民國111年 高考三級 環保技術 環境化學與環境微生物學考古題
民國111年 高考三級 環保技術 環境化學與環境微生物學收錄考選部官方試題,共 5 題可線上瀏覽,考選部未公告本科目答案。
題目與答案
第1題
已知空氣中的CO2 溶於某自然水體中且達到平衡,大氣壓力1.00 atm 及
溫度25℃下相關反應式及平衡常數如下,請回答下列問題:
CO2(aq)+ H2O ↔ HCO3−(aq)+ H+(aq)
Ka1 = 4.45×10−7
HCO3−(aq)↔ CO32−(aq)+ H+(aq)
Ka2 = 4.69×10−11
當CO2(aq)的平衡濃度與CO32−(aq)的平衡濃度相等,請計算水中的pH 值。
(5 分)
若水中pH 值為7.00 且鹼度為1.00×102 mg/L as CaCO3(分子量:
CaCO3 = 100),請計算水中總溶解性無機碳的體積莫耳濃度(M)。
(10 分)
承上題,若水體因藻類利用水中溶解性無機碳行光合作用,導致水中
的pH 值由7.00 上升為10.00 但鹼度維持不變,請計算水中總溶解性
無機碳的體積莫耳濃度(M)。(10 分)
第2題
在酸性條件下以Cr2O72−氧化Fe2+的反應原理,被應用於水樣化學需氧量
(COD)的檢測,已知在25℃下相關半反應及標準電極電位如下:
Cr2O72−+ 6e−+ 14H+ ↔ 2Cr3+ + 7H2O
E1o = +1.33 V (1)
Fe3+ + e− ↔ Fe2+
E2o = +0.77 V (2)
能斯特方程式(Nernst Equation)之R 及F 值分別為8.314 J/K-mol 及
96485 C/mol,而單位轉換:CV = J 且1cal = 4.184 J,請回答以下問題:
請計算Cr2O72−與Fe2+反應生成Cr3+及Fe3+之全反應的平衡常數
Ke(25℃)。(10 分)
承上題,請計算上述全反應的標準自由能變化∆Go(kcal)
(25℃)。(10 分)
以濃硫酸調整某濃度為0.10 N 的K2Cr2O7 水溶液,使其pH = 1.0、
體積= 50 mL,使用0.20 N 硫酸亞鐵銨溶液進行滴定,請計算滴定
達當量點時Cr3+的體積莫耳濃度(M)(假設完全反應)。(5 分)
第3題
許多奈米金屬氧化物可用於控制微生物之控制,試以奈米氧化鋅為例,
試說明奈米光觸媒反應對微生物殺菌或抑制活性之主要機制。(15 分)
第4題
受非洲豬瘟影響,廚餘養豬受到限制,環保單位積極推動廚餘多元再利
用,試說明進行高速發酵之原理、操作重點以及如何應用次世代定序
(Next Generation. Sequencing, NGS)分析發酵過程之微生物族群變化。
(20 分)
第5題
試說明Extracellular polymeric substances(EPS)之主要成分及各成分在
廢水生物處理程序所扮演之功能。(15 分)