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108年公務人員高等考試三級考試試題
類科：
化學安全
科目：
環境化學（含分析化學）
考試時間：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：29650
頁次：2
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1
一、以間接碘定量法(Winkler 法)檢測水中溶氧時，所涉及的主要化學反應之
一為 I2與S2O3
2−反應生成 I−與S4O6
2−
，已知在 25oC下，其與水中溶氧還
原的半反應及標準電極電位分別如下：
I2(aq) ＋ 2e− → 2I− Eo = 0.62 V
S4O6
2− ＋ 2e− → 2S2O3
2− Eo = 0.18 V
O2(aq) + 4e− + 4H+ → 2H2O Eo = 1.23 V
Nernst Equation 之R值為 8.314 J/K-mol 及F為96485 C/eq，請回答以下問題：
（每小題 10 分，共 20 分）
請計算 I2與S2O3
2−反應生成 I−與S4O6
2−全反應式在 25oC的平衡常數。
某水樣於加入硫酸亞錳及鹼性碘化物-疊氮化鈉溶液且經酸化處理
後，以當量濃度 0.025 N 之硫代硫酸鈉溶液，滴定置於 500 mL 錐形瓶
中之 200 mL 水樣，使用澱粉指示劑，達滴定終點時，硫代硫酸鈉溶
液消耗量為 8.00 mL，請計算該水樣的溶氧濃度（mg O2/L）。
二、天然水體中最重要的弱酸為 CO2(aq)，若其主要由來自空氣中 CO2的溶入
水中而忽略水中有機物的生物降解產物，且不考慮藻類光合作用利用之
CO2，假設反應趨於平衡，相關的反應式及常數如下，請回答以下問題：
（每小題 10 分，共 20 分）
CO2(aq) + H2O ↔ HCO3
−(aq) + H+(aq) K1 = 4.45×10−7
HCO3
−(aq) ↔ CO3
2−(aq) + H+(aq) K2 = 4.69×10−11
若水中（總）鹼度為 2.00×10−3 eq/L，pH 為10.5，請計算 HCO3
−的體
積莫耳濃度（M）。
前述由空氣中溶於天然水體中之二氧化碳與石灰岩接觸會以下列反
應造成碳酸鈣溶解，若反應已達平衡，CO2(aq)之濃度為 1.34×10−5 M，
已知 CaCO3(s)之溶解度積常數(Ksp)為4.47×10−9
，請計算 HCO3
−的體積
莫耳濃度（M）。
CaCO3(s) + CO2(aq) + H2O ↔ Ca2+(aq) + 2HCO3
−(aq)
代號：29650
頁次：2
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三、環境有機物的結構會影響其化學性質，請回答以下相關問題：
對流層（troposphere）大氣中 polychlorinated dibenzo-p-dioxins（PCDDs）
及polychlorinated dibenzofurans（PCDFs）的濃度非常低，而高氯數同
源物（highly chlorinated congeners）因其含氯數不同而造成化學的差異，
又會影響其在氣固相的濃度分布，請說明其主要原因為何？（10 分）
已知四氯化碳、三氯乙烯及苯的亨利常數 KH
（氣相濃度/水相濃度）分別
為29、11.6 及5.6 atm/M，請比較並說明使用氣提（air stripping）方式將
此三種化合物由受其污染的地下水中去除的難易程度大小順序。（5分）
請比較 4-氯丁酸、3-氯丁酸及 2-氯丁酸的酸解離常數（Ka）大小並說
明其主要原因為何？（5分）
四、請回答以下有關有機物光譜分析法之問題：（每小題 5分，共 20 分）
請說明何謂有機物的發色團（chromophores）。
請說明為何紫外/可見光光譜法比紅外光光譜法較適合做為定量分析
的工具。
某些有機物被輻射線激發後，容易放射螢光，亦即具有螢光性。而吡
咯（pyrrole）與吲哚（indole）的化學結構如下，請說明何者具有螢光
性，理由為何？
N
H
N
H
吡咯 吲哚
當以高效能液體層析儀（HPLC）分析水中多環芳香烴氫化合物（polycyclic
aromatic hydrocarbons(PAHs)）時，HPLC 所連接的偵測器有紫外/可見光
偵測器與螢光偵測器可選用，應當選擇何者較佳，理由為何？
五、請回答以下環境化學或分析化學有關分析數據處理之問題：（每小題 10
分，共 20 分）
某3天各 1次量測某廢水處理場放流水生化需氧量（BOD）濃度所得
數據為 10、12 及14 mg/L，而這些數據平均值的可信區間（confidence
interval）=平均值±B；其中，B = (tS/N0.5)，S為標準偏差、N為量測
次數、t為機率值（或可信水準）95%的Student’s t 值。已知自由度（degree
of freedom）2、3及4對應的 t值分別為 4.303、3.182 及2.776，請計
算B值（mg/L）。
某水樣中氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮及有機氮濃度的平均值±標準
偏差（standard deviation）分別為 2.0±0.2、1.0±0.1、4.2±0.3 及1.2±0.1
N mg/L，請計算該水樣的總氮值（含標準偏差）（N mg/L）。