高普考題庫
115 年 115年公務人員高等考試三級考試暨普通考試

化學程序工業(包括質能均衡、分析化學、儀器分析)

本卷皆為申論題,點「看答案與解析」查看擬答。

申論 1氫氧化鈉(NaOH)常利用鹽水溶液(NaCl, HO)經電解程序加以製備,而生產過程會衍生氯氣(Cl)及氫氣(H)。若進料鹽水溶液之濃度為40 wt%,產物組成為44 wt% NaOH、6 wt% NaCl 及50 wt% HO。(M = 71 g/mol;M = 58.5 g/mol;M = 40 g/mol;M = 18 g/mol)Cl2NaClNaOHH2O試求:㈠食鹽(NaCl)轉化為氫氧化鈉之百分比?(10 分)㈡製備100 kg 產物時,所生成之氯氣及氫氣重量(kg)?(10 分)
申論 2苯胺(CHNH)可利用硝基苯(CHNO)與氫氣反應而製備,惟同時衍生水份。若生產過程中硝基苯進料(100 moles)之總轉化率(overallconversion)為90%,而流經反應器之單程(one-pass)轉化率為30%,新鮮氫氣進料為過量20%(excess)。反應器出口物流(stream)經過分離器後分別獲致最終產物及反應物回流物流,反應物回流物流之組成為23%硝基苯及77%氫氣,此回流將與新鮮進料混合後流經反應器(題中之%視為mole %)。試求:㈠硝基苯合成苯胺之化學反應式。(5 分)㈡最終產物之各成分莫耳數。(8 分)㈢反應物回流之莫耳數。(7 分)
申論 3煉油業輕裂製程主要生產乙烯、丙烯及丁二烯,然進料裂解過程中,乙炔伴隨乙烯而生成,丙二烯亦隨丙烯而產生,四碳族之碳氫化合物則混合於丁二烯中。於上述情形下,試分別說明乙烯、丙烯及丁二烯之商業純化方法。(20 分)
申論 4重量分析法可用於檢測氯離子含量,請問:㈠某樣品含有氯化鉀(KCl,分子量為74.55 g/mol),取1.51 g 的樣品配製於酸性溶液中,加入0.64 g 二氧化錳(MnO,分子量為86.94 g/mol)後進行下列反應:MnO+ 2 Cl-+ 4H+→ 2HO+ Cl+ Mn2+2(s)(aq)(aq)2(aq)2(g)(aq)反應完全後,將過量的二氧化錳過濾、清洗及乾燥,秤得MnO 的重量為0.35 克。請計算樣品中KCl 的重量百分比。(12 分)㈡檢測水中氯離子含量時,加入AgNO 溶液形成AgCl 沉澱,請說明有那些具體方法可形成顆粒較大且易過濾的AgCl 晶體沉澱。(8 分)
申論 5以逆相層析法(reverse-phase liquid chromatography)分析可樂中的檸檬酸(CHO:pK = 3.1、pK = 4.8、pK = 6.4)及咖啡因(CHNO)687a1a2a381042含量。檸檬酸及咖啡因的結構如下:檸檬酸咖啡因㈠當移動相(mobile phase)含有20%甲醇及80%水,請說明檸檬酸及咖啡因流出層析管柱的順序,並說明原因。(6 分)㈡咖啡因的滯留時間(retention time)為18.9 分鐘,未滯留物質流出管柱時間為0.5 分鐘(t)。未滯留物質及咖啡因訊號峰底部寬度(widthMof peak)分別為0.5 分鐘及1.0 分鐘。請計算咖啡因的滯留因子(retention factor, k’)。(6 分)㈢若要滯留因子k’= 10,以乙醇和水為移動相,乙醇和水的比例應該如何調整?(極性係數:水為10.2,甲醇為5.1,乙醇為4.3)。(8 分)