分析化學概要考古題｜歷屆國考試題彙整

全氟辛酸（Perfluorooctanoic acid, PFOA）是一種常見的全氟化合物，廣泛 應用於不沾鍋塗層、紡織品防水處理等。由於其化學鍵極為穩定，PFOA 在環境中難以分解，造成「永久污染物」問題。小福以液相層析串聯質譜 儀分析飲用水中全氟辛酸含量，以三倍偵測極限訊號重複測量七次，其值 分別為15.1, 15.4, 15.8, 15.2, 15.3, 15.5 和16.4 nA，而試劑空白量測訊號分 別為2.6, 2.5, 2.3, 2.2, 2.1, 1.9 和3.0 nA 且檢量線斜率為0.55 nA/nM： （每小題10 分，共20 分） 分別試以Q 檢定（Q-test）及95%信賴水準，研判三倍偵測極限訊號和 試劑空白量測訊號是否有需要排除最後一個數據。 依據檢定後的數據計算偵測極限（LOD）及定量極限（LOQ）濃度。 註：95%信心水準：測量次數6、7 及8 對應的Q 值分別為0.625、0.568 及0.526。信心區間（confidence interval）計算公式 ts μ x n   ，95% 信心度：t 2.447  （自由度6）；t 2.365  （自由度7）；t 2.306  （自 由度8）。

在實驗室進行水樣中總磷濃度的例行性檢驗時，分析人員獲得了以下5 次重複測量的數據（單位：mg/L）：15.2、15.4、15.5、15.6、16.8。 請分別解釋「準確度（Accuracy）」與「精密度（Precision）」的定義， （10 分）並說明通常用那一種統計量來表示一組數據的精密度？（5 分） 數據中的16.8 看似明顯偏高。請利用Q 檢定法（Q-test）計算其Q 實 驗值（Qcalc），並判斷該數值是否應被剔除？（已知當測量次數n=5 時， 在95%信心水準下的Q 臨界值為0.710）（10 分）

緩衝溶液在環境分析與化工製程中扮演維持pH 值穩定的重要角色。 假設有一弱酸HA（其酸解離常數Ka = 1.0 × 10-5）。若將50 mL 的 0.10 M HA 水溶液與50 mL 的0.10 M NaA（弱酸鹽）水溶液均勻混 合，請計算此混合溶液的pH 值。（5 分） 在進行酸鹼滴定時，選擇適當的指示劑是減少滴定誤差的關鍵。請說 明選擇酸鹼指示劑的一般性原則為何？（10 分） 在實務操作上，為何通常會避免使用「弱鹼」來滴定「弱酸」（或是用 弱酸滴定弱鹼）？請從滴定曲線的特徵加以解釋。（10 分）

半導體產業蓬勃發展，其製程會產生氟化鈣污泥。近年來因應企業社會責 任（CSR），將廢料再利用並在永續產業中展現新價值，降低環境污染風 險。氟化鈣（CaF2,FM 78.07 g/mol）主要用途包括製造氟化氫、作為煉鋼 助熔劑，以及光學透鏡材料，為重要的化工、光學與冶金領域的關鍵材料。 試問在不同溶液中的氟化鈣溶解度。 11 sp K 3.9 10   在水溶液中。（5 分） 在0.01 M CaCl2 溶液中。（5 分） 試比較和的溶解度，說明是否有共同離子效應（common ion effect）。 （10 分）

燃料和液流電池的能量轉換效率取決於電化學反應的標準電位與平衡常 數。除了氫氧反應外，科學家也研究金屬離子（如Cr 和Ce）作為電極材 料或電解質添加劑，來改善電池性能。有關電化學方法和平衡常數彼此相 關性。請回答下列問題：寫出兩半反應和能士特（Nernst）方程式，並計 算平衡常數值與當量點的電位。（每小題15 分，共30 分）  3 3 6 3 2

針對水樣或化工產品中氯離子（Cl-）的定量，莫耳法（Mohr method）與 重量分析法是兩種經典的傳統方法。 在使用莫耳法以標準硝酸銀（AgNO3）溶液滴定氯離子時，應使用何 種化學試劑作為指示劑？（5 分）並請敘述滴定達到終點時，溶液中 發生了什麼化學反應而產生顏色變化（需寫出產生顏色的沉澱物化學 式與顏色）？（10 分） 若改用重量分析法，取2.00 g 的未知固體樣品，經溶解並加入過量硝 酸銀後，產生了1.435 g 的氯化銀（AgCl）沉澱。請計算該未知樣品 中氯（Cl）的重量百分比（%）？（已知原子量：Ag = 107.9，Cl = 35.5）。 （10 分） 45830

碘定量法（Iodometry）廣泛應用於環境溶氧（Winkler 法）或食品中維生 素C 的測定。 碘定量法常使用硫代硫酸鈉（Na2S2O3）作為標準滴定液來滴定生成的 碘（I2）。請寫出此氧化還原反應的平衡化學方程式。（10 分） 碘定量法中必須使用「澱粉」作為指示劑。請說明澱粉指示劑應在滴 定的那一個階段（滴定初期還是接近終點時）加入？並詳細解釋原因。 （15 分）

3 6 6 Fe(CN) Cr Fe(CN) Cr Fe(CN) Cr E 0.36 E 0.408 o o             4 3 3 3 2 3 4 4 2 ) Ce H AsO H O 2Ce H AsO 2H 1M HClO (         4 3 4 o o 4 H AsO Ce E 1M HClO 1.70 E 0.577 ( )    四、緩衝溶液主要應用生物與醫學領域以及工業與製程應用，尤其在人體生理 系統和細胞培養與生化實驗為重要關鍵參數。小甘做實驗時取1.00 克的 甘胺醯胺鹽酸鹽（glycine amide hydrochloride, FM 110.54）和1.00 克的甘 胺醯胺（glycine amide, FM 74.08）配製成100 毫升的緩衝溶液。 a ) pK 8 ( .04  ，請回答下列問題。 說明何謂緩衝溶液？（5 分） 此時pH 值為多少？（5 分） 當加入1 克的甘胺醯胺鹽酸鹽，配製成100 毫升溶液時pH 8.00，需要 多少克的甘胺醯胺？（10 分） 若加入0.100 M 的氯化氫（HCl）5.00 毫升至中時，pH 值為多少？ （5 分） 若加入0.100 M 的氫氧化鈉（NaOH）5.00 毫升至中時，pH 值為多 少？（5 分）

水溶液中加入1.0 × 10–4M Pb(IO3)2 的難溶鹽（Ksp = 2.5 × 1013） 如果水溶液是純去離子水，列出化學平衡式，計算Pb(IO3)2 的溶解度。 （8 分） 如果水溶液中已含有0.10M 的鉛離子[Pb2+]，再加入1.0 × 10–4 M Pb(IO3)2，計算Pb(IO3)2 的溶解度。Pb(IO3)2 的溶解對[Pb2+]貢獻是否超 過5%？（10 分） 如果水溶液中已含有1.0 × 10–4 M 的鉛離子[Pb2+]，再加入相同濃度的 Pb(IO3)2 (1.0 × 10–4 M），相較於，Pb(IO3)2 的溶解度會增加或減少? Pb(IO3)2 的溶解對[Pb2+]貢獻是否超過5%？（10 分）

藥架上有一瓶雙氧水，重36.04 公克，體積為33 毫升。根據所述，回答下 列問題，並詳述計算邏輯，其中計算結果之有效數字須與相關數據的有效 數字一致，否則不予計分。（每小題10 分，共20 分） 計算該溶液的密度（單位：公克/毫升）。 若從中取出10.75 毫升，則剩餘溶液的重量為多少公克？

已知鉛離子與硫酸根離子在水中會進行下列反應，產生硫酸鉛微粒，溶度 積常數為 sp K ： 2 2 4 4 P (aq) (aq) (s b SO P ) bSO     ， 2 2 4 [Pb ][SO ] sp K    。 某生以濃度為0.01 M 的 2 4 K SO 溶液，滴定50.00 毫升濃度未知的

在分析化學中，以下兩滴定是傳統上常用的定量方法 列出以NaOH 滴定HNO3濃度之當量平衡式及如何決定滴定終點？（6 分） 列出在酸性溶液中以KMnO4 滴定Na2C2O4 濃度之當量平衡式及如何 決定滴定終點？（8 分） 解釋滴定終點（end point）與當量終點（equivalent point）的差異及可 能造成差異的原因？（4 分）

水溶液密度為0.899 g/mL，進行以下單位轉換，答案需遵守正確有效數 字寫法。（每小題8 分，共24 分） 水溶液含28.0% w/w NH3，將單位轉換成莫耳濃度（M）。 水溶液含2.50 × 102 ppm 氯離子[Cl]，將單位轉換成莫耳濃度（M）。 Cl 原子量：35.453 水溶液含0.50 M NaCl，將單位轉換成重量濃度單位（g/mL）。 Na 原子量：22.977 45330

2 Pb(NO ) 溶液，所得滴定曲線如圖一所示，其中 2 pPb log[Pb ]   。實驗顯示：當他 滴入50.00 毫升時，溶液中的指示劑瞬間變色。根據所述，回答下列問題， 並詳述推導過程。（每小題10 分，共20 分） 若滴定終點與反應當量點完全一致，則 3 2 Pb(NO ) 溶液的濃度為多少 M？計算之。 承題，硫酸鉛的溶度積數值又為何？ 圖一 三、已知HY 在水中會解離出Y離子，而Y離子又可與鉛離子(Pb2+)進行錯合 反應，產生唯一產物：PbY離子： HY(aq) H aq Y a ( ) ( q)     ， 7 [H ][Y ] 1.0 10 [HY] a K       ， 2 Pb aq Y a ( ) ( ) q Pb q ( ) Y a      ， 11 2 [PbY ] 1.0 10 [Pb ][Y ] f K       ， 根據所述，回答下列問題，並詳述推導過程，否則不予計分。 （每小題10 分，共20 分） 若將一公升含有HY 的溶液之pH 值調整為7.0，則溶液中Y離子的莫 耳分率（簡稱）的數值為何？已知的定義如下： [Y ] Tc    ，其中 [HY] [Y ] Tc    當以 3 1.00 10 M   的HY 溶液，滴定50.00 毫升、濃度為 3 1.00 10 M   的 2 Pb 溶液時，發現滴入50.00 毫升時，溶液中的指示劑瞬間變色。試問 指示劑變色瞬間，溶液中鉛離子的pPb 值為何？數值估計至小數第二 位，已知溶液的pH 值等於7.0， 2 pPb log[Pb ]   。

水溶液含0.050 M NH3（Kb = 1.75 × 105），回答以下問題。 列出此水溶液中兩項主要的化學平衡式。（8 分） 列出此水溶液中的質量平衡式（mass balance equation），此平衡式中 何者可忽略（誤差＜5%）？（7 分） 列出此水溶液中的電荷平衡式（charge balance equation），此平衡式中 何者可忽略（誤差＜5%）？（7 分） 依以上假設，計算此溶液的pH 值（取正確有效數字）。並驗算以上假 設造成之誤差是否＜5%？（8 分）

如圖二所示為以一具酸鹼度測定儀測量一杯醋酸（簡稱HOAc）溶液的pH 值時所得的結果。根據所述，回答下列問題，並詳述計算過程，已知HOAc 在水中會進行下列解離反應，解離常數為 a K ： (aq HOA ) OAc (aq c(aq) H )     ，

1.0 10 a K    （每小題10 分，共20 分） 計算該溶液中氫離子的濃度（單位：M）。以正確科學記號表示。 計算該溶液中HOAc 的濃度（單位：M）。 圖二 五、實驗桌上有一瓶雙氧水，所含過氧化氫 2 2 (H O )的濃度未知。已知過氧化氫 在pH 0 的酸性環境中可與 2 Fe 離子完全反應，並被還原成水。又知實驗 室中有一電池，組成為： 2 4 NHE || H SO (pH 0) | Pt，若在其陰極半電池內加 入 3 Fe 離子（x 莫耳）與 2 Fe 離子（y 莫耳），則電池的電壓（簡稱E）會 隨x 與y 的變化而變化，如圖三中曲線所示，數值與以能斯特方程式所預 測的理論值完全吻合，其中x、y 為兩任意數。根據所述，回答下列問題。 （每小題10 分，共20 分） 列出 2 2 H O 與 2 Fe 離子在酸性環境中進行反應的平衡反應式，係數須以 最小整數比表示。 若在10.00 毫升的該雙氧水內，先加入 2 1.00 10  莫耳的 4 FeSO 以及數滴 1 M 硫酸，待其充分反應後，再將混合溶液倒入上述電池的陰極半電池 中，發現電池電壓值恰為0.67 伏特。計算未知雙氧水中過氧化氫的 濃度（單位：M），並詳述推導過程，其中陰極內的pH 值變化可忽略 不計。 圖三

嘉磷塞（Glyphosate,分子量為169.07 g/mol）又稱為年年春，是一種廣效 型的有機磷除草劑。以液相層析-紫外光偵測器分析蔬果類中嘉磷塞，將濃 度為9.3 μM 的樣品注入儀器中，重複測量7 次，其訊號分別為12.0、12.4、 12.8、12.4、12.3、12.5 和13.4 nA。而空白試劑的訊號分別為0.8、0.9、 1.3、1.2、1.1、1.0 和1.9 nA，且檢量線斜率為0.35 nA/µM。 分別以Q 檢定（Q-test）及95%信賴水準（confidence level），檢定9.3 μM 的訊號和空白試劑的訊號是否需排除最後一個數據。（8 分） 依據檢定後的數據計算偵測極限時訊號的強度及定量極限濃度。（8 分） 請計算當樣品訊號為9.0 nA 的濃度值。（4 分） 註：95%信賴水準：測量次數6、7 及8 對應的Q 值分別為0.625、 0.568 及0.526。信心區間（confidence interval）計算公式 x ts n   ， 95%信賴水準：t = 2.447（自由度6）；t = 2.365（自由度7）；t = 2.306 （自由度8）。

鈣鈦礦太陽能電池為新崛起的太陽能電池技術，加入碘化鉛（PbI2,分子量為 461.0 g/mol）可調控鈣鈦礦薄膜的光電特性，賦予更優異的光電轉換效率。 碘化鉛的Ksp = 7.9×10-9。請計算：（每小題5 分，共10 分） 於1 升的水溶液中，可溶解多少克的碘化鉛？ 於1 升的0.0634 M NaI 水溶液中，可溶解多少克的碘化鉛？ 15050

氯離子濃度可作為水質污染源追蹤指標，若水中濃度過高具腐蝕性，會防 礙農作物生長。同時氯離子也可維持人體細胞正常滲透功能。以硝酸汞滴 定法，分析人體尿液中的氯離子含量。以二苯硫腙（diphenylcarbazone） 為指示劑，當過量汞離子與二苯硫腙形成藍紫色複合物，即為滴定終點。 （每小題10 分，共20 分） 以147.6 毫克的氯化鈉標定硝酸汞溶液時，需消耗28.06 毫升的硝酸汞 溶液，試問硝酸汞溶液的體積莫耳濃度（molarity）為何？ 以標定後的硝酸汞溶液來滴定2 毫升尿液，需消耗22.83 毫升的硝酸汞 溶液，試問尿液中氯離子的濃度為多少mg/mL？ 註：原子量Hg = 200.59, O =15.999, Cl = 35.453, N =14.006, Na =22.989

EDTA（Ethylenediaminetetraacetic acid,乙二胺四乙酸）為六質子酸， 分析化學上用來進行錯合物滴定。今以0.03855 M 的Fe2+（pH = 6.0） 滴定25 毫升濃度為0.02026 M 的EDTA 溶液，請計算下列各滴定體 積時的pFe 值。（pFe=-log[Fe2+]） 4- 2+ 2- 9 f Y Fe +EDTA FeY α K =4.8 10   請計算到達當量點時，需消耗多少毫升的Fe2+溶液？（5 分） 加入12 毫升Fe2+溶液後，pFe 值為多少？（10 分） 到達當量點時，pFe 值為多少？（10 分） 加入14 毫升Fe2+溶液後，pFe 值為多少？（5 分）

在25℃時，請分別寫出下列電化學電池的還原半反應和能士特（Nernst） 方程式，並求出電化學電池的電位（E）。（每小題10 分，共20 分） Pt(s)|H2(g,0.100bar)|H+(aq,pH=3.14)||Cl-(aq,0.100M)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)|Pt(s) (Hg2Cl2, E0 = 0.268 V) Pt(s)| Cr2+(aq 0.0250 M), Cr3+(aq 0.0250 M)|| Tl+(aq, 1.0 M)| Tl(s) (Tl+, E0 = -0.336 V),(Cr3+, E0 = -0.42 V)

分析空氣中微粒鉛的含量可使用原子吸收光譜法測定，甲生和乙生以相 同方法分析同一個樣品，所得數據如下：（每小題5 分，共20 分） 次數 甲生（ppm） 乙生（ppm） 1 5.00 4.90

將3.30克(NH4)2SO4溶於125.0毫升的0.1011 M NaOH溶液，最後加去離子 水至500.0毫升。（Ka of NH4+ = 5.70 10-10） 寫出此溶液之酸鹼平衡式。（10分） 計算溶液之pH值。答案需含正確之有效數字。（14分）

5.10 4.70

定義以下滴定相關名詞： 滴定當量點（equivalent point）。（6分） 滴定終點（end point）。（6分） 一級標準品（primary standard）與二級標準品（secondary standard）於 定量分析使用上之差別。（8分） 氫氧化鈉（NaOH）與鄰苯二甲酸氫鉀（KHP）粉末分別為一級或二級 標準品，請解釋原因。（8分）

5.20 4.50

以HCl溶液（0.1000 M）來滴定50.00 mL的NaCN（0.0500 M）溶液（HCN 的Ka = 6.2 × 10-10） 寫出滴定反應平衡式。（5分） 計算加入0.00 mL的HCl溶液後的pH值。（5分） 計算加入25.00 mL的HCl溶液後的pH值。（7分） 計算加入26.00 mL的HCl溶液後的pH值。（7分）

5.20 4.60

在分析化學中，銀量法是一種涉及銀離子的滴定方法。通常情況下，銀離 子會與多種離子形成沉澱，請列出以下銀離子沉澱物的化學平衡式及解 釋其溶解度與pH值的關係。（每小題8分，共24分） 氯離子（Cl） 氰離子（CN） 碳酸鹽（CO32）

5.50 4.80 請計算甲生結果的平均值與標準偏差。 請計算乙生結果的平均值與標準偏差。 若鉛含量的真實濃度為5.00 ppm，請問誰的結果準確度較高？相對誤 差為何？ 請問誰的結果精密度較高？請說明原因。 二、Al(OH)3 的溶解度積常數Ksp值為3.0×10-34，請計算在0.01 M 的NaOH 溶液中的溶解度為何？（10 分） 在25℃下，Ca(OH)2 和Mg(OH)2 的溶解度積常數Ksp 值分別為A 和 B，若同時將上述兩種氫氧化物溶於水，而達成飽和時，溶液中[OH-] 為何值？（H2O 產生的OH-可忽略不計，答案得以A 和B 數學關係 式表示）（10 分） 三、取2.53 克的磁鐵礦（含Fe3O4, 231.55 g/mol），將試樣溶解後，使溶液中 的鐵離子全部沉澱為Fe(OH)3，然後灼燒為Fe2O3（159.70 g/mol），秤得 Fe2O3 的重量為1.48 克。 請計算磁鐵礦中含Fe3O4 的百分率。（10 分） 共沉澱（coprecipitation）會造成沉澱物污染，請說明造成共沉澱的機 制有那些？並說明原因。（10 分） 四、檢驗水中硬度的標準方法是使用錯合滴定法（complex formation titration），滴定劑使用乙二胺四乙酸（EDTA, H4Y），簡稱為EDTA。實 驗室有一瓶EDTA 溶液未標示濃度，小華用CaCO3 標準品測定EDTA 的 濃度。取0.25 g 的CaCO3 標準品（CaCO3 的分子量為100.9 g/mol），配 製成25.0 mL 溶液。加入1.0 mLpH 為10.0 的緩衝溶液（含有少量EDTA 之鎂鹽MgY2-），再加入2 滴羊毛鉻黑T（Eriochrome Black T）指示劑 後，慢慢加入EDTA 滴定液，於28.5 mL 時到達滴定終點。 請計算EDTA 溶液的莫耳濃度。（10 分） 因為EDTA（H4Y）在水中的溶解度小，所以通常使用EDTA 的鈉鹽 Na2H2Y•2H2O 配製標準溶液。請問Na2H2Y•2H2O 溶液配製好後， 是否需要標定？請說明原因。（5 分） 加入指示劑後溶液為紅色，到達滴定終點時溶液變成藍色。請說明指 示劑變色原理。（5 分） 五、環境用藥過氧化氫檢測方法是使用氧化還原滴定法，以高錳酸鉀標準溶 液（KMnO4，分子量為158.03 g/mol）滴定。高錳酸鉀溶液配製後，須以 草酸鈉標定（Na2C2O4，分子量為134.00 g/mol）。取0.15 g 草酸鈉，加 入25 mL 的酸性溶液，將溶液加熱至60℃，以高錳酸鉀標準溶液滴定， 於23.52 mL 到達滴定終點。反應式如下： MnO4ˉ + H2C2O4 + H+ → Mn2+ + H2O + CO2 請平衡上列化學反應方程式。（4 分） 請計算高錳酸鉀溶液的濃度。（8 分） 請說明為何將溶液加熱至60℃，再以高錳酸鉀標準溶液滴定。（4 分） 當開始標定時，加入2 mL 高錳酸鉀溶液，需要一些時間高錳酸鉀顏 色才會消失，然後反應進行會越來越快，請說明原因。（4 分）

常用的溶液中物質濃度單位ppm 定義為何？計算時我們經常將mg/L 當 成ppm 使用，請問為何ppm 與mg/L 可以互通？是否有任何條件限制？ （10 分） 報導空氣品質時也常用ppmv 當作單位，請說明此單位的定義。（8 分） 在全球呼籲減碳與永續的聲浪下，目前空氣中的二氧化碳已經高達400 ppmv，請問在1 莫耳的空氣裡，含有多少毫克的二氧化碳？（7 分）

小明開發一種新的方法分析環境水樣品的銅含量，購買一瓶標準參考物 質（standard reference material），標籤上標示銅含量為0.750 ppm。小明 使用新的分析方法檢測標準參考物質的銅含量，得到的數據分別為 0.771、0.785、0.760、0.759、0.775 ppm。 請說明精確度和準確度有何不同。（8 分） 請評估此方法的相對誤差並列出算式。（6 分） 請評估此方法的變異係數（coefficient of variation）並請列出算式。 （6 分）

如果要讓水溶液中的Pb2+完全沉澱，可在該溶液加入S2-形成PbS(s)： PbS(s)⇌Pb2+ + S2- Ksp = 3.0 × 10-28 持續通入H2S 氣體使含有Pb2+的水溶液中H2S(aq)維持飽和溶解度0.1 M， 加入緩衝試劑使整體溶液維持pH=3.52，並參考下列反應： H2S + H2O ⇌H3O+ + HS- K1= 9.6 × 10-8 HS- + H2O ⇌H3O+ + S2- K2= 1.3 × 10-14 請推導出平衡時[Pb2+]與[H+]、K1、K2 之間的數學關係式。（15 分） 根據上述條件當沉澱完畢達到平衡時，水溶液中[Pb2+] = ？ M（10 分）

請計算下列溶液的pH 值。 濃度為2.0 M 的HCl 溶液。（6 分） 濃度為0.01 M 的NaOCl 溶液。（NaOCl 的Kb = 3.3x10-7）（7 分） 混合溶液含有0.30 M 的甲酸（HCOOH）及0.50 M 的甲酸鈉 （HCOONa）。（HCOOH 的Ka = 1.8x10-4）（7 分）

將Ag3PO4(s)（Ksp=2.8×10-18）飽和溶解於pH=6.0 緩衝溶液。（H3PO4 三 質子酸解離常數：K1=7.11×10-3, K2=6.32×10-8, K3=4.5×10-13） 請計算PO43- 對溶液中所有具磷酸根物種的比值（即莫耳濃度分率）， α(PO43-)= [PO43-]/([PO43-]+[HPO42-]+[H2PO4-]+[H3PO4])= ？（8 分） 請推導出Ag3PO4 溶解度（用S 表示）與Ksp（溶解度積）以及α(PO43-) 之數學關係式，S=？（以Ksp 與α(PO43-)表示之關係式）（10 分） 請問銀離子濃度[Ag+] = ？（7 分）

小明以重量分析法分析DDT 殺蟲劑中的氯含量。取5.50 g 的DDT 殺 蟲劑（C14H9Cl5，分子量為354.49 g/mol）以金屬鈉分解釋出Cl-後，配 製成Cl-溶液。加入過量的AgNO3 溶液形成0.1873 g 的AgCl（分子量 為143.32 g/mol）沉澱。 請計算樣品中DDT 的含量百分比為何？（10 分） 若AgCl 固體形成膠體沉澱物，顆粒太小不易過濾，須設法使膠體粒 子凝聚成較大的顆粒。請說明使膠體粒子凝聚的方法有那兩項？（4 分） 請說明何為均勻沉澱法（homogeneous precipitation）。（6 分） 45030

將某一酒精溶液樣品1.0 mL 加到50 mL、0.02 M 的K2Cr2O7 水溶液中， 在酸性條件下充分加熱反應，已知酒精會被氧化成醋酸，K2Cr2O7 會產生 Cr3+： 請寫出此步驟的平衡氧化還原反應。（8 分） 在前一步中K2Cr2O7 必須是過量才可使酒精完全耗盡，因此在反應之後 會有剩餘的K2Cr2O7 需要測定，吾人先加入20 mL 的Fe2+（0.125 M） 與適量酸使之完全還原，請寫出此步驟的平衡氧化還原反應。（7 分） 過剩的Fe2+可以再用原本配好的0.02 M K2Cr2O7 溶液滴定之，經實驗測 定此步驟需7.5 mL K2Cr2O7 方可達滴定終點。原本酒精溶液樣品的濃 度是多少百分比（w/v）% ？（10 分）

以NaOH 溶液滴定25.0 mL 濃度為0.10 M 的H2CO3 溶液，H2CO3 的 Ka1 = 4.45x10-7，Ka2 = 4.69x10-11。 配製好的NaOH 溶液須以鄰苯二甲酸氫鉀（KHP，分子量為204.22g/mol） 標定，請說明原因。（4 分） 取0.54 g 的鄰苯二甲酸氫鉀（KHP），配製成25.0 mL 的水溶液，以未 知濃度NaOH 水溶液滴定，加入25.3 mL 時到達滴定終點。請計算 NaOH 水溶液的莫耳濃度。（6 分） 指示劑pH 變色範圍如下：甲基紅：4.2-6.3，溴百里酚藍：6.2-7.6，酚 酞：8.3-10.0，茜素黃：10.0-12.0。請問要加入那種指示劑，才能觀察 H2CO3 的第二個滴定終點。（請詳細說明原因）。（10 分）

列出下列反應的平衡反應式。無須列出物質狀態，但係數須以最小整數 比表示。若涉及氫離子、氫氧根離子、水或其他未參與反應的離子，則 自行補齊，否則不予計分。（每小題6 分，共24 分） 硫酸銅與氨水進行反應，產生四氨銅錯離子。 二鉻酸根離子與氫氧根離子進行反應，產生鉻酸根離子。 二鉻酸根離子與乙醇（C2H5OH）進行反應，產生鉻（III）離子與乙醛 （CH3CHO）。 氯化鋇與硫酸鉀在水中進行反應，產生硫酸鋇沉澱。

檢測爆裂物中KClO3（分子量為122.55 g/mol）含量是使用氧化還原滴 定法。取0.1791 g 爆裂物樣品，加入50.0 mL 濃度為0.087 M 的Fe2+溶 液，進行下列反應： ClO3- + 6Fe2+ + 6 H+ → Cl- + 6Fe3+ + 3 H2O 當反應完全後，過量的Fe2+以14.9 mL 濃度為0.069 M 的Ce4+溶液進行 反滴定。 請寫出Fe2+和Ce4+的反應方程式。（6 分） 請計算和KClO3 反應的Fe2+毫莫耳數。（6 分） 請計算樣品中KClO3 的含量百分比。（8 分）

實驗室在執行化學分析之前，會購買驗證參考物質（Certified reference material），並要求製造商或供應商提供安全資料表（Safety data sheet）。 請回答下列問題： 什麼是驗證參考物質？使用驗證參考物質的重要性及製備方法。 （15 分） 什麼是安全資料表？使用安全資料表的注意事項。（10 分）

高毒性之Cr(Ⅵ)可以NHSO3 處理生成毒性較低的Cr(Ⅲ)，請寫出主要產 物，並完成下列氧化還原半反應及全反應平衡方程式。（25 分）

有關自行配製75%消毒酒精，請回答下列問題： 使用95%市售酒精配製500 mL 75%消毒酒精，需要使用多少mL 的95% 市售酒精？75%消毒酒精的莫耳濃度（M）為多少？（15 分） 說明子題中500 mL 75%消毒酒精的精密配製方法及簡化配製方法。 （10 分）

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有關於沉澱重量分析法，請回答下列問題： 說明本分析法的基本原理及優缺點和影響結果的因素。（15 分） 使用沉澱重量分析法測定200 mL 水中硫酸根（SO42-），用氯化鋇 （BaCl2）將水樣中的SO42-沉澱為硫酸鋇（BaSO4），請問添加多少BaCl2 溶液比較合適？（註：BaSO4 的分子量為233.4 g/mol；25℃時BaSO4 的 溶度積Ksp = 1.0×10-10）（10 分）

CrO HSO    二、Cr(Ⅵ)還原反應產生之Cr(Ⅲ)可加鹼，使之產生Cr(OH)3 之沉澱收集去 除，請問欲將水溶液中之Cr(Ⅲ)降至20.0 ppb 以下，須將水溶液之pH 值 （取小數點後一位）調整至多少以上或以下？（25 分） 原子量：Cr =52.00, Cr(OH)3 之pKsp=29.8 三、甲苯化學式為C6H5CH3 為重要之溶劑，但常暴露於甲苯中，神經系統 可能會受到不良之影響，請算其分子量之絕對及相對誤差（不確定度）。 （原子量：C = 12.0106 ± 0.0010, H = 1.00798 ± 0.00014）某甲苯純度為 95.00 ± 0.10 wt %則該甲苯100 g（不考慮秤量誤差）中有之純甲苯莫 耳數及其絕對誤差為多少？（25 分）

有關於酸鹼滴定容量分析法，請回答下列問題： 說明本分析法的基本原理和影響其結果的因素。（15 分） 有關於氫氧化鈉（NaOH）溶液滴定鹽酸（HCl）溶液試驗，請繪製其滴 定曲線圖，標示縱軸和橫軸的名稱（實驗參數）、反應起始點、當量點、 指示劑變色、反應終點，並說明曲線變化之原因。（10 分）

使用NaCO3（分子量：105.99），1.0 M 之HCl 或1.0 M 之NaOH 水溶液調 配100 mL 濃度為0.100 M 之pH 9.50 的緩衝溶液。H2CO3之pK1= 6.351、 pK2 = 10.329。 請問需要NaCO3 之重量為多少克？（4 分） 加入之水溶液為HCl 或是NaOH？需要加入多少毫升（mL）？（15 分） 請說明本緩衝溶液配置流程。（6 分）

已知一體積為1.00 公升的水溶液中含有0.001 莫耳硫酸銅與1.00 莫耳乙 二胺（簡稱為Y），且二者會進行下列反應，根據所述，回答相關問題。 Cu2+(aq)＋Y(aq)→CuY2+(aq), K1 = 11010 CuY2+(aq)＋Y(aq)→CuY22+(aq), K2 = 1108 依據質量守恆定律，列出溶液中[Y]、 2 [CuY ] 與 2 2 [CuY ] 間的關係。 （3 分） 依據電中性原理，列出溶液中正負離子間的濃度關係，假設Y在水中不 會進行水解反應。（2 分） 計算溶液中 2 2 2 [CuY ] [CuY ]  的數值，並詳述計算過程。（5 分） 計算溶液中 2 [Cu ] 的數值，並詳述計算過程。（5 分）

水楊酸（C7H6O3）於25℃之飽和水溶解度為0.248g/100 mL，其pKa = 2.97， 試計算該水溶液之pH 值。（10 分）取該飽和水楊酸溶液500 mL，加入 NaOH 水溶液500 mL 將其pH 值調整至3.00，請問要用幾克之純NaOH 配製NaOH 水溶液？（15 分）

某藥廠生產的免疫調節劑藥片中含有324 mg的活性成分羥氯奎寧 （hydroxychloroquine）。某成人體重70 kg，在剛服用上述藥片2片後，採 集其血液樣本進行一連串化學與物理處理，得到分析實驗用的血漿樣品， 其中包含添加的內標準（internal standard）成分氯奎寧（chloroquine），並 以高效液相層析儀進行定量分析。請回答下列問題： 該成人體內羥氯奎寧的平均濃度為多少（以ppm表示至小數點第二 位）？（9分） 使用內標準的用意為何？（8分） 何謂分析方法的精密度（precision）？本實驗之精密度實驗如何進行？ （8分）

計算下列數值之答案及其絕對及相對不確定度，答案以適當之有效數字表示。 （20 分） [5.97( 0.06) 2.86( 0.02)] 22.2( 0.2)     ＝？

乙醯苯胺分子式為C8H9NO，以元素分析儀通以過量氧氣在高溫下進行燃 燒，可用於分析該有機化合物的元素含量，請回答下列問題： 已知元素碳、氫、氮、氧的原子質量分別為12.011、1.008、14.007、 15.999 g/mol。計算乙醯苯胺分子中元素氮的理論重量百分比（至小數 點第二位）。（9分） 若反應產物為二氧化碳、水及氮氣，則2莫爾乙醯苯胺燃燒所需要的氧 氣質量為何（以g為單位，至小數點第二位）？（8分） 請說明燃燒（combustion）反應與裂解（pyrolysis）反應的差別。（8分）

H3PO4 (98.00 g/mol), NaH2PO4 (119.98 g/mol), Na2HPO4 (141.96 g/mol), Na3PO4 (163.94 g/mol), pK1 = 2.15, pK2 = 7.20, pK3 = 12.35 請問配置pH 6.00 的磷酸緩衝溶液應該使用上述那兩種物質？（2 分） 各需該兩種物質鹼：酸之莫耳濃度比為多少？（10 分） 配總磷酸物質0.100 M 之上述緩衝溶液2.00 L，各需該兩種物質幾克？ （8 分）

凱氏法是以酸鹼滴定方法測定有機氮的一種廣泛使用的方法，請回答下 列問題： 請說明如何配置已知濃度標準NaOH水溶液。（5分） 取0.5 mL的蛋白質水溶液樣品進行消化，並將游離的NH3蒸餾至 15.00 mL 的0.02140 M HCl 中，其中未反應的HCl 需要5.26 mL 的 0.0258 M NaOH才能完全滴定。請計算分析樣品中的蛋白質濃度（以 mg/mL為單位，至小數點第二位）。已知氮的原子質量為14.007 g/mol； 該蛋白質組成中的氮元素含量重量百分率為18.2%。（10分） 請說明上述反應中關於消化與收集NH3的操作過程。（10分） 45730

定量次氯酸鈉之濃度，次氯酸鈉（NaOCl）溶液稀釋20 倍後，取25 mL， 加入約2 g 之過量KI，在0.5 M 之H2SO4環境中反應後，以0.0050 M Na2S2O3 溶液滴定16.8 mL 達滴定終點。 請寫出參與測定NaOCl 之反應物種之氧化還原反應平衡式，包括滴定 部分。（10 分） 本測定使用澱粉水溶液作為指示劑，請問該指示劑加入被滴定物之時 機，是在滴定開始前加入，還是在滴定終點前加入？說明您選擇加入時 機之原因。（5 分） 設該次氯酸鈉水溶液密度為1.00，請計算該水溶液NaOCl 之百分濃度。 （10 分）

硫化鉛（PbS）是黑色固體，難溶於水，關於PbS在溶液中的化學平衡，請 回答下列問題： 計算含有飽和H2S的pH 3緩衝溶液中Pb2+莫爾濃度。已知水中飽和的H2S 濃度為0.10 M；PbS的溶解度積常數為3.0 10-28；H2S的兩個酸解離常 數分別為9.6 10-8、1.3 10-14。（10分） 以濃HCl溶解硫化鉛後，將此溶液煮沸至乾，則會殘留白色粉末，請推 測該產物為何？並說明可能的原因。（5分） 已知Pb2+還原成Pb的標準還原電位為-0.126 V，請寫出PbS的還原半 反應式，並計算PbS標準還原電位（以V為單位，至小數點第三位）。 （10分）

某實驗室以已知濃度鉀離子進行分析鉀離子之方法選擇，方法1 為測量 256 mg/L 之水溶液5 次，其結果分別為266, 243, 231, 209, 226 mg/L；方 法2 為測量125 mg/L 之水溶液5 次，其結果分別為113, 83.2, 141, 104, 121 mg/L。請問何方法之準確度較高？何方法精密度較高？（10 分）

某生以一張秤量紙盛取硝酸銀(AgNO3，式量：170)，秤得總重量為0.271 (±0.001)克。他另以一只圓底燒杯量取蒸餾水，溶解所得硝酸銀。根據 所述，回答下列問題： 若秤量紙的重量為0.101 (± 0.002)克，而硝酸銀的淨重為W (±Δ W)克，則 W 與Δ W 的數值各為何？估計之，並詳述計算過程，已知若z = f(x,y)， 則(Δ z)2 = ( ∂z ∂x)2(Δ x)2 + ( ∂z ∂y)2(Δ y)2，其中Δ z、Δ x 與Δ y 分別代表z、x 與y 的標準偏差（standard deviation）。（5 分） 已知上述圓底燒杯底部半徑為2.0 (±0.1)公分，蒸餾水在杯中的深度為 50.0 (± 0.1)公分。若燒杯內蒸餾水的體積為V (±Δ V)公升，則V 與Δ V 的數值各為何？估計之，並詳述計算過程，假設玻璃杯厚度可忽略不 計。（10 分） 若所配製出的硝酸銀溶液的體積莫耳濃度為m (±Δ m) mol/L，則m 與 Δ m 的數值各為何？估計之，並詳述計算過程，假設硝酸銀完全溶解， 且溶液體積無明顯變化。（5 分）

下列為實驗室中常見的五種玻璃器皿。根據所示，回答下列問題： 由編號(A)至(E)，依序寫出各器皿的正確中文名稱。次序錯誤，不予計分。 （5 分） 可藉由那幾個器皿精準量得50.00 mL 蒸餾水？寫出其正確名稱或編 號。（5 分） 為何其他器皿無法達到上述目的？詳述原因。（5 分） 若欲配製50.00 mL、0.10 M 的硝酸銀溶液，需多少克硝酸銀（式量 170.0）？詳述計算過程。（5 分） (A) (B) (C) (D) (E)

下圖為以0.010 M KOH 滴定20.00 mL、0.010 M 某單質子酸(簡稱HA) 時所得到的濃度分布圖，其中橫軸為滴定過程中溶液的pH 值，而縱軸 為所對應的[A-]與[HA]的比值的對數函數(log{ [A-] [HA]})。根據所述，回答下 列問題： 0 1 2

下圖所示為以0.10 M 的NaOH 溶液滴定25.00 mL 某醋酸溶液時所得的滴 定曲線。根據所示，回答下列問題： 該醋酸溶液在滴定前的濃度為多少M？詳述計算過程。（5 分） 該醋酸溶液在滴定前的pH 值為何？詳述計算過程；數值估計至小數點 以下第二位。（10 分） 若欲調整一公升0.10 M NaOH 溶液的pH 值，使其恰等於5.0，則須在 其中加入多少公升濃度為0.20 M 的醋酸？詳述計算過程。（10 分）

鹽酸、硝酸鉀、硝酸銀、鉻酸鉀、碘與澱粉是實驗室中常見的化學試劑。 根據所列，回答下列問題： 若欲檢測未知物中是否含有碳酸根離子，則除硝酸銀外，那一個最適合 作為檢驗試劑？寫出其名稱及所涉及的淨離子反應式。（5 分） 若欲檢測未知物中是否含有鉛離子，則除鹽酸外，那一個最適合作為檢 驗試劑？寫出其名稱及所涉及的淨離子反應式。（5 分） 若欲精準得知食鹽水中氯化鈉的含量，則應以那兩個試劑相互配合，才 能達成目的？寫出二者的名稱，並詳述分析依據與所涉及的淨離子反應 式。（10 分）

若在一只培養皿中加入碘化鉀溶液以及數滴無色酚酞溶液後，再以兩支鉛 筆芯與一個6-V 直流電池對其進行電解，則在培養皿右上方的筆芯周圍會 顯現粉紅色，而在左下方的筆芯周圍，會顯現黃褐色，如下圖所示。根據 所述，回答下列問題： 電解時，在粉紅色區域主要產生何種物質？寫出其名稱及所涉及的半反 應式。係數須平衡，並以最小整數比表示。（5 分） 電解時，在黃褐色區域主要產生何種物質？寫出其名稱及所涉及的半反 應式。係數須平衡，並以最小整數比表示。（5 分） 若將鹽酸、硝酸銀、硝酸鉀、鉻酸鉀、氫氧化鉀、酚酞、碘或澱粉，滴 入黃褐色區域內，則那一個可使其顏色迅速褪去？寫出其名稱，並詳述 理由。（5 分）

根據下列實驗步驟與結果，回答相關問題： 步驟I：於一支試管中加入十毫升0.01 M 的硫酸銅溶液後，再加入5 g 氯 化鈉。原有澄清藍色溶液瞬間變成綠色。 步驟II：停止添加氯化鈉，改滴入6 M 氨水。試管內溶液逐漸由綠色變成 深藍色。 為何硫酸銅溶液加入氯化鈉後，其顏色會由藍色變成綠色？詳述可能發 生的反應，並以淨離子反應式表示，其中係數須平衡，並以最小整數比 表示。（10 分） 為何綠色的硫酸銅與氯化鈉混合溶液加入氨水後，溶液顏色又逐漸由綠 色變成深藍色？詳述可能發生的反應，並以淨離子反應式表示，其中係 數須平衡，並以最小整數比表示。（10 分）

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 log{[A -]/[HA]} pH 44930 6 7

9 10 11 12 13 14 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 log (S) pH 在滴定前，該HA 溶液的pH 值為何？估計之，並詳述計算過程。（10 分） 若欲讓該溶液中的 [A-] [HA]恰等於1.0，則須加入多少毫升0.010 M 的 KOH？估計之，並詳述計算過程。（5 分） 已知KA 是HA 與KOH 的產物，若欲以1.0 M KA 與1.0 M HCl 配製 出pH 6.0 的溶液，則二者體積的比值（ VKA VHCl）應為何？估計其數值，並 詳述計算過程，其中VKA 與VHCl 分別代表KA 與HCl 的體積。（5 分） 三、已知Ni(OH)2、Mg(OH)2 與Ca(OH)2 在水中會進行下列解離反應： Ni(OH)2(s) ⇌ Ni2+(aq) + 2OH-(aq)，Ksp,1 Mg(OH)2(s) ⇌ Mg2+(aq) + 2OH- (aq)，Ksp,2 Ca(OH)2(s) ⇌ Ca2+(aq) + 2OH-(aq)，Ksp,3 實驗顯示三者的溶解度(簡稱S，單位：mol/L)會隨水中pH 值增加而降低， 如下圖所示，其中縱軸為S 的對數函數值(log(S))。已知Ksp,1 < Ksp,2 < Ksp,3， 根據所述，回答下列問題： 估計Ca(OH)2 在pH 5.0 溶液中的S 值，並詳述計算過程。（10 分） 估計Ni(OH)2 在pH 13.0 溶液中的S 值，並詳述計算過程。（10 分） 現有一固體混合物，內含Ca(OH)2、Mg(OH)2 與Ni(OH)2 各0.10 莫耳， 被置於1.00 公升的純水中。若欲藉由pH 值調整與過濾技巧，將三者 中的兩個同時從溶液中「完全過濾分離」，則溶液的pH 值應調整至那 一範圍才能達到預期目的？並詳述分離邏輯，其中體積變化可忽略不 計。已知「完全過濾分離」的定義是被過濾分離者，其在溶液中的殘 餘量須小於或至多等於原有量的千分之一。（5 分） 承子題，若欲藉由相似方法，繼續將兩個沉澱物予以分離，則應將 其置於一公升何種pH 範圍的溶液中，才能達到「完全分離」的目的？ 並詳述分離邏輯。（5 分） 44930 四、以下所列為Ag+與Cu2+離子的還原半反應，其中Eo’Ag 與Eo’Cu 為其形式 電位（Formal potential）： Ag+ + e- → Ag， Eo’Ag = 0.80 V vs. NHE Cu2+ + 2e- → Cu， Eo’Cu = 0.30 V vs. NHE 已知Ag+與Cu2+離子的還原電位均符合能斯特方程式，根據所述，回答 下列問題： 若在1.0 公升0.001 M 的AgNO3 溶液中加入大量銅粉，則銀離子的最 終濃度為多少M？估計其數值，並詳述計算過程，假設溶液體積變化 可忽略不計、pH 值並無變化、銅粉僅會與銀離子進行下列反應，不 會引起其他反應。（15 分） 2Ag+(aq) + Cu(s) ⇌ 2Ag(s) + Cu2+(aq)，K = [Cu2+] [Ag+] 2 實驗顯示：若以一含有1 × 10-4 M 的CuSO4 與x M 的Q 的溶液（簡稱 溶液T），作為下列電池中陰極半電池的電解液： Ag | AgNO3 (0.01 M) || 溶液T | Cu 該電池的電壓值（簡稱Ecell）會隨x 的數值增加而下降，如下圖所示。 已知Q 在水中不會進行任何氧化還原反應，僅會與Cu2+離子進行下列 反應，其中Kf 為其平衡常數，y 為Q 的反應係數，估計Kf 與y 的數值， 並詳述計算過程。（15 分） Cu2+(aq) + y Q(aq) ⇌ [CuQy]2+(aq) Kf = [CuQy 2+] ൣCu2+൧ሾQሿy -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 -1.10 -1.08 -1.06 -1.04 -1.02 -1.00 -0.98 -0.96 -0.94 -0.92 -0.90 -0.88 -0.86 Ecell/ V log(x)/ M

請試述下列名詞之意涵：（每小題5 分，共25 分） 信賴區間（confidence intervals） 離子活性係數（activity coefficients for ions） 能士特方程式（Nernst equation） 兩性鹽類（amphiprotic salts） 最小平方分析（least square analysis）

誤差及有效數字是數據品質管制的基本，請回答下列問題： 解釋系統誤差（systematic error）及隨機誤差（random error），各舉一例說明。（8 分） 何謂準確度（accuracy）及精確度（precision）。（8 分） 說明以上及的關聯性？（9 分）

重量分析法是將水溶液中之待測物轉化成固體沉澱物，經過濾秤重，再推算得原來 水溶液之濃度的分析方法，此方法之準確度與固體沉澱物之純度有關。 請說明影響沉澱物純度之原因。（10 分） 如何改善這些問題？（10 分） 若直接以0.1 M 氫氧化鈉水溶液滴入Fe（III）水溶液中，會得膠態物質難以過濾， 如何改善以利於收集大顆粒氫氧化鐵沉澱物？（5 分）

0.2121 克之有機樣品在氧氣中燃燒，所產生之二氧化碳以氫氧化鋇收集，所得到之 碳酸鋇（BaCO3）重約0.6006 克，計算樣品中之含碳比率。（原子量：Ba = 137.327） （25 分）

進行酸鹼滴定需要配置標準酸液和標準鹼液。 某新鮮配置且不含碳酸鹽類（carbonate-free）的氫氧化鈉水溶液50 mL，進行酸鹼 滴定需要消耗0.285 g 標準品KHP（化學結構如下圖所示），求鹼液的莫耳濃度。（原 子量K＝39.098, O＝15.999, C＝12.011, H＝1.008）（5 分） O OH O-K+ O 某20.0 mL 醋酸（CH3COOH，分子量＝60.05 g/mol）溶液，以容量瓶稀釋成100.0 mL， 取其中25.0 mL 以上述氫氧化鈉水溶液48.7 mL 可達滴定終點，計算原來醋酸溶液 濃度，並以百分濃度（w/v，g/mL）表示之。（10 分）  若該新鮮的氫氧化鈉水溶液放置一週後，吸收了空氣中0.368 g CO2，致使濃度發 生改變，此溶液可否應用於稀薄鹽酸溶液滴定？是否影響分析結果？請說明原因。 （10 分） 107年公務人員特種考試關務人員、 身心障礙人員考試及107年國軍上校 以上軍官轉任公務人員考試試題 全一張 （背面） 考試別： 關務人員考試 等 別： 四等考試 類 科： 化學工程 科 目： 分析化學概要

以0.1000 M AgNO3 溶液滴定50.00 毫升之0.0500 M NaCl 溶液，請計算： 滴定當量點所需滴定液體積及滴定終點溶液中的銀（Ag）離子濃度（AgCl, Ksp = 1.82 × 10-10）。（12 分） 加入26.00 毫升之滴定液後溶液中的銀離子濃度。（13 分）

為求分析結果之數據準確性，經常需要將樣品分開，並進行多次重複的實驗過程。 統計學上稱數據為常態分布（normal distribution）時，是指這些數據具備那些性質？ （10 分） 某水溶液樣品共均分成25 份，檢驗其中之重金屬濃度（mg/L）之結果如下表所示。 請從實驗值最小值8.70 mg/L 起，依照組距為0.29 mg/L 將數據分組，畫出數據之 分布直方圖（histogram）。（10 分） 若上述實驗值符合常態分布，且已知該重金屬濃度為10.55 mg/L，計算此實驗平均 值之相對誤差（relative error），以百分數表示之。（5 分） 樣 品 濃 度 樣 品 濃 度 樣 品 濃 度 樣 品 濃 度 樣 品 濃 度 1 9.53 6 10.85 11 11.46 16 9.79 21 10.04 2 8.99 7 11.15 12 8.70 17 8.96 22 10.24 3 9.89 8 9.88 13 9.95 18 9.20 23 9.40 4 10.00 9 9.81 14 11.02 19 10.22 24 10.84

多少體積的NaOH 溶液（含53.4(± 0.4) wt% NaOH, 密度= 1.52(±0.01) g/mL）可加去 離子水製備成2.000 L 的0.169 M NaOH 溶液（以正確有效數字表示）。（原子量： Na = 22.990）（25 分）

9.80 10 10.17 15 10.28 20 9.49 25 10.60

已知碘酸鉀（KIO3）與碘化鉀（KI）在酸性溶液中可進行反應而產生碘，試問如何 利用碘酸鉀配製出一公升濃度為0.0030 M 的標準碘溶液？敘述中除須註明所需藥品 與溶劑的劑量外，也須註明所需工具、器皿的正確名稱以及配製原理或依據。若無 相關說明，則不予計分。（10 分）

分餾為常見的液體混合物樣品分離的前處理方法。試回答下列問題： 分餾的定義及原理。（8 分） 實驗室蒸餾裝置的主要組件。（6 分） 溫度計位於冷凝管出水口的上方或下方？下方水口的水溫為冷水或溫水？（6 分） 溫度計的校正方法。（6 分）

詳述如何利用濃度為10.00 M 的濃鹽酸，準確配製出一公升濃度為0.1000 M 的稀鹽 酸。敘述中除須註明所需溶質與溶劑的劑量外，也須註明所需工具、器皿的正確名 稱。若無相關說明，則不予計分。（10 分）

某硫酸（H2SO4）溶液的濃度為365.6 g/L，密度為1.218 g/mL（硫酸分子量98 g/mol， 水分子量18 g/mol）。試回答下列問題： 硫酸莫耳分率。（4 分） 硫酸質量百分比。（4 分） 硫酸重量莫耳濃度。（4 分） 硫酸體積莫耳濃度。（4 分）

校正某一氫離子探測電極時，發現其訊號值（簡稱S）與校正溶液的pH 值存在如下 圖所示的關係。 當以此電極測量某一鹽酸溶液的pH 值時，所得訊號值為-0.20 V，則該鹽酸溶液的 濃度為多少M？並詳述計算過程。（10 分） 當以上述電極測量40.00 毫升濃度為0.100 M 的某一雙質子酸（簡稱H2X）溶液的 pH 值時，發現若加入20.00 毫升濃度為0.100 M 的NaOH，其訊號值為-0.35 V， 若加入40.00 毫升，訊號值則為-0.45 V，若加入60.00 毫升，訊號值則變為-0.55 V。 根據所述，估計H2X 的第一解離常數值，並詳述推導邏輯。（10 分） 承子題，估計一公升濃度為0.050 M 的NaHX 溶液的pH 值，並詳述推導邏輯。 （10 分） 106年公務人員特種考試關務人員考試、 106年公務人員特種考試身心障礙人員考試及 106年國軍上校以上軍官轉任公務人員考試試題 全一張 （背面） 考試別： 關務人員考試 等 別： 四等考試 類 科： 化學工程 科 目： 分析化學概要

含碳、氫、氧的純有機化合物，常用燃燒分析法測定（使用吸收劑）其元素組成， 進而求得實驗式及分子式。試回答下列問題： 燃燒分析法測定（使用吸收劑）碳、氫、氧元素的原理。（8 分） 提高燃燒效率的方法。（4 分） 將8.00 g 該有機化合物，經燃燒分析法，產生11.98 g 二氧化碳與3.29 g 水。其實 驗式為何？若其分子量為176 g/mol，其分子式為何？（8 分）

已知化合物X 可與鋅離子進行下列反應，其中p 為配位子數目而K 為該反應的錯合 常數： Zn2+ + p X → ZnXp 2+, K = [ZnXp 2+]/{[Zn2+][X]p} 證明下列關係成立。（10 分） log{[ZnXp 2+]/[Zn2+]} = log(K) + p × log[X] 當在三杯含有X 的溶液中分別加入0.0010 莫耳的ZnCl2（體積均為一公升）時， 發現各溶液中的[ZnXp 2+]與[Zn2+]的比值與溶液中X 的平衡濃度呈現出如上圖所示 的關係。估計p 的數值，並詳述計算過程。（10 分） 承子題，若X 的平衡濃度恰為1.00 M，則該溶液中Zn2+離子的平衡濃度為多少 M？並詳述計算過程。（10 分）

使用0.05 M 標準碳酸鈉（Na2CO3）溶液（25.00 mL 於錐型瓶中）標定約0.1 M 鹽酸 （HCl，50 mL 於滴定管中）的標定實驗，試回答下列問題： 碳酸鈉與鹽酸的反應原理及在兩個當量點的化學反應式。（6 分） 繪出滴定曲線示意圖。（註：兩個當量點的pH 值分別約為9 和4）。（6 分） 選用的酸鹼指示劑為何？其顏色的變化為何？（6 分） 在到達第2 個當量點附近，二氧化碳可能影響滴定值的原因為何？應如何處理？ （6 分）

實驗顯示：若以體積為（V + x）公升的蒸餾水溶解25.00 克化合物X 時，X 的體積 莫耳濃度為c + y，其中y 會隨x 的增減而變化，如下圖中曲線X 所示。 若化合物X 的克分子量為100.00 克，則c 為多少M？詳述計算過程。（10 分） 以相同方式溶解25.00 克的另一化合物Y 時，其濃度變化量（y）與x 呈現出如曲 線Y 所示的關係。估計Y 的克分子量（單位：克），並詳述計算過程。（10 分）

請說明卡耳-費雪法測定塗料中水分含量的原理、化學反應式、干擾及品管樣品。 （14 分）

有關乙二胺四乙酸（EDTA）之錯合反應，請回答下列問題： 某樣品中含有ZnSO4（161.44 g/mol），取55.36 mg 樣品，溶解後於溶液中加入過 量Mg2+/EDTA 溶液，所釋放之Mg2+需要以8.77 mL、0.02 M EDTA 反應，請計算 溶液中所含ZnSO4 之百分比。（10 分） 取0.1 M、100 mL CaSO4 溶液，分別在pH 7 與 pH 10 緩衝溶液下以0.1 M EDTA 直接滴定，請畫圖說明兩者之滴定曲線之差異。（5 分） 請畫出Ca2+ 與EDTA 錯合產物之化學結構。（5 分）

電化學電池的結構如下： Pt│UO2 2+(0.2 mM),U4+(1.2 mM), H+(40 mM)║Fe3+(3.8 mM), Fe2+(0.42mM)│Pt 已知 UO2 2+ + 4H+ + 2e- U4+ + 2H2O Fe3+ + e- Fe2+ E0 = 0.334 V E0 = 0.680 V 計算兩個半反應之電極電位。（10 分） 計算此化學電池之電位。（5 分） 寫出淨反應方程式。（5 分）

1 1 2  一、解釋名詞：（每小題5 分，共20 分）  Ionic strength  Student t-test  Linearity  Standard addition calibration 二、精秤5.7600 g KCl‧MgCl2‧6H2O，以超純水稀釋至2.000 L，計算：  KCl‧MgCl2 莫耳濃度。（5 分）  25.00 mL 溶液中氯離子之毫莫耳數。（5 分）  pCl。（5 分） 原子量K: 39.1, Mg: 24.3, Cl: 35.45, H: 1.01, O: 16.0

對於分析結果所得實驗數據之準確性，請提出三種品質管制的方法。（15 分）

重量分析法是將待測物轉變為微溶性的沉澱物，由測得沉澱物重量及計量關係推算 出待測物含量。若所得沉澱顆粒太小，稱之為膠體（colloid），導致無法過濾沉澱秤 重，可考慮以均勻溶液沉澱方法（Homogeneous precipitation method）改善。 若希望結果具 8 分） 試問膠體之性質及其造成 因。（6 分） 何謂均勻溶液沉澱方法 ？（6 分）

有關硝酸銀（AgNO3）溶液，請回答下列問題： 如何配製0.1 M 、25 mL 硝酸銀溶液（原子量：Ag = 107.868，N = 14.007，O = 15.999）。 （5 分） 寫出硝酸銀溶液與鉻酸鈉（Na2CrO4）溶液之反應方程式。（5 分） 若完全沈澱的定義是99.9% 之銀離子全部變成沈澱物，請計算溶液中鉻酸鈉之濃 度（Ag2CrO4 之Ksp= 1.2×10-12）。（10 分）

以氧化還原滴定一100.0 mL 之溫泉水樣品中鐵（原子量55.845 g/mol）含量，首先 以適當方式處理將所有不同價態鐵離子均還原為Fe（II），加入20.00 mL 0.00250 M K2Cr2O7，生成Fe（III）及Cr（III），再以0.0100 M Fe（II）逆滴定，8.53 mL 達滴 定終點。 寫出此氧化還原反應之平衡方程式。（係數須為最小整數）（ 5 分） 計算溫泉水樣品之 Fe 濃度（單位ppm）。（10 分）  若此實驗在[H+] = 0.10 M 下，以電位計記錄滴定過程電位值，計算20.00 mL 0.00250 M K2Cr2O7，加入12.00 mL 0.0100 M Fe（II）滴定劑時之電位值。 （Fe3+ E°= +0.771 V , Cr2O7 2- E°= +1.33 V）（10 分） 105年公務人員普通考試試題 44730 全一張 （背面） 類 科 ：化學工程、環境檢驗 科 目 ：分析化學概要

以0.1 M NaOH 水溶液滴定25.0 mL 、0.1 M H3PO4（Ka1 = 7.11×10-3, Ka2 = 6.32×10-8, Ka3 = 4.5×10-13），請回答下列問題： 計算到達第一個當量點時溶液之pH 值。（10 分） 計算加入NaOH 水溶液37.50 mL 時溶液中之pH 值。（10 分） 子題溶液之H3PO4 之莫爾濃度。（5 分）

下列圖形均為酸鹼滴定曲線：  試預測醋酸CH3COOH（Ka = 1.75×10-5）屬於那一個圖形？並敘述依據理由。（6 分） 試預 Na2CO3（Ka1 = 4.45×10-7, Ka2 = 4.69×10-11）屬於那一個圖形？並敘述 依據理由。（7 分） 如欲準確呈現滴定終點，請說明指示劑選擇原則 之依據。（7 分） Volume of titrant Volume of titrant Volume of titrant Volume of titrant Volume of titrant Volume of titrant

嗎啡（C17H19NO3，分子量285）可用於癌症末期病患之鎮痛劑，也是一種毒品。小 明想用酸鹼滴定法來定量樣品中之嗎啡含量。他將2.85 克樣品配成25.0 mL 水溶液， 加入數滴甲基紅指示劑，然後用0.0500 M 之HCl 標準溶液滴定，共耗去20.0 mL 達滴定終點。（嗎啡之Kb = 1.58 × 10-6；Kw = 1.00 × 10-14） 以本題之滴定為例，說明如何判定滴定反應是否完全。（5 分） 計算樣品中所含嗎啡之重量百分比。（10 分） 小華也用完全相同的流程來定量嗎啡，但他使用甲酚紅當指示劑，且測得滴 定終點時，溶液之pH 值為7.20。若以小明的結果為基準，則小華之滴定誤差為 多少（以相對誤差表示）？（10 分）

若欲檢測一塊長20 公尺、寬10 公尺草地上草的鎂含量，請說明其採樣的方法與 程序。（10 分） 請問樣品前處理的意義目的為何？（5 分） 請設計以EDTA 滴定方法分析題樣品中Mg2+之前處理步驟。（5 分）

為了評估湖水銅污染之檢驗方法的可行性，進行了以下的測試。在未受污染之湖水 中添加20.0 ppm 之銅離子，然後使用該檢驗方法進行五次實驗，測得的銅離子濃度 （ppm）分別為：19.5、20.4、20.9、21.2 和21.5。（Cu = 63.5） 定義相對誤差和相對不準度。（6 分） 計算上述結果之相對誤差和相對不準度。（12 分） 將20.0 ppm 之銅離子轉換為重量莫耳濃度（m）。（7 分）

將750.0 mL 含有480.4 ppm 的Ba(NO3)2 水溶液與200.0 mL 含有0.03090 M Al2(SO4)3 水溶液混合。原子量：N(14.007)，O(15.999)，S(32.06)，Al(26.9815)，Ba(137.327) 請問沉澱物的質量有多少？（10 分） 請計算未反應完剩餘化學物質（Ba(NO3)2 或Al2(SO4)3）的濃度。（5 分）