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年公務人員高等考試三級考試試題 代號:
類 科: 環境工程、環境檢驗、環保技術
科 目: 環境化學與環境微生物學
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。
下列計算各題所需之物理常數、符號、參數及公式等如未給時,請自行合理假設或推知。
(請接背面)
全一張
(
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一、試舉出一種室內空氣污染物,寫出化學式,說明其來源、危害性及防治方法。(10 分)
二、許多化石燃料,例如煤及石油等,都含有硫。因此燃燒化石燃料時,若其產生的廢
氣未經完善之處理,硫的氧化物,主要為二氧化硫,會釋放至大氣中,請問:
如果大氣中二氧化硫的濃度是 0.1 ppm(v/v,體積比),空氣中與大氣平衡的
水滴(僅含水蒸汽凝結之純水及溶解之亞硫酸(H2SO3))之pH值為何?(5分)
如果水滴中所有的亞硫酸物種(H2SO3, HSO3-及SO32-)瞬間完全均被空氣中的臭
氧氧化成硫酸氫根(HSO4-),水滴當時的pH值為何?(5分)
如果空氣中的亞硫酸繼續溶入水滴中,而空氣中的臭氧亦源源不絕地將亞硫酸
(及其鹽類)氧化成為硫酸氫根或硫酸根,請問 pH 值會繼續上升還是下降?(5分)
承題
,用反應式及質量平衡說明理由。(5分)
SO2(g) + H2O(aq)⇄ H2SO3(aq) K
H = 1.0 M/atm
H
2SO3(aq)⇄ HSO3-(aq) + H+(aq) K
a1 = 1.7×10-2 M
HSO3-(aq)⇄ SO32-(aq) + H+(aq) K
a2 = 1.07×10-7 M
亞硫酸氫根被臭氧氧化之反應(相當完全之氧化反應,可忽略其逆反應)
HSO3-(aq) + O3→ O2 + HSO4-(aq)
HSO4-(aq)⇄ SO42-(aq) + H+(aq) K
a = 1.0×10-2 M
三、在 1公升的純水中加入下列成分,其總鹼度為多少?請以碳酸鈣濃度(mg/L)表示。
(20 分)
碳酸氫鈉(NaHCO3) 0.8 g
硫酸鐵(Fe2(SO4)3) 0.9 g
磷酸一氫鉀(K2HPO4) 1.0 g
相關之方程式:
H
2O ⇄ H+ + OH- K
w = 10-14 (M2)
H
2CO3⇄ HCO3- + H+ K
a1 = 5.01×10-7 (M)(= 10-6.3 (M))
HCO3-⇄ CO32- + H+ Ka2 = 5.01×10-11 (M)(= 10-10.3 (M))
Fe
3+⇄ FeOH2+ + H+ K = 6.3×10-3 (M)(=10-2.2 (M))
FeOH
2+⇄Fe(OH)2+ + H+ K = 1.58×10-4 (M)(=10-3.8 (M))
Fe(OH)2+⇄ Fe(OH)4- + 2 H+ K = 1.26×10-16 (M)(=10-15.9 (M))
H
3PO4⇄ H2PO4- + H+ K = 7.08×10-3 (M)(=10-2.15 (M))
H
2PO4-⇄ HPO42- + H+ K = 6.3×10-8 (M)(=10-7.20 (M))
HPO42-⇄ PO43- + H+ K = 4.47×10-13 (M)(=10-12.35 (M))
(原子量:H=1, K=39, C=12, O=16, Na=23, Fe=55.8, S=32, P=31, Ca=40)