（總）鹼度為 1.50×10−3 eq/L，pH 為11.0，請計算
CO32−(aq)的體積莫耳濃度（M）。
某水樣的體積為 50.0 mL，滴定至酚酞終點需消耗 0.0200 N H2SO4水
溶液 7.00 mL，繼續滴定至溴甲酚綠終點需另消耗 0.0200 N H2SO4水
溶液 12.00 mL，若忽略 OH−鹼度，請計算 CO32−鹼度（mg/Las CaCO3）
及HCO3−鹼度（mg/L as CaCO3）。
代號：
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頁次：
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三、請回答以下大氣化學反應相關問題：（每小題 10 分，共 20 分）
在形成光化學煙霧過程中，氫氧自由基（hydroxyl radical（HO•））常
與有機物或有機污染物進行兩種典型的化學反應，請各舉一例以起始
化學反應式加以說明。
硝酸自由基（NO3）在夜間常取代 HO•成為大氣化學反應中的主要氧
化劑，參與有機污染物氧化降解，請寫出生成 NO3的化學反應式及
NO3與NO2反應的化學反應式並加以說明。
四、請回答以下有關化學物質在土壤中的化學行為與流布之問題：
土壤中的礦物質或其形成的膠體中的氧化物表面可能形成正電荷或
負電荷，水合二氧化錳（MnO2•(H2O)x）在低 pH（偏酸環境）及高 pH
（偏鹼環境）下皆可形成表面電荷，請以化學式表示其形成表面電荷
之機制並加以說明。（5分）
承上題，在上述 MnO2帶有表面電荷的狀態下，其如何吸附土壤水（土
壤溶液）中的陰離子，請以化學式表示並舉例說明。（5分）
請說明除了錯合鍵結及中性農藥與土壤顆粒鍵結的方式之外，土壤顆
粒對農藥進行化學吸附的其他兩種機制。（5分）
土壤腐植質對水具有強烈親和力，請說明並解釋其能否⑴緩衝土壤中
水（土壤溶液）的 pH ⑵與Pb2+離子螯合 ⑶與2,4-二氯酚鍵結而減少
其移動性。（10 分）