分析化學（衛生檢驗組） 申論題歷屆試題與參考架構
地方特考三等，民國 102～108 年共 4 份試卷、20 題，其中 14 題附參考答題架構。考這一科的類科：衛生檢驗。本頁列出歷年全部題目，參考架構只列開頭的「破題」，完整的答題架構、關鍵字與作答提醒請到站內查看。
108 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
氣相與液相層析儀分析法兩者都是重要的化學分離技術，請說明後者在運用上之優勢？並請依照其對不同特性化學物質分離之運用，將此技術加以分類。（20 分）
（20 分）
- 2
感應偶合電漿串聯質譜儀（ICP/MS）之運用，已成為一種重要的元素分析技術，請說明串聯時的困難性與串聯介面之原理。 （20 分）
（20 分）
參考架構・破題
ICP 在大氣壓、約 6000～10000 K 下運作，質譜儀則需高真空，兩者壓力、溫度差距極大；串聯的關鍵在於以取樣錐與截取錐組成的差壓介面把離子由電漿引入真空。
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- 3
請定義質譜儀分析時之解析度，此解析度如何具體量化？並說明其在化學物質分析運用上之重要性。（20 分）
（20 分）
- 4
每一分析化學技術都有其最低的偵測極限（Detection Limit），請就統計學之考量與分析化學技術執行之整體過程，說明影響偵測極限之可能因素。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
偵測極限是能以特定信心水準與空白區別的最低分析物量，本質由空白訊號的雜訊與方法靈敏度決定；整個分析流程中任何增加雜訊、降低訊號或造成汙染的環節都會影響它。
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- 5
固相微萃取技術（Solid Phase Micro-extraction, SPME）已成為一種方便的化學樣品前處理技術，請說明此技術之操作原理與執行時需掌握的重要因素。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
SPME 以塗佈吸附相的熔融石英纖維直接萃取樣品中的分析物，集取樣、萃取、濃縮、注入於一步、不需溶劑；它是平衡式萃取，萃取量取決於分配平衡，因此操作條件必須嚴格固定。
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107 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
有一瓶未知 Cu2+水溶液，甲生和乙生用相同的分析方法測定這瓶水溶液的 Cu2+含量，獲得的數據如下表，在 95%的信心程度下，使用表一、二、三回答下列問題：次數 甲生（ppm） 乙生（ppm）1 5.10 4.90 2 5.20 4.70 3 5.10 4.50 4 5.20 4.60 5 5.40 4.80
（一）請問甲生和乙生數據的精密度是否相同？（須寫出算式）（5 分）2+
（二）若此 Cu 水溶液的真實濃度為 5.00 ppm，乙生實驗獲得的結果和真值是否一致？（須寫出算式） （5 分）
（三）在處理甲生的數據時，發現最後一個數據 5.40 ppm 好像偏離其他數據，請問最後一個數據應該保留還是捨去？（須寫出算式）（5 分）表一 t 值（t value）自由度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 t（95%） 12.7 4.30 3.18 2.78 2.57 2.45 2.36 2.31 2.26 2.23表二 F 臨界值（critical value of F）F（95%）分子自由度分母自由度 2 3 4 5 2 19.00 19.16 19.25 19.30 3 9.55 9.28 9.12 9.01 4 6.94 6.59 6.39 6.26 5 5.79 5.41 5.19 5.05表三 Q 臨界值（critical value of Q）觀察次數 3 4 5 6 Q（95%） 0.970 0.829 0.710 0.625
（15 分）
本題含圖表或公式，請對照原卷 PDF。
- 2
沉澱重量分析法（precipitation gravimetry）：
（一）請詳細說明以沉澱重量分析法測定分析物含量的步驟。（7 分）
（二）請說明在進行重量分析實驗時，若要形成結晶狀的沉澱物，要如何控制實驗變因。（8 分）
（三）若有一個樣品重 0.2356 克，由 NaCl(58.44 g / mol)及 BaCl2(208.23 g / mol)組成，加入過量的 AgNO3 溶液形成 0.4637 g 的 AgCl(143.32 g / mol)沉澱，請計算樣品中 NaCl 及 BaCl2 的含量百分比分別為何？（10 分）
（25 分）
參考架構・破題
沉澱重量法以生成溶解度極低、組成固定的沉澱，經過濾、洗滌、乾燥或灼燒後秤重，由化學計量換算分析物量；要得到大顆粒結晶需降低相對過飽和度。第三小題以 Cl 的物質量守恆列聯立方程式。
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- 3
pH 計（pH meter）的組成是由一個飽和甘汞電極（saturated calomel electrode, SCE）當參考電極，及一個玻璃電極（glass electrode）當指示電極。
（一）請完成下列的電池表示（cell representation）來說明 pH 計。（6 分）SCE ∥ ∣ ∣ ∣
（二）請說明如何從指示電極的電位計算出溶液的 pH 值。（5 分）
（三）請說明何謂鹼誤差 （alkaline error）？對於測量 pH 值有什麼樣的影響？（4 分）
（15 分）
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- 4
尺寸大小排除層析法（size exclusion chromatography）用於分離不同的飽和脂肪酸 CH3(CH2)nCOOH，n = 4-20。
（一）以尺寸大小排除層析法將上述脂肪酸分離，請說明如何選擇適當的固定相（stationary phase）及動相（mobile phase），並說明分離的機制。（10 分）
（二）請說明使用尺寸大小排除層析法測定未知飽和脂肪酸分子量的步驟。（10 分）
（20 分）
參考架構・破題
粒徑排除層析依分子流體力學體積分離，大分子無法進入固定相孔洞先流出，小分子進入孔洞路徑長後流出；脂肪酸屬親脂性小分子，應採凝膠滲透層析（有機相）並以已知分子量標準品建立校正曲線測未知物分子量。
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- 5
紅外光吸收光譜儀（IR absorption spectrometer）可用來觀察分子的振動情形。
（一）理論上，二氧化硫分子在紅外光光譜圖中會有幾個訊號？（3 分）
（二）製備固體粉末樣品常用的方法為壓片法（pelleting）和糊狀法（Mulls） ，請說明這兩種樣品的製備步驟。（8 分）
（三）在傅立葉轉換紅外光光譜儀（FT-IR）中，使用邁克森干涉儀（Michelson，請畫出邁克森干涉儀的裝置圖，並標示組件名稱。interferometer） （8 分）
（四）請說明邁克森干涉儀所獲得的干涉圖和紅外光光譜圖有何不同。 （6 分）
（25 分）
參考架構・破題
IR 吸收源自分子振動造成偶極矩改變；SO2 為非線性三原子分子，振動模式數 3N－6＝3，皆為 IR 活性。後段考固體樣品製備與 FT-IR 的邁克森干涉儀及干涉圖與光譜的傅立葉轉換關係。
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103 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
（一）以 pH 電極檢測某溶液的 pH 值時，所得訊號為180 mV。已知該電極在標準緩衝溶液中的訊號如× ×右所示，試問待測溶液的 pH 值為何？詳述推論。（10 分）
（二）已知濃度 C 是物質重量（W）、分子量（M）與體積（V）的函數。若配製溶液時體積出現誤差，其值為ΔV，C 所衍生出的誤差為ΔC，試以ΔV、V、M 與W 表示ΔC。（10 分）
（20 分）
- 2
X-射線光電子光譜法（X-ray photoelectron spectroscopy）簡稱 XPS，也稱 ESCA，可藉由 X 射線輻射得知待測物中特定原子內層電子的束縛能（Binding energy），因而達到鑑定分子結構與辨識原子所處化學環境的差異。現有 A、B 兩個化合物，其XPS 光譜如圖 1 與 2 所示。
（一）試問圖 1 中四個訊號峰（a – d）如何對應到化合物 A 中的四個碳原子？詳述你的論點。（10 分）
（二）試問圖 2 中三個訊號峰（(a) – (c)）如何對應到化合物 B 中的三組氮原子？詳述你的論點。（10 分）H2 O (A) HH3C 3C C -CH2O C -O-C-CF CF3 3 (B) [Co(NH2CH2CH2NH2)2(NO2)2)]NO3圖圖1 圖圖22全一張（背面）等 別： 三等考試
（20 分）
本題含圖表或公式，請對照原卷 PDF。
- 3
分子螢光可藉以進行定量分析，試依據其相關學理回答下列問題：
（一）螢光光譜分析法與 UV-Vis 吸收光譜分析法在原理上雖有不同，二者所需的儀器元件幾乎完全一樣，惟擺設位置不盡相同。試以光源（L）、樣品（S）與偵測器（D）三者的相對位置繪圖說明兩儀器的差異。（10 分）
（二）螢光強度是待測物濃度的函數。當待測物濃度極低時，螢光強度會與濃度呈線性關係，但濃度過高，則該線性關係不復存在，試以物質對激發光的吸收、濃度與相關數學關係說明濃度高低時所造成的螢光強度變化。（10 分）
（20 分）
參考架構・破題
吸收光譜量測穿透光，光源、樣品、偵測器排成直線；螢光是樣品被激發後向四面八方發光，偵測器通常置於與激發光呈 90 度方向以避開入射光。螢光強度 F＝K'P0(1－10^(-εbc))，低濃度可近似為線性，高濃度則偏離。
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- 4
有一鹽酸溶液，內含鐵離子與亞鐵離子。經 KOH 調整其 pH 值後，溶液中鐵離子與亞鐵離子的濃度如右所示。 -2 × 0 M
（一）已知鐵離子與亞鐵離子在水中會形成氫氧化物沉澱， ×試問 Fe(OH)2 與 Fe(OH)3 在水中的溶度積（Ksp）各為何？（10 分）
（二）估計各離子的原始濃度（單位：M），並詳述你如何確定所答無誤。（10 分）
（20 分）
- 5
已知鈰離子與亞鐵離子的還原半反應如下所示：Ce4+ + e- → Ce3+, Eo = 1.44 V vs. NHE Fe3+ + e- → Fe2+, Eo = 0.68 V vs. NHE若在一杯 50.00 mL、0.10 M 的 Fe2+離子溶液中加入 25.00 mL、0.20 M 的 Ce4+離子，二者立即進行反應。
（一）溶液中 Fe2+離子的平衡濃度為何（單位：M）？詳述推導過程。（10 分）
（二）若於溶液中插入一支白金絲，再與一標準氫電極（NHE）聯結成為一完整電池，則電池的電壓為多少伏特？（10 分）
（20 分）
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102 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
加入過量的 Ce4+與 NO2- 反應完全之後，剩下的 Ce4+可由逆滴定（back titration）決定其量。若一樣品重 4.030 g 內含 NaNO2（式量為 68.995）與 NaNO3，將其配置成500 mL 的溶液。取 25 mL 該溶液，並加入 50.00 mL, 0.1186 M Ce4+於強酸環境之中作用 5 分鐘，其過量的 Ce4+可使用 31.13 mL, 0.04289 M 的亞鐵離子逆滴定。反應式如下：2Ce4+ + NO2- + H2O→2 Ce3+ + NO3- + 2H+ Ce4+ + Fe2+→ Ce3+ + Fe3+試計算 NaNO2 在樣品中的重量百分比。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
本題為逆滴定：先加入已知過量的 Ce4+ 與 NO2- 反應，再以 Fe2+ 滴定剩餘的 Ce4+；Ce4+ 總量減去剩餘量即為與 NO2- 反應的量，再依 2：1 化學計量與稀釋比例換算樣品中 NaNO2 重量百分比。NO3- 不與 Ce4+ 反應，不影響結果。
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- 2
利用 0.03855 M EDTA（H4Y）在 pH 6.00 條件下滴定 25 mL, 0.02026 M 的 Ca2+, 其反應式如下：Ca2+ + Y4-↔CaY2- Kf=1016.45在 pH 6.00 條件下，Y4-的濃度分率αY4-為 1.8 × 10-5。試計算：
（一）當 12.00 mL EDTA 滴下時，pCa2+的值為何？（6 分）
（二）在當量點（equivalence point）時，pCa2+的值為何？（7 分）
（三）當 14.00 mL EDTA 滴下時，pCa2+的值為何？（7 分）
（20 分）
參考架構・破題
本題考 EDTA 錯合滴定曲線的三個區段：當量點前、當量點、當量點後。關鍵是先求當量點體積，再用條件形成常數 K'f = αY4- × Kf 處理 pH 6.00 下 EDTA 不完全以 Y4- 存在的問題。
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- 3
計算下列之值含誤差：
（一）9.23 (±0.03) + 4.21 (±0.02) – 3.26 (±0.06) =?（6 分）
（二）[3.14 (±0.05)]1/3=?（7 分）
（三）log[3.14 (±0.05)]=?（7 分）
（20 分）
參考架構・破題
本題考隨機誤差的傳遞（propagation of uncertainty）：加減法看絕對誤差、次方運算看相對誤差、對數運算的誤差由相對誤差換算，三小題各對應一條公式。
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- 4
應用原子放射光譜法測得一含 Na+的物質的放射信號為 4.27 mV，再使用標準添加法（standard addition）進一步決定 Na+的濃度。將 5.00 mL, 2.08 M NaCl 添加到 95.0 mL 該物質，獲得的放射信號為 7.98 mV，試計算原始物質含 Na+的濃度。（20 分）
（20 分）
- 5
利用電化學方法求平衡常數。今有兩半反應如下：Fe3++ e- ↔ Fe2+ Eo+=0.771 V Cu2+ + 2e- ↔ Cu(s) Eo-=0.339 V試計算 Cu(s) + 2Fe3+↔ 2Fe2++Cu2+ 的平衡常數。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
本題考由標準還原電位求氧化還原反應的平衡常數：先判斷陰陽極、求全反應的 E°，再用 Nernst 方程式在平衡時 E = 0 的條件，得 log K = nE° / 0.05916（25 °C）。
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題目來源：考選部考畢試題查詢平臺（政府資訊公開資料）；參考架構為本站自撰，僅供準備方向參考，非官方標準答案。最後更新：。