108年 高普考 高考三級 化學安全 環境化學 試卷

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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
1
一、以間接碘定量法(Winkler )檢測水中溶氧時所涉及的主要化學反應之
一為 I2S2O3
2反應生成 IS4O6
2
已知在 25oC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 R值為 8.314 J/K-mol F96485 C/eq請回答以下問題
(每小題 10 分,共 20 分)
請計算 I2S2O3
2反應生成 IS4O6
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 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 = 4.45×107
HCO3
(aq) CO3
2(aq) + H+(aq) K2 = 4.69×1011
若水中(總)鹼度為 2.00×103 eq/LpH 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 1.34×105 M
已知 CaCO3(s)之溶解度積常數(Ksp)4.47×109
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
2
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-dioxinsPCDDs
polychlorinated dibenzofuransPCDFs)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
2911.6 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
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)
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 1012 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%Student’s t 已知自由度degree
of freedom234對應的 t值分別為 4.3033.182 2.776,請計
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 2.0±0.21.0±0.14.2±0.3 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)。
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