仪器分析习题及答案

1、仪器分析习题及答案一、光学分析法引论习题及答案对下列的物理量单位进行换算：1）150pm X射线的波数cm-；2）670.7nm Li线的频率H；3）3300cm-1波数的波长（；计算下列电磁辐射的频率Hz、波数cm-）及光量子的能量（用电子伏e、尔格erg摩尔表示：589.0nm的钠D 线；12.6m的红外吸收峰。443nm1.329的甲醇溶液时，试计算：在甲醇溶液中的传播速度；频率；能量J；周期。辐射通过空气（n=1.00027）与某玻璃（n=1.7000）少？何谓光的二象性？何谓电磁波谱？ 射线，微波。光谱法的仪器通常由哪几部分组成？它们的作用是什么？1. 答：(1)2. 答： (1)(

2、2)3. （）（2）（33.03。（2）（）；（4）。4. 答：6.7%电磁波谱：将各种电磁辐射按照波长或频率的大小顺序排列起来的图表。X 射线、紫外光、可见光、红外线、微波、无线电波。二、紫外-可见分光光度法习题及答案分子能发生n*跃迁，为227nm(为900)。试问：若在酸中测量时，该吸收峰怎样变化？为什么？某化合物的为305nm，而为307nm。试问：引起该吸收的是n*还是*跃迁？试比较下列各化合物最大吸收峰的波长大小并说明理由。(b)(a)(c)(d)若在下列情况下进行比色测定，试问：各应选用何种颜色的滤光片？(1) 蓝色的Cu()NH3红色的Fe()CNS配离子；Ti()溶液中加入H

3、2O2排列下列化合物的及的顺序：乙烯、1,3,5己三烯1,3丁二烯。基化氧(4：(A)CH2=C(CH3)CH2CO(CH3),(B)CH3C(CH3)=CHCO(CH3)。它们的紫外吸收光谱一个为235nm(为12000)，另一个在220nm 以后无强吸收。判别各光谱属于何种异构体？紫罗兰酮有两种异构体，228nm(14000)，296nm( 11000)。该指出这两种异构体分别属于下面的哪一种结构。()跃迁产生的吸收峰消失答：为跃迁引起的吸收带答：d c a b4. (12）（）蓝色5. 答：1,3,5己三烯 1,3丁二烯 乙烯答：答：I为，II为三、红外光谱法习题及答案在红外光谱分析中，

4、用 KBr制作为试样池，这是因为 (AKBr 晶体在 4000400cm-1 范围内不会散射红外光BKBr 在4000400 cm-1范围内有良好的红外光吸收特CKBr 在 4000400 cm-1范围内无红外光吸收D4000400 cm-1 范围内，KBr 对红外无反射一种能作为色散型红外光谱仪色散元件的材料为(A玻璃石英卤化物晶体有机玻璃并不是所有的分子振动形式其相应的红外谱带都能被观察到，这是因为(A分子既有振动运动，又有转动运动，太复杂分子中有些振动能量是简并的因为分子中有 C、HO 以外的原子存D分子某些振动能量相互抵消了在下列不同溶剂中，测定羧酸的红外光谱时，CO 伸缩振动频率出现

5、最高者为()气体正构烷烃乙醚乙醇水分子有几个红外谱带，波数最高的谱带对应于何种振动? ()A2个，不对称伸缩B4个，弯曲C3个，不对称伸缩D2个，对称伸缩CC 双键的红外吸收哪一种最强? (1) CH3- CH = CH2 (2) CH3- CH = CH - CH3（顺式）(3) CH3- CH = CH - CH3（反式） ()（1）(2) 最强(3) 最强强度相同以下四种气体不吸收红外光的是(AH2OCO2HClN2某化合物的相对分子质量Mr=72,红外光谱指,该化合物含羰,则该化合物可能的分子式为 (A分子外层电子、振动、转动能级的跃迁B原子外层电子、振动、转动能级的跃C分子振动-转动

6、能级的跃迁D分子外层电子的能级跃迁试比较同一周期内下列情况的伸缩振(不考虑费米共振与生成氢键)产生的红外吸收峰, 频率最小是 ()C-HN-HO-HF-H下列关于分子振动的红外活性的叙述中正确的是()A凡极性分子的各种振动都是红外活性, 非极性分子的各种振动都不是红外活性B极性键的伸缩和变形振动都是红外活性的两个能量间距为DEBoltzmann/e-DE/kT 式中kBoltzmann（1.38x10-23m2kgs-2K-2300K218cm-1459 cm-1StokesStokesPlankh6.63x10-34 m2kgs-1。25C(v = (a)利用BoltzmannHCl数之比：

7、N(v1) / N(v = N(v = 2) / N(vHCl2885 cm-1。(b)利用(av = 1v = 2v = 2v = 3v = 0v = 15.86mm(a利于在该波长下对环己酮进行定量？(b2.0 mg /ml0.400.025 mm0.0011. C2. D3. B4.A5.C6. A 7. D8. B9. A10. C五、分子发光分析法习题及答案试从原理和仪器两个方面比较分子荧光磷光和化学发光的异同点。何为荧光（磷光）的激发光谱和发射光谱？如何绘制？它们有何异同点？有机化合物的荧光与其结构有何关系？解释下列术语：（1）荧光量子产率；（2）荧光猝灭；（3）系间跨越；（4）振

8、动弛豫；（5）重原子效应。5.写出荧光强度的数学表达式，说明式中各物理量的意义。影响荧光强度的因素是什么？试解释荧光分析法比紫外可见分光光度法灵敏度高的原因。(1)偶氮苯(2)pH=3 及pH10(3)二氮杂菲(4)pH=3 及pH10提高磷光测定灵敏度的方法有哪些？化学发光分析法有哪些特点？能发生化学发光的化学反应必须具备哪些主要条件？如何？为什么？核黄素的吸收光谱（实线）和荧光光谱（虚线）如图14.18发射波长各为多少？根据萘和菲的光谱图（14.19, 20），设计一分析方法测定混合物中的萘和菲。六、原子发射光谱法习题及答案原子发射光谱是怎样产生的？为什么各种元素的原子都有其特征的谱线？光

9、谱仪的意义是什么？为何写出Mg285.2nm试比较原子发射光谱中几种常用激发光源的工作原理、特性及适用范围。简述ICP光谱仪的主要部件可分为几个部分？各部件的作用如何？棱镜摄谱仪和光栅摄谱仪的性能各用那些指标表示？各性能指标的意义是什么？比较摄谱仪及光电直读光谱仪的异同点？分析下列试样时应选用何种激发光源？ 矿石的定性、半定量分析； 合金中铜的定量分析（0.xx%）； 钢中锰的定量分析（0.0 x0.x%）； 头发中各元素的定量分析； 水质调查中 Cr、Mn、Cu、Fe、Zn、Pb 的定量分析。影响原子发射光谱的谱线强度的因素是什么？产生谱线自吸及自蚀的原因是什么？解释下列名词： 激发电位和电

10、离电位； 共振线、原子线、离子线、灵敏线、最后线； 等离子线、激发光源中的三大平衡。析上有何意义？光谱定量分析为何经常采用内标法？其基本公式及各项的物理意义是什么？选择内标元素及内标线的原则是什么？说明理由。何谓基体效应？为何消除或降低其对光谱分析的影响？计算Cu327.4nmNa589.6nm（eV）下标中列出PbPbPb0.1%左右时，是否仍选用此谱线，说明理由。谱线波长/nm283.31280.20287.32266.32239.38激发电位/eV4.375.745.635.976.50500.0nm60o，反射角（衍射角）-40o，此光栅的刻痕数为多少条/mm？5.00mm，每mm72

11、01000cm-1用（折射率对波长的变化率）的60o熔融石英棱镜和刻有1200/mm的光栅来色散 Li 的 400.20nm 及 400.30nm 两条谱线。试计算 分辨率； 棱镜和光栅的大小。在原子发射光谱图中，未知元素的谱线x1=486.37nm2=487.12nm214.2mm（经放大），1x12.3mm， 试算x用原子发射光谱法测定ZrTi，选用的分析线对为Ti334.9nm/Zr332.7nm。测定含Ti=0.0045% Ti=0.0700.598， Ti%。用原子发射光谱法测定锡合金中铅的含量，以基体锡作为内标元素，分析线对为Pb283.3/Sn276.1nm， 每个样品平行摄谱三

12、次，测得黑度平均值列于下表，求未知试样中铅的百分含量（作图法）样品号%Pb黑度Sn276.1nmPb283.3nm试样 10.1261.5670.25920.3161.5711.01330.7061.4431.54141.3340.8251.42752.5120.7931.927未知样x0.9200.669用标准加入法测定硅酸岩矿中Fe1.05，测得数据列于下表。试求未知样中Fe（作图法）Fe 加入量（%） S（谱线黑度差）0-0.441-0.1500.0300.15317.446 条 /mm 18.3600；2.8nm19. (1)20. 487.0221. 0.028%22. 0.461%

13、23.（23.1cm和3.8mm六、原子吸收光谱法习题及答案原子吸收光谱和原子荧光光谱是如何产生的？比较两种分析方法的特点。表征谱线轮廓的物理量是哪些？引起谱线变宽的主要因素有哪些？原子吸收光谱法定量分析的基本关系式是什么？原子吸收的测量为什么要用锐线光源？原子吸收光谱法最常用的锐线光源是什么？其结构、工作原理及最主要的工作条件是什么？空心阴极灯的阴极内壁应衬上什么材料？其作用是什么？灯内充有的低压惰性气体的作用是什么？原子化法高的原因。火焰原子化法的燃气、助燃气比例及火焰高度对被测元素有何影响？试举例说明。原子吸收分光光度计的光源为什么要进行调制？有几种调制的方式？分析下列元素时，应选用何种

14、类型的火焰？并说明其理由： 人发中的硒；矿石中锆； 油漆中的铅。原子吸收光谱法中的非光谱干扰有哪些？如何消除这些干扰？原子吸收光谱法中的背景干扰是如何产生的？如何加以校正？说明用氘灯法校正背景干扰的原理，该法尚存在什么问题？400.8mg/mL标准溶液应如何配制？产生原子荧光的跃迁有几种方式？试说明为什么原子荧光的检测限一般比原子吸收低？与测定下列物质，应选用哪一种原子光谱法，并说明理由： 血清中的 Zn 和Cd（Zn2mg/mL，Cd0.003ug/mL）； 鱼肉中的 Hg（xug/g 数量级）； 水中的 As（0.x ug/mL）； 矿石 La、Ce、Pr、Nd、Sm（0.00 x0.x%

15、） 废水中 Fe、Mn、Al、Ni、Co、Cr（x ug/mLx mg/mL）。镁的共振线285.21nm是跃迁产生的，试计算在2430K时，激发态和基态的原子数之比。用原子吸收光谱法测定试样中的Tl2800K377.6nm6P17S1Tl1.6nm/mm，欲测定Si251.61nmSi251.43nm 和Si251.92测定血浆中Li0.430mL5.00mLL 0.0430mol/LLiCl0.2300.680，求此血浆Li（以g/mLLi）用原子吸收光谱测定水样中Co10.0mL50mL6.00g/mL CoCo溶液数水样体积/mLCo/mL/mL10050.00.042210.0050

16、.00.201310.010.050.00.292410.020.050.00.378510.030.050.00.467610.040.050.00.554铁的浓度。空白溶液试样溶液空白溶液试样溶液铁标准加入量 mg/200mL0.0200.09000.2140.2842.000.4140.4844.000.6070.6776.00答：答：七、X 射线荧光光谱法习题及答案1.X 射线荧光光谱是如何产生的？2.X 射线荧光光谱分析的基本原理。3.X 射线荧光光谱仪有哪两种基本类型？4.X 射线荧光光谱议分光系统是什么？5.简述两种类型X 射线光谱仪的主要部件及工作原理答：Xxxx射线发射，这样

17、便产生一系列的特征x答：答：X 射线荧光光谱议分光系统是由入射狭缝，分光晶体，晶体旋转机构，样品室和真空系统组成。其x（x）经入射狭缝准直后，投射到分光晶体上。晶体旋转x色散产生荧光光谱八、电子能谱法习题及答案简述电子能谱原理。电子能谱的主要应用有哪些？为什么说电子能谱是表面灵敏的分析技术九、核磁共振波谱法习题及答案试述产生核磁共振的条件是什么？5/2 的核在磁场中有多少种能态？各种能态的磁量子数取值为多少？指出下列原子核中，哪些核无自旋角动量？，解释下列术语：核进动频率、饱和、弛豫、纵向弛豫、横向弛豫。学位移比乙炔质子大？简述自旋自旋裂分的原理。何谓一级图谱？一级图谱的自旋偶合裂分有哪些规律

18、？什么是化学全同和磁全同？试举例说明。点？10.13C-NMR 谱比较 1H-NMR 谱有什么优点？么？1.9406T、31P 的共振频率。25oC2.4T 13C 高低能态核数目的比例。60.0MHz NMR 仪时，TMS 的吸收与化合物中某质子之间的频率差为180Hz40.0MHz的NMR 仪，它们之间的频率差将是多少？NMR （峰数及强度比、各组峰的相对积分面积）C2H5OC2H5; C6H5CH2OH；ClCH2CH2CH2Cl；CH3CHBrCHBrCH3；2.答：6 种，3.答：，11.答：氟核大，因为氟核的核磁矩小12.答：82.6MHz、20.8MHz、77.7MHz、33.4

19、MHz13.答：14.答：120Hz十、电分析化学引论习题及答案化学电池由哪几部分组成？如何表达电池的图示式？电池的图示式有那些规定？电池的阳极和阴极，正极和负极是怎样定义的？阳极就是正极，阴极就是负极的说法对吗？为什么？电极电位及电池电动势的表示式如何表示？应注意什么问题？何谓式量电位？如何表示电极有几种类型？各种类型电极的电极电位如何表示？何谓指示电极、工作电极、参比电极和辅助电极？何谓电极的极化？产生电极极化的原因有哪些？极化过电位如何表示？写出下列电池的半电池反应和电池反应，计算电动势。这些电池是原电池还是电解池？极性为何？（T251）（1）PtCr3+（1.0104molL1），Cr

20、2+（0.10molL1）Pb2+(8.0 102molL1)Pb已知：（2）Pt，H2(20265Pa)HCl（0.100molL1）HClO4(0.100molL1)Cl2(50663Pa)，Pt已知：和)Ag已知：已知下列半电池反应及其标准电极电位：Sb+3N+3e SbH3计算下列半电池反应 Sb+3H2O+3e SbH3+3OH1 在 25时的值电池：HgHg2Cl2，Cl（饱和）Mn+M250.100V；当Mn+的浓度稀释为原来的1/50 时，电池的电动势为 0.050V。试求电池右边半电池反应的电子转移数（n 值）。下 列 电 池 的 电 动 势 为 0.693V（25） Pt，

21、H2(101325Pa)HA（0.200molL1），NaA（0.300molL1）SCE，不考虑离子强度的影响，请计算 HA 的离解常数Ka。下 列 电 池 的 电 动 势 为 0.138V（289oK） HgHg(NO3)2（1.0103molL1），KI（1.00102molL1）SCE试计算：的配合稳定常数K 13.已知下列半电池反应及其标准电极电位：试计算：的配合稳定常数K14. 下 列 电 池 的 电 动 势 为 0.411V（25） PbPbCl2（饱和），Cl（0.020molL1）SCE已知，不考虑离子强度的影响。请计算PbCl2的KSP15.有一电池：ZnZn2+（0.01

22、00molL1）Ag+（0.300molL1）Ag计算该电池 298oK 时的电动势为多少？当电池反应达到平衡外线路无电子流通过时，Ag+浓度为多少？已知：8.（1）E=0.429V，是原电池（2）E=1.448V，是原电池（3）E=0.261V，是电解池9.1.34V10.n=211.Ka=3.910812.K=6.5102913.K=6714.K=1.710515.E=1.59V，浓度=1.551027molL1十一、电位分析与离子选择性电极习题及答案电位分析法的理论基础是什么？它可以分成哪两类分析方法？它们各有何特点？以氟离子选择性电极为例，画出离子选择电极的基本结构图，并指出各部分的名

23、称。何谓扩散电位和道南电位（相间电位）？写出离子选择电极膜电位和电极电位的能斯特方程式。试述pHpH何谓ISEpHpH气敏电极在结构上与一般的ISE何谓ISE式。何谓总离子强度调节缓冲剂？它的作用是什么？电位滴定的终点确定有哪几种方法？10计算时下列电池的电动势，并标明电极的正负:已知：硫化银膜电极以银丝为内参比电极，0.01mol/L碱性溶液中的电极电位已知：测定以下电池：pH|pH=5.00|SCE0.2018V0.2366V58.0mV/pH 。计算未知液得pH。冠醚中性载体膜钾电极和饱和甘汞电极（以醋酸锂为盐桥）组成测量电池为：当测量溶液分别为溶液和溶液时测得电动势为-88.8mV和5

24、8.2mV, 若电极的响应斜率为58.0mV/pK时，计算。14用固定干扰法测选择电极对浓度为的一系列不同浓度的溶液中，测得如下数据。请用作图法求30.02.0-26.0-45.047.0选择电极的溶液中的的pH6.0用选择电极测定水样中的。取25.00mL水样，加入25.00mLTISAB溶液，测得电位值为0.1372V（Vs SCE）；再加入58.0mV/pF。计算水样中的的标准溶液1.00mL，测得电位值为0.1170V，电位的响浓度（需考虑稀释效应）为了测定Cu（）EDTA络和物的稳定常数， 组装了下列电池：测得该电池的电动势为0.277V，请计算络和物的。50.00mL加的的试液，经

25、碱化后（若体积不变）用气敏氨电极测得其电位为-80.1mV。若标准溶液 0.50mL，测得电位值为-96.1mV。然后再此溶液中再加入离子强度调节剂50.00mL。测得其电位值-78.3mV。计算试液中的浓度为多少(以表示)。用氰离子选择电极测定和混合液中。该电极适用的pH范围为11-12。现移取试液100.0mL，在pH为12时测得电位值-251.8mV。然后用固体试剂调节试液至pH4（此时，完全以HCN形式存在）；测得电位值-235.0 。若向pH4的该试液中再加的标准溶液，测得电位值-291.0mV。已知该电极的响应斜率为，。计算混合试液中的浓度。10.答：0.081V11.答：-0.5

26、22V12.答：5.613.答：E=0.429V，是原电池14.答：0.2115.答：20%答：答：答：答：十二、电解和库仑分析法习题及有下列五种电化学分析法：A电位分析法 B伏安分析 法 C电导分析法 D电解分析法 E库仑分析法以测量沉积于电极表面的沉积物质量为基础的是（）以测量电解过程中被测物质在电极上发生电化学反应所消耗的电量为基础的是（）要 求 电 流 效 率 100% 的 是 （ ） 2以下有关电解的叙述哪些是正确的？ AB借外部电源的作用来实现化学反应向着自发方向进行的过程； C在电解时，加直流电压于电解池的两个电极上； D在电解时，加交流电压于电解池的两个电极上；3.在电重量分析

27、法中作为沉淀剂的是：电压 B电流 C电量 D电能 E4 以 下 哪 个 是 错 误 的 ？ A在阴极上还原的不一定是阳离子； B在阳极上氧化的不一定水阴离子； C析出电位是相对一个电极而言； D分解电压是对整个电解池而言； E析出电位值越负越容易被还原； 5在分解电压中没有考虑的因素是： A理论分解电压C以下哪个因素与超电位无关？A 电极面积B电流密度C温度D析出物温度E电解质组成与电解方程式的表达式无关的是A 电极电位B超电位C电解池内阻D通过电解池的电流E接电位在控制电位电解法的装置中，不包括以下哪个？A电压表B电位计C电流表D可变电阻E甘汞电极A B i-E 曲线，如果要使金属离子A B

28、 极电位E必须控制在AaE b Bb E b DE a EE 0.05g/mL当苯酚浓度为 0.05g/mL 时，不能直接测出。 6.52g/mL/0.05g/mL=130.4 130.4 倍时方能检测。C D 根据检测原理选。（1）蔬菜中含氯农药残留量选用电子捕获检测器，因为根据检测机理电子捕获检测测器。热能力的组分均可测定，故可测定微量水。C H 元素的有机化合物有高的响应信号，特别适合。号，而且灵敏度高。 固定液的最高使用温度。线不稳而无法工作。答：根据题意要求的组分在正壬烷后出峰。Y9=Y10 Y9=Yi=5mm/5mm/min=60sR=2（tRi-tR9）/(Y9+Yi) = (t

29、Ri-tR9)/Y9tRi=RY9 + tR9 =1.560+ (400-40) = 450sIi = 1009+(lgtRi-lgtR9)/(lgtR(9+1)-lgtR9)= 1009+(lg450-lg360)/(lg540-lg360) =952.3） mi%=Aifis/(A1fis+Aifis+Anfns)100mi 乙酸甲酯（%）=18.10.60/（18.10.60 + 43.60.78 + 29.90.88）100 = 15.25（2）碳数规律：lgtR = A1n + C1乙酸乙酯 n=3，lgtR 乙 = lg(tR-tm) = lg(2.72-0.6) = 0.326

30、丙酸甲酯n=4，lgtR 丙 = lg(tR-tm) = lg(4.92-0.6) = 0.635 正丁酸甲酯n=5，lgtR 丁 = lg(tR-tm) = lg(9.23-0.6) = 0.936 根据丙酸甲酯、正丁酸甲酯的数据0.635 = 4A1 + C10.936 = 5A1 + C1解方程的A1 = 0.301 C1=-0.596正戊酸甲酯有 6 个碳 n = 6lgtR 戊 = 60.301 - 0.569 = 1.237tR 戊=17.26 tR = tR + tm = 17.26 + 0.6 = 17.86(min)十八、高相液相色谱法习题及答案高效液相色谱是如何实现高效、快

31、速、灵敏的？简述液相色谱中引起色谱峰扩展的主要因素，如何减少谱带扩张，提高柱效？色谱柱A15cm，载体粒度为5m。另一B30cm，载体粒度为10m。两柱的柱效相等吗？流动相为什么要脱气？常用的脱气方法有拿几种？在液相色谱中。常用作固定相，又可用作键合相基体的物质是A. 分子筛B. 硅胶C. 氧化铝D. 活性炭1502mm/甲醇分的出峰次序，为什么？A.B.30min出选用哪中溶剂能减少该组分的保留时间？为什么？0K1K1醚-己烷，应选用哪种固定相，流动相？为什么？ODS1.2.3.4.5-10m 流速；设计高灵敏度、死体积小的紫外、荧光等检测器，提高检测灵敏度，克服经典液相色谱的缺点，从而达到

32、高效、快速、灵敏。尽可能采用死体积较小的进样器、检测器、接头和传输管线等。lA=15/0.0005=30000 lB= 30/0.0010=30000A 柱的折合柱长为 30000，B 柱的折合柱长也为 30000，表明组分在两根柱内从柱入口到出口都经过 30000 个载体颗粒，两柱的柱效相等。答：流动相中溶解气体存在以下几个方面的害处气泡进入检测器，引起光吸收或电信号的变化，基线突然跳动，干扰检测；溶解在溶剂中的气体进入色谱柱时，可能与流动相或固定相发生化学反应；用前必须进行脱气处理。常用的脱气法有以下几种：加热脱气法；抽吸脱气法吹氦脱气法；超声波振荡脱气法。答：B硅胶要形成化学键合固定相，

33、所用的基质材料应有某种化学反应活性，在四种固体固定相中只有硅胶含有硅醇基，是能进行键合的活性官能团。答：在给定的色谱条件下，组分B 先出峰，组分A / 甲醇（150:2）为流动相，该体系为正相色谱，样品的极性 AB小的组分先出峰，极性大的组分后出峰，所以出峰次序为B 后出。四氯化碳及乙醚的溶剂强度参数分别是 0.29、0.18、0.38，因此选用溶剂强度参数大于甲苯的乙醚，可缩短该化合物的保留时间。答：因为组分的分配系数为K=Cs/Cm，Cs Cm 浓度。当分子直径大于孔径时，此时 Cm=0，K=0组分向空隙内流动相扩散，达到平衡时，一半组分在空隙内，一半组分在空隙外,此时 K=1.0，, 0 1 之间，可见体积排K1 ()的支配。己烷为流动 相。k 峰，按四种苯并二氮杂苯的结构，出峰顺序为4-3-2-1质谱法习题及答案质谱仪由哪几部分组成？各部分的作用是什么？（划出质谱仪的方框示意图）离子源的作用是什么？试述几种常见离子源的原理及优缺点。单聚焦磁质量分析器的基