大学仪器分析试题及答案

仪器分析仪器分析试卷一一、填空题（20分，每空1分）常用的原子化方法分为 火焰原子化 和 非火焰原子化 。紫外吸收光谱基本上反映的是分子中 生色团 及 助色团 的特征所以它在研究化物的结构中所起的主要作用是推测官能团以及 共轭体系的大小 。H2O的振动自由度是 3 ，在IR图上出现 3 个吸收带。气相色谱中两组分能否很好的分离主要决定于固定相 的选择其次决定于实验操作条件 选择，定性分析的依据是 保留值 ，定量分析的依据是 峰面积 。原子吸收法是用空心阴极灯 作为光源的它的阴极由 被测 元素的材料组成该光源属于一种锐线 光源。原子吸收分析中的干扰主要有 物理 ， 化学 ，电离 ，谱线 和景 。以测量沉积与电极表面的沉积物的质量为基础的方法称为 电重量分析法 二、选择题（40分，每题2分）(C)(A)2个，不对称伸缩(B)4个，弯曲(C)3个，不对称伸缩(D)2个，对称伸缩矿石粉末的定性分析，一般选用下列哪种光源为好（B）（A）交流电弧（B）直流电弧（C）高压火花（D）等离子体光源原子吸收分析法中测定铷1％钠盐溶液其作用是（C）（A）（B）提高火焰温度（D）提高Rb+的浓度反应色谱柱柱型特性的参数是（D）（A）分配系数（B）分配比（C）相比（D）保留值在极谱分析中，所谓可逆波指的是（A ）（A）（B）（C）（D）都不是光谱仪的线色散率常用其倒数来表示，即Å／mm，此数值愈小，表示此仪器色散率愈（A）（A）大（B）（D）恒定空心阴极灯中对发射线宽度影响最大的因素是（C ）（A）阴极材料（B）填充气体（C）灯电流（D）阳极材料在吸光光度分析中，需要选择适宜的读数范围，这是由于（A）吸光度A=0.70～0.20时，误差最小 吸光度A=10%～80%时，误差最小（C）吸光度读数越小，误差越小 吸光度读数越大，误差越小下列分子中，不能产生红外吸收的是（D）（A）CO （B） H2O SO2 H2某化合物在紫外光区未见吸收带，在红外光谱的官能团区3400~3200cm-1合物最可能是（C）（A）醛 （B）伯胺 （C）醇 （D）酮在电位滴定中，以Δ2E/ΔV2～V（E为滴定剂体积）作图绘制滴定曲线，滴定终点为（A）Δ2E/ΔV2为最正值时的点 （B）Δ2E/ΔV2为最负值时的点（C）Δ2E/ΔV2为零时的点 （D）Δ2E/ΔV2接近零时的点原子吸收光谱线的络仑磁变宽是由下列那种原因产生的（A）原子的热运动 （B）原子在激发态时的停留时间（C）原子与其它粒子的碰撞 原子与同类原子的碰撞根据色谱速率理论，当载气流速较低时，影响柱效的主要因素是）（A）分子扩散 涡流扩散 （C）传质阻力柱长下列化合物中含有跃迁的化合物是（B ）（A）一氯甲烷 丙酮（C）丁二烯（D）二甲苯ClCH=CH（190nm）比HC=CH（185nm）吸收波长长其主要原因是（B ）2 2 2（A）共轭作用 助色作用 （C）溶剂效应 （D）中介效应下列参数中，会引起分配系数变化的是）（A）柱长缩短（B）固定相改变 （C）流动相速度增加（D）相比减小不能被氢火焰检测器检测的组分是（A ）（A）四氯化碳 （B）烯烃 （C）烷烃（D）醇系物不影响速率方程式中分子扩散项大小的因素（D）（A）载气流速（B）载气相对分子质量（C）柱温 柱长电位分析法主要用于低价离子测定的原因是（A）低价离子的电极易制作，高价离子的电极不易制作（Ｂ）高价离子的电极还未研制出能斯特方程对高价离子不适用 （D）测定高价离子的灵敏度低和测量的误差大气相色谱法测定啤酒中微量硫化物的含量，最合适的检测器（C）（A）热导池 （B）电子捕获 （C）火焰光度 （D）紫三、简答题原子发射光谱分析所用仪器装置由哪几部分构成？其主要作用是什么？控制电位库仑分析法和库仑滴定法在分析原理上有何不同？请预测在正相色谱与反相色谱体系中，组分的出峰次序。在极谱分析法中，为什么要使用汞微电极？光源作用是提供能量，使物质蒸发和激发。分光仪作用是把复合光分解为单色光，即起分光作用。检测器是进行光谱信号检测。

（Ｃ）库仑分析法即库仑滴定法是以100％的电流效率进行电解，使在电解中产生一种物质（库仑滴定剂），仑滴定剂与被测物质进行定量化学反应，反应的化学计量点可借助于指示剂或其它电化学方法来指示。k出峰。极性强的组分，在固定相中的溶解度较大，因此k值大，后出峰。值小，所以先出峰。答：因为汞微电极具有如下一些优点：滴汞电极由于汞滴不断滴落，使电极表面保持新鲜，重现性好。汞与许多金属生成汞齐，降低了这些金属的析出电位，使许多金属都能用极谱法测定。氢在汞电极上有较大的过电位，其析出电位一般负于1.2V扰。四、计算题（126分）已知物质A和B30.00cm16.40min17.63min1.301.11min1.21柱的分离度；柱的平均塔板数；1.5解：柱的分离度R=2（17.63-16.40）/（1.11+1.21）=1.06（2）柱的平均塔板数n=16(16.40/1.11)2=3493n=16(17.63/1.21)2=3397n平均=（3493+3397）/2=3445（3）达到1.5分离度所需的柱长度R1/R2=(n1/n2)1/2n2=3445(1.5/1.06)2=6898L=nH=6898(300/3445)=60cm将Cl-0.0010molL-1的Cl-0.200V。用同样的两个电极，放入未知的Cl-溶液中，测得电动势为0.318V。计算未知液中Cl-（电极作正极）解：根据pH计算公式pc

ExEs

3.00.3180.2005.0x s 0.059/n 0.059Cx=1.0×10-5molL-1五、推断题（8分）仪器分析某化合物的分子式为C8H7N，试根据其红外光谱图，推测其结构。CN试卷二一、填空题（20分，每空1分）1.原子吸收分光光度计主要由 光源，原子化器 ， 单色器以及检测显示系统 四个部分组成。pH玻璃电极属于 非晶体膜电极常用的原子化方法分为 火焰原子化电极，氟电极属于 单晶膜电极和 非火焰原子化 。电极。在进行光谱定性分析时，夹缝宽度_ 原因是减小谱线间重叠干扰 ；而在定量分析是，夹缝宽度宜 大 ，原因_提高谱线强。当羰基邻位连有电负性大的原子或吸电子基团时由于诱导效应使特征频率减小 随着取代原子电负性的增大或取代数目的增加，诱导效应越 强 ，吸收峰向小 波数移动的程度越显著紫外吸收光谱基本上反映的是分子中 生色团 及 助色团 的特征所以它在研究化物的结构中所起的主要作用是推测官能团以及 共轭体系的大小 。H2O的振动自由度是 3 ，在IR图上出现 3 个吸收带二、选择题（40分，每题2分）下列分子中，不能产生红外吸收的是（D）（A）CO （B） H2O （C）SO2 H2（D）（A）环己烷 （B）氯仿 （C）甲醇 （D）水3400~3200cm-1物最可能是（C）（A）醛 （B）伯胺 （C）醇 （D）酮原子吸收光谱线的络仑磁变宽是由下列那种原因产生的（A）原子的热运动 （B）原子在激发态时的停留时间（C）原子与其它粒子的碰撞 （D）原子与同类原子的碰撞（B）（A）化学计量火焰 （B）贫燃火焰 （C）电火花 富燃火焰仪器分析在电位滴定中，以Δ2E/ΔV2～V（E为滴定剂体积）作图绘制滴定曲线，滴定终点为（A）Δ2E/ΔV2为最正值时的点 （B）Δ2E/ΔV2为最负值时的点（C）Δ2E/ΔV2为零时的点 （D）Δ2E/ΔV2接近零时的点气相色谱法测定啤酒中微量硫化物的含量，最合适的检测器（C）（A）热导池 （B）电子捕获 （C）火焰光度 （D）紫外衡量色谱柱效能的指标是（C ）（A）相对保留值 （B）分离度 （C）塔板数 （D）分配系数下列化合物中含有跃迁的化合物是（B ）（A）一氯甲烷 丙酮（C）丁二烯（D）二甲苯ClCH=CH（190nm）比HC=CH（185nm）吸收波长长其主要原因是（B ）2 2 2（A）共轭作用 助色作用 （C）溶剂效应 （D）中介效应S2分子的红外活性震动形式数目为（B ：（A）2 （B） 3 （C）4 （D） 5某化合物的红外光谱上3000-2800cm-1、1450cm-1、1375cm-1和720cm-1等处有主要吸收带，该化合可能是(A )（A）烷烃 （B）烯烃（C）炔烃芳烃在原子吸收光谱法中，对光源进行调制的目的是（C）（A）校正背景干扰（B）消除物理干扰（C）消除原子化器的发射干扰 消除电离干扰原子吸收光谱法中背景干扰主要表现为（C）（A）火焰中待测元素发射的谱线 （B）火焰中干扰元素发射的谱线（C）火焰中产生的分子吸收 光源产生的非振线下列参数中，会引起分配系数变化的是）（A）柱长缩短（B）固定相改变 （C）流动相速度增加 相比减小不能被氢火焰检测器检测的组分是（A ）（A） 四氯化碳 （B）烯烃 （C）烷烃（D）醇系物不影响速率方程式中分子扩散项大小的因素（D）（A）载气流速（B）载气相对分子质量（C）柱温 柱长荧光分析法是通过测定)而达到对物质的定性或定量分析。（A）激发光 磷光 （C）发射光 （D）散射光1mV(A)3.9%7.8%7.8%3.9%3.9%7.8%仪器分析提高库仑滴定准确度的关键因素之一(D )（A）保持电压恒定（B）保证足够的电解时间（C）加入支持电解质 保证高的电流效三、简答题（20分，每题5分）少，并指明电极的正负。（E0 0.761V,E02/Cu2/

0.337V）Cu|C2+‖+|Zn解：根据两个电极反应，分别求得其电极电位为：ECu2/Cu

E0Cu2/Cu

RTlnnF

Cu2和E2/

E0 Zn2/Zn

RTlnnF

Zn2电池的电动势为：

RT aEcell

E ER

E0 E0 2/Cu2/Cu

lnnF

2Cu2RT C1.100

2FlnZn2CZn21.100V

Cu2

Cu2Ecell<0，故铜电极为正极，锌电极为负极。四、计算题（12分，每题6分）原子吸收法测定某试样溶液中的Pb,乙炔焰测得Pb283.3nm和Pb281.7nm72.5%52.0%.试计算(A)其透光度各为多少？A=log(1/T)=log(0/I)=log(100/(100-72.5))=2-log27.5=0.56即吸收为72.5%的吸光度为0.56,同理得吸收为52.0%的吸光度为0.32（2）72.5%52.0%48.0%.1522所谓真空紫外区,所指的波长范围是(4UV－VIS

） (4)max(1)a>b>c(2)c>b>a(3)b>a>c(4)c>a>b仪器分析可见光的能量应为(4)(1)1.24×104～1.24×106eV(2)1.43×102～71eV(3)6.2～3.1eV(4)3.1～1.65eV2)(1)能量越大(2)波长越长(3)波数越大(4)频率越高荧光分析法和磷光分析法的灵敏度比吸收光度法的灵敏度((1)高(2)低(3)相当(4)不一定谁高谁低三种原子光谱(发射、吸收与荧光)分析法在应用方面的主要共同点为(2(1)精密度高,检出限低(2)用于测定无机元素(3)线性范围宽(4)多元素同时测定当弹簧的力常数增加一倍时,其振动频率(3)(1)增加 倍(2)减少 倍( 3)增加0.41倍(4)增加18.请回答下列化合物中哪个吸收峰的频率最高？(4)1HNMR(3(1)CH-OOC-CHCH(2)(CHCH-O-CH(CH3 2 3 32 32(3)CH-OOC-CH-COO-CH(4)CHCH-OOC-CHCH-COO-CHCH3 2 3 3 2 2 2 2 3M=72,红外光谱指出,该化合物含羰基,则该化合物可能的分子r式为(4)(1)CHO(2)CHO(3)CHNO(4)(1)或(2)48 342 36物质的紫外-可见吸收光谱的产生是由于(3(1)分子的振动(2)分子的转动(3)原子核外层电子的跃迁(4)原子核内层电子的跃迁磁各向异性效应是通过下列哪一个因素起作用的? ((1)空间感应磁场(2)成键电子的传递(3)自旋偶合(4)氢键外磁场强度增大时,质子从低能级跃迁至高能级所需的能量(1(1)变大(2)变小(3)逐渐变小(4)不变化BV慢慢地增加时,则首先通过狭峰的是:(4)(1)质量最小的正离子 (2)质量最大的负离子(3)质荷比最低的正离子 (4)质荷比最高的正离子15.某化合物Cl-CH-CH-CH-Cl的1HNMR谱图上为(2 2 2仪器分析(1)1个单峰(2)3个单峰(3)2:1,1(4)2:1,11533当一定频率的红外光照射分子时，应满足的条件是 红外辐射应具有刚好满足分子跃时所需的能量 和 分子的振动方式能产生偶极矩的变化。 才能产生分子的红外吸收峰。核磁共振的化学位移是由于 核外电子云所产生的屏蔽作用的大小不同 而造成化学位移值是以 TMS（四甲基硅烷）(=0) 为相对标准制定出来的。拉曼位移是 它与 无关而与 。拉曼光谱是 光谱，红外光谱是 光谱；前者是由于 产生的，后者是由于 产生的；二者都是研究 ，两种光谱方法具有 。带光谱是由 分子中电子能级振动和转动能级的跃迁 产生的,线光谱是由 原子离子的外层或内层电子能级的跃迁 产生的。在分子荧光光谱法中,增加入射光的强度,测量灵敏度_增加(或提高,或增大)-，原因是 荧光强度与入射光强度呈正比 在分子（ＣH）

中,它的发色团是 －Ｎ－Ｃ＝Ｃ＜ ,3 2 2在分子中预计发生的跃迁类型为 →*→*→*→* 。在原子吸收法中,由于吸收线半宽度很窄,因此测量 积分吸收 有困难,所以用测量 峰值吸收系数 来代替.高分辨质谱仪一个最特殊的用途是获得化合物 精确的相对分子质量分子式化合物大致类型 。用原子发射光谱进行定性分析时,铁谱可用作 谱线波长标尺来判断待测元素的分析线 。当浓度增加时,苯酚中的OH基伸缩振动吸收峰将向 低波数 方向位移.苯上6个质子是 化学 等价的，同时也是 磁 等价的。核磁共振波谱中,乙烯与乙炔,质子信号出现在低场是 乙稀CO经过质谱离子源后形成的带电粒子有CO+ 、CO+、C+、CO2+等，它们经加速后进入磁2 2 2偏转质量分析器，它们的运动轨迹的曲率半径由小到大的次序因为+CO+C+CO2+2 2m/z44281222 次序为：C+、CO2+、CO+、CO+ 。2 2在核磁共振波谱法中,记录纸上横坐标自左向右对应于扫描磁场由 弱 变_强 ,称横坐标左端为 低 场,右端为_高 场。215计算化合物（如下式）的紫外光区的最大吸收波长。仪器分析解根据WoodWard─Fieser规则计算 母体基214nm环外双键×525 基取代×735 延长一个共轭双键30 304nmX500mg500mL1.00cm400nm0.900。将10.0mgX1L0.100cm0.300,X解：c＝（10.0／1）×10-3＝1.00×10-2ｇ／Ｌs0.900＝a×1.00×cx0.300＝×0.100×1.00×10-2解之:c＝3.00×10-3ｇ／Ｌ＝3.00×10-3ｍｇ／ｍＬx已知试样的c＝500／500＝1.00ｍｇ／ｍＬ所以（c／）＝（3.00×10-3／1.00）＝3.0×10-3x4351．（5）13C-NMR1H-NMRCd写出你认为最佳的仪器分析方法；（AAS,DPP,ASV）扼要说明所提方法的原理及样品预处理的大致过程。试卷四一、单项选择题（46分，291）1、在原子发射光谱分析（简称AES）量。若对某种低熔点固体合金中一些难激发的元素直接进行分析，则应选择（3流电弧光源，②交流电弧光源，③高压火花光源，④电感耦合等离子体（ICP）光源2AES（2。①共振线，②灵敏线，③最后线，④次灵敏线3、待测元素的原子与火焰蒸气中其它气态粒子碰撞引起的谱线变宽称为（2 。①多普勒变宽，②罗伦兹变宽，③共振变宽，④自然变宽4、在原子吸收光谱（简称AAS）分析中，把燃助比与其化学反应计量关系相近的火焰称作（1 。①中性火焰，②富燃火焰，③贫燃火焰，④等离子体炬焰5、为了消除AAS火焰法的化学干扰，常加入一些能与待测元素（或干扰元素）生成稳定络物的试剂，从而使待测元素不与干扰元素生成难挥发的化合物，这类试剂叫（ 3 。①消电离剂，②释放剂，③保护剂，④缓冲剂6、为了同时测定废水中ppm级的Fe、Mn、Al、Ni、Co、Cr，最好应采用的分析方法为（ 1 。①ICP-AE，②AAS，③原子荧光光谱（AFS，④紫外可见吸收光谱（UV-VIS）7、在分子吸收光谱中，把由于分子的振动和转动能级间的跃迁而产生的光谱称作仪器分析仪器分析（ 3 。①紫外吸收光谱UV，②紫外可见吸收光谱，③红外光谱（IR，④远红外光8、双光束分光光度计与单光束分光光度计比较，其突出的优点是（ 3 。①可以扩大波长的应用范围，②可以采用快速响应的探测系统，③可以抵消吸收池所带来的误差，④可以抵消因光源的变化而产生的误差9、在下列有机化合物的UV光谱中，C=O的吸收波长max最大的是（ 2 ，最小的是（ 3 。CH3CH2CHCH3CH2CH3① ② ③ ④O O O O10、某物质能吸收红外光波，产生红外吸收光谱图，那么其分子结构中必定（3。①含有不饱和键，②含有共轭体系，③发生偶极矩的净变化，④具有对称性、饱和酯中C=O的IR伸缩振动频率比酮的C=O振动频率高，这是因为（ 4 ）所引的。 ①I效应，②M效应，③I<M，④I>M12具有组成结构为光源→单色器→吸收池→检测器的分析仪器是（3光谱仪。 AES，②AAS，③UV-VIS，④IR13、氢核发生核磁共振时的条件是（ 4 。0 0 0 0 ①ΔE=2，②E=hυ，③ΔE=μβH，④υ=2μβH/0 0 0 0 14、在下列化合物中，用字母标出的亚甲基和次甲基质子的化学位移值从大到小的顺序是（3 。a b c dHHC C3

HCH3 H3C CCH3

CH3 H

HC2 Cl HC3

HC2 Br①ａｂｃｄ，②ａｂｄｃ，③ｃｄａｂ，④ｃｄｂａ15、在质谱（MS）分析中，既能实现能量聚焦又能实现方向聚焦，并使不到达收集器被记录的静态质量分析器是指（2 ）质谱仪。16、一般气相色谱法适用于（3。

m的离子依次e①任何气体的测定，②任何有机和无机化合物的分离测定，③无腐蚀性气体与在气化度下可以气化的液体的分离与测定，④无腐蚀性气体与易挥发的液体和固体的分离与测定17、在气相色谱分析中，影响组分之间分离程度的最大因素是（2 。①进样量，②柱温，③载体粒度，④气化室温度18、涉及色谱过程热力学和动力学两方面因素的是（2 。①保留值，②分离度，③相对保留值，④峰面积19、分离有机胺时，最好选用的气相色谱柱固定液为（ 4 。①非极性固定液，②高沸点固定液，③混合固定液，④氢键型固定液20、为测定某组分的保留指数，气相色谱法一般采用的基准物是（3 ①苯，②正庚烷，③正构烷烃，④正丁烷和丁二烯21、当样品较复杂，相邻两峰间距太近或操作条件不易控制稳定，要准确测定保留值有一困难时，可采用的气相色谱定性方法是（ 2 。①利用相对保留值定性，②加入已知物增加峰高的办法定性，③利用文献保留值数据定性，④与化学方法配合进行定性22、气相色谱分析使用热导池检测器时，最好选用（1）做载气，其效果最佳。①H2气，②He气，③Ar气，④N2气23、在液相色谱分析中，提高色谱柱柱效的最有效的途径是（1 。①减小填料粒度，②适当升高柱温，③降低流动相的流速，④降低流动相的粘度二、判断题（正确的打√，错误的打╳（14分，每小题2分）1、凡是基于检测能量作用于待测物质后产生的辐射讯号或所引起的变化的分析方法均可为光分析法（ √）2、用电弧或火花光源并用摄谱法进行AES定量分析的基本关系式是lgR=blgC+lga （ ╳ ）3、单道双光束原子吸收分光光度计，既可以消除光源和检测器不稳定的影响，又可以消除火焰不稳定的影响（ ╳ ）4、朗伯比尔定律既适用于AAS的定量分析又适用于UV-VIS和IR的定量分析（ √）5、红外光谱中，化学键的力常数Kµ（╳）6、在核磁共振即NMR谱中，把化学位移相同且对组外任何一个原子核的偶合常数也相同的一组氢核称为磁等价，只有磁不等价的核之间发生偶合时才会产生峰的分裂（ √ ）7、在质谱仪的质量分析器中，质荷比大的离子偏转角度大，质荷比小的离子偏转角度小，而使质量数不同的离子在此得到分离（ ╳ ）三、填空题（14分，21）（波长(或波数、频率）进行定性或结构分析；而光谱的（强度（或黑度、峰高）的含量有关，故可进行定量分析。AES定性分析方法叫（光谱图（或铁光谱图、标准光谱图）比较法AES量分析方法叫（谱线强度（或谱线黑度、标准系列）比较法或数线（显线）法。AAS分析中，只有采用发射线半宽度比吸收线半宽度小得多的（锐线光源们的中心频率一致，方可采用测量（峰值吸收）来代替测量积分吸收的方法。物质的紫外吸收光谱基本上是其分子中（生色团）及（助色团）它的整个分子的特性。把原子核外电子云对抗磁场的作用称为（，由该作用引起的共振时频率移动的现象称为（化学位移。质谱图中可出现的质谱峰有（分子）（同位素）离子峰、亚稳离子峰和多电荷离子峰。一般而言，在色谱柱的固定液选定后，载体颗粒越细则（柱效）了组分在柱中（分配平衡）的次数。四、回答下列问题（26分）1、ICP光源与电弧、火花光源比较具有哪些优越性？（8分）答：电弧与电火花光源系电光源，所用的两个电极之间一般是空气，在常压下，空气里几乎（通电情况下使上下电极接触产生热电子发射后再拉开）方能产生持续的电弧放电和电火花放电。ICP（通入氩气）外的铜管线圈，在炬管的轴线方向上产生一个高频磁场，该磁场便感应耦合于被引燃电离后的氩气离子而产生一个垂直于管轴方向上的环形涡电流，这股几百安培的感应电流瞬间就将通入的氩气加热到近万度的高温，并在管口形成一个火炬状的稳定的等离子炬。由于电磁感应产生的高频环形涡电流的趋肤效应使得等离子炬中间形成一个电学上被屏蔽的通道，故具有一定压力的氩载气就可以载带着被雾化后的试样溶液气溶胶粒子而进入该中心通道被蒸发和激（5-6（10-3-