高普考題庫
107 年 107年公務人員高等考試三級考試暨普通考試

環境化學（含分析化學）

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本卷皆為申論題，點「看答案與解析」查看擬答。

申論 1實驗室的分析工作十分繁雜，許多人為或環境的因素，有意或無意的造成分析結果的誤差，錯誤的數據會導致在重要決策中的錯誤判斷及錯誤的決定。因此必須設計一套品保（QA）品管（QC）的制度來確保實驗室分析數據的品質。㈠如何執行實驗室之品質管理，包含那些項目？（5 分）㈡實驗室應將依據標準檢驗方法，以QA/QC 之程序，編寫成為標準作業程序，做為工作之準則，請敘述有關確保分析數據品質QA/QC 之六項程序：準確度、精密度、空白樣品、添加樣品、查核樣品及重複樣品分析之定義。（15 分）
申論 2鐵（Fe）在自然水（natural water）中存在有Fe2+、Fe3+、Fe(OH)(s)、Fe(OH)(s)等溶解態離子及氫氧化鐵沉澱，若在自然水中Fe3+、Fe2+的平衡濃度都是1.0 × 10-5M。又鐵在自然水的pE-pH 圖、Fe3+/Fe2+的氧化還原電位及Fe(OH)(s)、Fe(OH)(s)的沉澱反應式及Ksp 值分別如下：（K = 1.0 × 10-14）w3+ - 2+0 0Fe+ e⇄ Fe E= +0.771 V pE= +13.13+ --38Fe+ 3OH⇄ Fe(OH)(s) Ksp = 6.3 × 103(1)2+ --15Fe+ 2OH ⇄ Fe(OH)(s) Ksp = 8.0 × 102(2)㈠請分別導出Fe2+/Fe(OH)(s)及Fe(OH)(s)/Fe(OH)(s)它們邊界線（boundary line）的pE-pH 方程式。（16 分）㈡請計算當Fe2+、Fe(OH)(s)及Fe(OH)(s)在自然水中達到平衡時的pE 及pH 值。（4 分）類科： 化學安全科目： 環境化學（含分析化學）
申論 3多氯聯苯（PCB）在環境中的降解，其降解反應速率是一級反應（first order rate law），其反應速率常數k = 0.078 year-1，在1994 年在某湖泊中PCB 測得的平均濃度是0.087 ppt，若無其他後續PCB 之污染，請預估在2018 年該湖泊中PCB 的平均濃度為何？又在西元多少年時PCB 的平均濃度可降到0.010 ppt？（10 分）
申論 4自然水中的鉛（Pb）常以PbS和PbCO存在，當水質為酸性時會溶解出Pb2+，溶(s)3(s)解性的鉛進入人體會造成傷害，若以PbS為自然水存在物種。又依據下列反應條件：(s)PbS ⇄ Pb2+ + S2- Ksp = 8.4 × 10-28(s)(aq)(aq)S2- + H+ ⇄ HS- K = 7.7 × 1012(aq)(aq)(aq)1HS- + H+ ⇄ HS K = 1.0 × 107(aq)(aq)2(aq)2㈠計算下列反應之平衡常數（K）值：（5 分）PbS + 2H+ ⇄ Pb2+ + HS(s)(aq)(aq)2(aq)㈡計算分別在pH=2 及7，自然水中鉛的莫爾濃度。（10 分）
申論 5在平流層中臭氧（O）分子會與氯原子（Cl）及其它如一氧化氮（NO）反應而分解，反應式分別如下：Cl + O →ClO + ORate(1) = k[Cl] [O]NO + O→NO + ORate(2) = k[NO] [O]-11-250/T -12-1250/T又反應速率常數值，k 及k 分別為3.0 × 10e及1.8 × 10e，T 是Kelvin溫度，在離海平面20 km 高之平流層溫度為-50℃，又[NO] = 1000[Cl]。㈠請計算：Cl 及NO 破壞臭氧（O）之反應速率比值，亦即Rate(1)/Rate(2)值。（10 分）㈡又20 km 高之平流層溫度為-50℃，[Cl] = 4.5× 10molecules/cm，12 3-11-250/T -1 3-1[O] = 2.0 × 10molecules/cm，k = 3.0 × 10emoleculescm sec請計算Rate(1) = k[Cl] [O]之值為何？（5 分）
申論 6酒中的乙醇（CHOH），可利用重鉻酸鉀（KCrO）氧化法計算其百分比含量%(w/v)，有一白蘭地酒，取5.0 mL 用純水稀釋到1.0 L，然後取25.0 mL 的稀釋酒，再加入50.0 mL、0.020 M KCrO 的熱溶液，將CHOH 完全氧化成乙酸（CHCOOH），其反應式如下：2- + 16H+ →3+ + 3CH3CHOH + 2CrO4CrCOOH + 11HO當溶液冷卻，加入20.0 mL、0.1253 M 的Fe2+溶液與CrO2-反應，剩餘的Fe2+加入diphenylamine sulfonic acid 指示劑，再以7.46 mL，0.020 M KCrO 滴定，達當量點其反應式如下：2+ 2- + 14H+ →3+ + 2Cr3+ + 7H6 Fe+ CrO6 FeO請計算白蘭地酒中的%(w/v)CHOH 含量。（CHOH: FW = 46 g/mole）（20 分）