《儀器分析》考試

一、填空題（20分，每空1分）

1. 常用的原子化方法分為 火焰原子化 和 非火焰原子化 。

2. 紫外吸收光譜基本上反映的是分子中 生色團(tuán) 及 助色團(tuán) ?的特征，所以它在研究化合物的結(jié)構(gòu)中所起的主要作用是推測官能團(tuán)以及 ?共軛體系的大小 ?。

3. H2O的振動自由度是 __ 3 ? ，在IR圖上出現(xiàn) ? 3 ?____個吸收帶。

4. 氣相色譜中兩組分能否很好的分離主要決定于 固定相 的選擇，其次決定于 實驗操作條件 的選擇，定性分析的依據(jù)是 ?保留值 ，定量分析的依據(jù)是 ?峰面積 ?。

5. 原子吸收法是用 空心陰極燈 作為光源的，它的陰極由 ?被測 元素的材料組成，該光源屬于一種 銳線 光源。

6. 原子吸收分析中的干擾主要有 物理 ， ?化學(xué) ， 電離 ， 譜線 和 背景 。

7. 以測量沉積與電極表面的沉積物的質(zhì)量為基礎(chǔ)的方法稱為 ?電重量分析法 。

二、選擇題（40分，每題2分）

1. 水分子有幾個紅外譜帶，波數(shù)最高的譜帶對應(yīng)于何種振動 ( C) (A) 2 個，不對稱伸縮 (B) 4 個，彎曲 (C) 3 個，不對稱伸縮 (D) 2 個，對稱伸縮

2. 礦石粉末的定性分析，一般選用下列哪種光源為好（ B ）

（A）交流電弧 （B）直流電弧 （C）高壓火花 （D） 等離子體光源

3. 原子吸收分析法中測定銣（Rb）時，加入1％鈉鹽溶液其作用是（ C ）

（A）減少背景 （B）提高火焰溫度 （C）減少銣電離 （D）提高Rb+的濃度

4. 反應(yīng)色譜柱柱型特性的參數(shù)是（ D ）

（A）分配系數(shù) （B）分配比 （C）相比 （D）保留值

5. 在極譜分析中，所謂可逆波指的是（ A ）

（A）氧化波與還原波具有相同的半波電位 （B）氧化波半波電位為正，還原波半波電位為負(fù) （C）氧化波半波電位為負(fù)，還原波半波電位為正 （D）都不是

6. 光譜儀的線色散率常用其倒數(shù)來表示，即?／mm，此數(shù)值愈小，表示此儀器色散率愈（ A ）

（A）大 （B） 小 （C）不確定 （D）恒定

7. 空心陰極燈中對發(fā)射線寬度影響最大的因素是（ C ）

（A）陰極材料 （B）填充氣體 （C）燈電流 （D）陽極材料

8. 在吸光光度分析中，需要選擇適宜的讀數(shù)范圍，這是由于（A） ? ?

（A）吸光度A=0.70 ～0.20時，誤差最小 （B）吸光度A=10% ～80%時，誤差最小

（C）吸光度讀數(shù)越小，誤差越小 （D）吸光度讀數(shù)越大，誤差越小

9. 下列分子中，不能產(chǎn)生紅外吸收的是（ D ）

（A） ?CO ? （B） ? H2O ?（C） ?SO2 ?（D） ?H2

10. 某化合物在紫外光區(qū)未見吸收帶，在紅外光譜的官能團(tuán)區(qū)3400~3200cm-1有寬而強(qiáng)的吸收帶，則該化合物最可能是（ C ）

（A） 醛 （B） 伯胺 （C） 醇 （D） 酮

11. 在電位滴定中，以Δ2E/ΔV2～V（E為電位，V為滴定劑體積）作圖繪制滴定曲線，滴定終點為（C）

（A） ?Δ2E/ΔV2為最正值時的點 （B） Δ2E/ΔV2為最負(fù)值時的點

（C） ?Δ2E/ΔV2為零時的點 （D） Δ2E/ΔV2接近零時的點

12. 原子吸收光譜線的絡(luò)侖磁變寬是由下列那種原因產(chǎn)生的（C）

（A） 原子的熱運(yùn)動 （B）原子在激發(fā)態(tài)時的停留時間

（C） 原子與其它粒子的碰撞 （D）原子與同類原子的碰撞

13. 根據(jù)色譜速率理論，當(dāng)載氣流速較低時，影響柱效的主要因素是（C ）

（A） 分子擴(kuò)散 （B） 渦流擴(kuò)散 （C） 傳質(zhì)阻力 （D） 柱長

14. 下列化合物中含有n→p*，p→p*，s→s*躍遷的化合物是（ B ? ）

（A） 一氯甲烷 （B） 丙酮 （C） 丁二烯 （D） 二甲苯

15. ClCH=CH2（190nm）比H2C=CH2（185nm）吸收波長長5nm，其主要原因是（ B ?） ? ?

（A） 共軛作用 （B） 助色作用 （C） 溶劑效應(yīng) （D）中介效應(yīng)

16. 下列參數(shù)中，會引起分配系數(shù)變化的是（B ）

（A）柱長縮短 （B）固定相改變 （C）流動相速度增加 （D）相比減小

17. 不能被氫火焰檢測器檢測的組分是：（ A ? ）

（A） 四氯化碳 （B）烯烴 （C） 烷烴 （D） 醇系物

18. 不影響速率方程式中分子擴(kuò)散項大小的因素（ D ）

（A） 載氣流速 （B） 載氣相對分子質(zhì)量 （C） 柱溫 （D） 柱長

19. 電位分析法主要用于低價離子測定的原因是（D）

（A） 低價離子的電極易制作，高價離子的電極不易制作 （Ｂ）高價離子的電極還未研制出來 （Ｃ）能斯特方程對高價離子不適用 （D）測定高價離子的靈敏度低和測量的誤差大

20. 氣相色譜法測定啤酒中微量硫化物的含量，最合適的檢測器（ C ）

（A）熱導(dǎo)池 （B）電子捕獲 （C）火焰光度 （D）紫外

三、簡答題（20分，每題5分）

1. 原子發(fā)射光譜分析所用儀器裝置由哪幾部分構(gòu)成？其主要作用是什么？

2. 控制電位庫侖分析法和庫侖滴定法在分析原理上有何不同？

3. 請預(yù)測在正相色譜與反相色譜體系中，組分的出峰次序。

4. 在極譜分析法中，為什么要使用汞微電極？

1. 答：原子發(fā)射光譜分析所用儀器裝置通常包括光源，分光儀和檢測器三部分。

光源作用是提供能量，使物質(zhì)蒸發(fā)和激發(fā)。

分光儀作用是把復(fù)合光分解為單色光，即起分光作用。

檢測器是進(jìn)行光譜信號檢測。

2. 答：控制電位庫侖分析法是直接根據(jù)電解過程中所消耗的電量來求得被測物質(zhì)含量的方法。而控制電流庫侖分析法即庫侖滴定法是以100％的電流效率進(jìn)行電解，使在電解中產(chǎn)生一種物質(zhì)（庫侖滴定劑），庫侖滴定劑與被測物質(zhì)進(jìn)行定量化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)計量點可借助于指示劑或其它電化學(xué)方法來指示。

3. 答：在正相色譜體系中，組分的出峰次序為：極性弱的組分，在流動相中溶解度較大，因此k值小，先出峰。極性強(qiáng)的組分，在固定相中的溶解度較大，因此k值大，后出峰。

在反相色譜中組分的出峰次序為：極性弱的組分在固定相上的溶解度大，k值大，后出峰。而極性強(qiáng)的組分在流動相中的溶解度大，k值小，所以先出峰。

4. 答：因為汞微電極具有如下一些優(yōu)點：

a) 滴汞電極由于汞滴不斷滴落，使電極表面保持新鮮，重現(xiàn)性好。

b) 汞與許多金屬生成汞齊，降低了這些金屬的析出電位，使許多金屬都能用極譜法測定。

c) 氫在汞電極上有較大的過電位，其析出電位一般負(fù)于1.2V，即使在酸性溶液中，氫波也不產(chǎn)生干擾。

d) 滴汞電極表面積很小，因此電解時的電流密度很大，易于產(chǎn)生濃差極化現(xiàn)象。

四、計算題（12分，每題6分）

1. 已知物質(zhì)A和B在一根30.00 cm長的柱上的保留時間分別為16.40 min和17.63 min。不被保留組分通過該柱的時間為1.30 min。峰底寬度分別為1.11 min和1.21 min，計算：

（1）柱的分離度；

（2）柱的平均塔板數(shù)；

（3）達(dá)到1.5分離度所需的柱長度。

解 ：

（1）柱的分離度

? ? ? ? R = 2（17.63 - 16.40）/（1.11 + 1.21）= 1.06

（2）柱的平均塔板數(shù)

?n = 16 (16.40 /1.11)2 = 3493 n = 16 (17.63 /1.21)2 = 3397

?n平均 = （3493 + 3397）/ 2 = 3445

（3）達(dá)到1.5分離度所需的柱長度

? ? ?R1 / R2 = ( n1 / n2 )1/2

? ? ?n2 = 3445 (1.5 / 1.06)2 = 6898

? ? ?L = nH = 6898′(300 /3445) = 60 cm ? ? ? ? ?

2. 將Cl-選擇電極和飽和甘汞電極放入0.0010mol·L-1的Cl-溶液中，25℃時測得電動勢為0.200V。用同樣的兩個電極，放入未知的Cl-溶液中，測得電動勢為0.318V。計算未知液中Cl-的濃度。（假定兩個溶液的離子強(qiáng)度接近，Cl電極作正極）

解：根據(jù)pH計算公式

編輯

Cx=1.0×10-5mol·L-1

五、推斷題（8分）

編輯切換為居中

某化合物的分子式為C8H7N，試根據(jù)其紅外光譜圖，推測其結(jié)構(gòu)。

2009——2010學(xué)年度第一學(xué)期《儀器分析》考試答案

一、填空題（20分，每空1分）

1. 原子吸收分光光度計主要由 光源 ， 原子化器 ， 單色器 以及 檢測顯示系統(tǒng) 四個部分組成。

2. pH玻璃電極屬于 非晶體膜電極 電極，氟電極屬于 單晶膜電極 電極。

3. 常用的原子化方法分為 火焰原子化 和 非火焰原子化 。

4. 在進(jìn)行光譜定性分析時，夾縫寬度宜___小_ ?，原因是 ?減小譜線間重疊干擾 ；而在定量分析是，夾縫寬度宜 __大__ ? ，原因是_提高譜線強(qiáng)度_______。

5. 當(dāng)羰基鄰位連有電負(fù)性大的原子或吸電子基團(tuán)時，由于誘導(dǎo)效應(yīng)使特征頻率 ?減小 。隨著取代原子電負(fù)性的增大或取代數(shù)目的增加，誘導(dǎo)效應(yīng)越 ?強(qiáng) ，吸收峰向 小 ?波數(shù)移動的程度越顯著。

6. 紫外吸收光譜基本上反映的是分子中 生色團(tuán) 及 助色團(tuán) ?的特征，所以它在研究化合物的結(jié)構(gòu)中所起的主要作用是推測官能團(tuán)以及 ?共軛體系的大小 ?。

7. H2O的振動自由度是 __ 3 ? ，在IR圖上出現(xiàn) ? 3 ?____個吸收帶。

二、選擇題（40分，每題2分）

1. 下列分子中，不能產(chǎn)生紅外吸收的是：（ D ）

（A） ?CO ? （B） ? H2O ? （C） ?SO2 ?（D） ?H2

2. 丙酮的紫外吸收光譜中，對于吸收波長最大的那個吸收峰，在下列四種溶劑中吸收波長最短的是（ D ）

（A） 環(huán)己烷 （B） 氯仿 （C） 甲醇 （D） 水

3. 某化合物在紫外光區(qū)未見吸收帶，在紅外光譜的官能團(tuán)區(qū)3400~3200cm-1有寬而強(qiáng)的吸收帶，則該化合物最可能是（ C ）

（A） 醛 （B） 伯胺 （C） 醇 （D） 酮

4. 原子吸收光譜線的絡(luò)侖磁變寬是由下列那種原因產(chǎn)生的（C）

（A）原子的熱運(yùn)動 （B）原子在激發(fā)態(tài)時的停留時間

（C）原子與其它粒子的碰撞 （D）原子與同類原子的碰撞

5. 在原子吸收光譜中，對于堿金屬元素，可選用 （ B ）

（A） 化學(xué)計量火焰 （B） 貧燃火焰 （C） 電火花 （D） 富燃火焰

6. 在電位滴定中，以Δ2E/ΔV2～V（E為電位，V為滴定劑體積）作圖繪制滴定曲線，滴定終點為（C）

（A） Δ2E/ΔV2為最正值時的點 （B） Δ2E/ΔV2為最負(fù)值時的點

（C） Δ2E/ΔV2為零時的點 （D） Δ2E/ΔV2接近零時的點

7. 氣相色譜法測定啤酒中微量硫化物的含量，最合適的檢測器（ C ）

（A）熱導(dǎo)池 （B）電子捕獲 （C）火焰光度 （D）紫外

8. 衡量色譜柱效能的指標(biāo)是：（ C ?）

（A）相對保留值 （B）分離度 （C）塔板數(shù) （D）分配系數(shù)

9. 下列化合物中含有n→p*，p→p*，s→s*躍遷的化合物是（ B ? ）

（A） 一氯甲烷 （B） 丙酮 （C） 丁二烯 （D） 二甲苯

10. ClCH=CH2（190nm）比H2C=CH2（185nm）吸收波長長5nm，其主要原因是（ B ?） ? ?

（A） 共軛作用 （B） 助色作用 （C） 溶劑效應(yīng) （D）中介效應(yīng)

11. SO2分子的紅外活性震動形式數(shù)目為（ B ?）：

（A） ?2 ?（B） ? 3 ? ?（C） 4 ? ?（D） ? 5

12. 某化合物的紅外光譜上3000-2800cm-1、1450cm-1、1375cm-1和720cm-1等處有主要吸收帶，該化合物可能是 ( A ?) ? ? ? ?

（A） 烷烴 （B） 烯烴 （C） 炔烴 （D）芳烴

13. 在原子吸收光譜法中，對光源進(jìn)行調(diào)制的目的是（ C ）

（A）校正背景干擾 （B）消除物理干擾

（C）消除原子化器的發(fā)射干擾 （D）消除電離干擾

14. 原子吸收光譜法中背景干擾主要表現(xiàn)為（ C）

（A） 火焰中待測元素發(fā)射的譜線 （B）火焰中干擾元素發(fā)射的譜線

（C）火焰中產(chǎn)生的分子吸收 ?（D）光源產(chǎn)生的非振線

15. 下列參數(shù)中，會引起分配系數(shù)變化的是（B ）

（A）柱長縮短 （B）固定相改變 （C）流動相速度增加 （D）相比減小

16. 不能被氫火焰檢測器檢測的組分是：（ A ? ）

（A） 四氯化碳 （B）烯烴 （C） 烷烴 （D） 醇系物

17. 不影響速率方程式中分子擴(kuò)散項大小的因素（ D ）

（A） 載氣流速 （B） 載氣相對分子質(zhì)量 （C） 柱溫 （）D 柱長

18. 熒光分析法是通過測定（C ?) 而達(dá)到對物質(zhì)的定性或定量分析。

（A） 激發(fā)光 （B） 磷光 （C） 發(fā)射光 （D） 散射光

19. 當(dāng)電位讀數(shù)誤差為1mV時，引起的測量相對誤差( A )

（A）對一價離子為3.9%；對二價離子為7.8% ?

（B）對一價離子為7.8%；對二價離子為3.9%

（C）對各種離子均為3.9% ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

（D）對各種離子均為7.8%

20. 提高庫侖滴定準(zhǔn)確度的關(guān)鍵因素之一是( D ?)

（A）保持電壓恒定 （B）保證足夠的電解時間

（C）加入支持電解質(zhì) （D）保證高的電流效率

三、簡答題（20分，每題5分）

1. 原子發(fā)射光譜分析所用儀器裝置由哪幾部分構(gòu)成？其主要作用是什么？

2. 控制電位庫侖分析法和庫侖滴定法在分析原理上有何不同？

3. 假設(shè)下列電池兩個溶液的濃度相同，且溶液的活度系數(shù)很接近，請通過計算說明此鋅銅電池的電動勢是多少，并指明電極的正負(fù)。

（

編輯

）

Cu|Cu2+‖Zn2+|Zn

4. 在極譜分析法中，為什么要使用汞微電極？

1. 答：原子發(fā)射光譜分析所用儀器裝置通常包括光源，分光儀和檢測器三部分。

光源作用是提供能量，使物質(zhì)蒸發(fā)和激發(fā)。

分光儀作用是把復(fù)合光分解為單色光，即起分光作用。

檢測器是進(jìn)行光譜信號檢測。

2. 答：控制電位庫侖分析法是直接根據(jù)電解過程中所消耗的電量來求得被測物質(zhì)含量的方法。而控制電流庫侖分析法即庫侖滴定法是以100％的電流效率進(jìn)行電解，使在電解中產(chǎn)生一種物質(zhì)（庫侖滴定劑），庫侖滴定劑與被測物質(zhì)進(jìn)行定量化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)計量點可借助于指示劑或其它電化學(xué)方法來指示。

3. 解：根據(jù)兩個電極反應(yīng)，分別求得其電極電位為：

編輯

和

編輯

電池的電動勢為：

編輯

Ecell < 0，故銅電極為正極，鋅電極為負(fù)極。

4. 答：因為汞微電極具有如下一些優(yōu)點：

e) 滴汞電極由于汞滴不斷滴落，使電極表面保持新鮮，重現(xiàn)性好。

f) 汞與許多金屬生成汞齊，降低了這些金屬的析出電位，使許多金屬都能用極譜法測定。

g) 氫在汞電極上有較大的過電位，其析出電位一般負(fù)于1.2V，即使在酸性溶液中，氫波也不產(chǎn)生干擾。

h) 滴汞電極表面積很小，因此電解時的電流密度很大，易于產(chǎn)生濃差極化現(xiàn)象。

四、計算題（12分，每題6分）

1. 已知物質(zhì)A和B在一根30.00 cm長的柱上的保留時間分別為16.40 min和17.63 min。不被保留組分通過該柱的時間為1.30 min。峰底寬度分別為1.11 min和1.21 min，計算：

（1）柱的分離度；

（2）柱的平均塔板數(shù)；

（3）達(dá)到1.5分離度所需的柱長度。

解 ：

（1）柱的分離度

? ? ? ? R = 2（17.63 - 16.40）/（1.11 + 1.21）= 1.06

（2）柱的平均塔板數(shù)

?n = 16 (16.40 /1.11)2 = 3493 n = 16 (17.63 /1.21)2 = 3397

?n平均 = （3493 + 3397）/ 2 = 3445

（3）達(dá)到1.5分離度所需的柱長度

? ? ?R1 / R2 = ( n1 / n2 )1/2

? ? ?n2 = 3445 (1.5 / 1.06)2 = 6898

? ? ?L = nH = 6898′(300 /3445) = 60 cm ? ? ? ? ?

2. 原子吸收法測定某試樣溶液中的Pb, 用空氣-乙炔焰測得Pb283.3nm和Pb281.7nm的吸收分別為72.5%和52.0%. 試計算（1）其吸光度(A)各為多少？（2）其透光度各為多少？

解：（1）A = log(1/T) = log(I0/I) = log(100/(100-72.5)) = 2-log27.5 = 0.56

即吸收為72.5%的吸光度為0.56, 同理得吸收為52.0%的吸光度為0.32 ?

（2）依題意，吸收分別為72.5%和52.0%時，其透光率分別為：27.5%和48.0%.

五、推斷題（8分）

編輯切換為居中

某化合物的分子式為C8H7N，試根據(jù)其紅外光譜圖，推測其結(jié)構(gòu)。