高考申論題
114年
[化學工程] 化學程序工業(包括質能均衡)
第 一 題
📖 題組：
請回答下列有關化學工業安全與污染防治問題。
請回答下列有關化學工業安全與污染防治問題。
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
請描述如何以氣提法去除廢水中的氨氮？（5 分）
思路引導 VIP
看到「氣提法去除氨氮」，應立即聯想到「酸鹼平衡」與「氣液質傳」兩大核心。解題時必須先點出調整pH值將銨根離子轉換為游離氨氣的化學原理，接著描述氣液逆向接觸的物理操作過程，最後勿忘提及尾氣（含有毒氨氣）的後續收集處理以符合污染防治要求。
小題 (二)
請描述如何以離子交換法去除廢水中的 NH4+和 NO3–？（4 分）
思路引導 VIP
看到離子交換法去除特定離子，應立刻區分目標物為陽離子還是陰離子。NH4+ 為陽離子，需用陽離子交換樹脂；NO3- 為陰離子，需用陰離子交換樹脂。答題時務必寫出樹脂種類並搭配簡單的離子交換反應式，最後補充實務上串聯或混合床的操作方式以拿取完整分數。
小題 (三)
請寫出添加硫酸鋁、氯化鐵和石灰去除廢水中磷酸鹽的化學反應式。（6 分）
思路引導 VIP
本題測驗廢水處理中「化學沉澱法去磷」的基礎反應式。解題關鍵在於掌握鋁離子(Al³⁺)、鐵離子(Fe³⁺)與鈣離子(Ca²⁺)與廢水中磷酸根(PO₄³⁻)結合，生成難溶性沉澱物(如磷酸鋁、磷酸鐵、羥基磷灰石或磷酸鈣)的化學計量與電荷平衡關係。
廢水氮磷處理技術
💡 運用 pH 控制、化學沉降與離子交換原理去除水中營養鹽。
- 氣提法：調高 pH (>11) 使 NH4+ 轉為 NH3，利用氣液平衡吹脫去除。
- 化學除磷：利用鋁、鐵或鈣離子產生難溶性磷酸鹽沉澱 (如 AlPO4)。
- 離子交換：陽離子樹脂交換 NH4+；陰離子樹脂交換 NO3-。
- 反應式書寫：注意電荷平衡、沉澱符號及石灰反應生成的羥磷灰石。
