《水分析化学》题集

《水分析化学》题集一、选择题（每题2分，共20分）下列哪项不是水分析化学的主要研究对象？

A.天然水中的化学成分及其变化规律

B.工业废水的处理技术与设备

C.水体中污染物的来源、分布及迁移转化

D.饮用水的水质标准与检测方法在进行水样的采集时，为避免水样在运输过程中发生变化，应采取的措施是：

A.加入大量保存剂

B.使用密封容器并低温保存

C.尽可能延长采样时间

D.不需采取特别措施下列哪种方法可用于测定水中的溶解氧含量？

A.碘量法

B.酸碱滴定法

C.分光光度法

D.原子吸收光谱法关于水的硬度，下列说法错误的是：

A.水的硬度主要由水中钙、镁离子的含量决定

B.硬度过高的水在加热时容易产生水垢

C.硬度过低的水适合作为饮用水

D.硬度可以通过煮沸的方式显著降低下列哪项不是评价水质的指标？

A.pH值

B.溶解氧含量

C.水的颜色

D.水的密度在进行水样的预处理时，去除悬浮物和胶体杂质常用的方法是：

A.过滤

B.蒸馏

C.萃取

D.沉淀下列哪种仪器可用于测定水中的重金属离子？

A.分光光度计

B.原子吸收分光光度计

C.红外光谱仪

D.气相色谱仪关于水中的氮、磷等营养物质，下列说法正确的是：

A.它们总是对水体有益

B.它们是水体富营养化的主要原因

C.它们只能通过人为活动进入水体

D.它们对水生生物没有影响在进行水样的化学分析时，为保证分析结果的准确性，应：

A.随意选择分析方法

B.使用未经校准的仪器

C.严格遵守操作规程和质量控制要求

D.忽略实验中的异常数据下列哪种方法可用于测定水中的余氯含量？

A.碘量法

B.高锰酸钾滴定法

C.分光光度法（使用特定试剂）

D.重量法答案：B解析：水分析化学主要研究天然水、工业废水、饮用水等水体中的化学成分及其变化规律，以及水体中污染物的来源、分布及迁移转化等，而工业废水的处理技术与设备不属于其直接研究对象。答案：B解析：为避免水样在运输过程中发生物理、化学或生物变化，应使用密封容器并低温保存，以减少水样中成分的变化。答案：C解析：分光光度法可用于测定水中的溶解氧含量，通过特定试剂与溶解氧反应后产生的颜色变化来测定其含量。答案：D解析：水的硬度主要由水中钙、镁离子的含量决定，硬度过高的水在加热时容易产生水垢，对管道和设备造成腐蚀；而硬度过低的水虽然适合作为饮用水，但并非总是最优选择，因为适当的硬度对人体健康有益。水的密度不是评价其硬度的指标。答案：D解析：评价水质的指标包括pH值、溶解氧含量、水的颜色、浊度、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）等，而水的密度通常不作为评价水质的直接指标。答案：A解析：过滤是去除水样中悬浮物和胶体杂质常用的方法，通过滤纸或其他过滤介质将杂质截留，得到清澈的水样。答案：B解析：原子吸收分光光度计可用于测定水中的重金属离子，如铅、镉、铬等，通过原子化器将水样中的重金属离子原子化，然后测定其对特定波长光的吸收强度来确定其浓度。答案：B解析：水中的氮、磷等营养物质是水体富营养化的主要原因，它们通过促进藻类等水生生物的大量繁殖，导致水质恶化，影响水生生态系统的平衡。答案：C解析：在进行水样的化学分析时，为保证分析结果的准确性，应严格遵守操作规程和质量控制要求，包括选择合适的分析方法、使用校准后的仪器、进行空白试验和回收率试验等。答案：C解析：分光光度法（使用特定试剂）可用于测定水中的余氯含量，通过余氯与特定试剂反应后产生的颜色变化来测定其含量。二、填空题（每题2分，共14分）水分析化学是研究______中化学物质的______、______及其与______之间相互关系的一门学科。在进行水样的采集时，应根据水样的______、______和______等因素选择合适的采样方法和采样器。水的硬度是指水中______和______离子的总浓度，通常以______表示。在进行水样的预处理时，去除有机物常用的方法有______、______和______等。分光光度法是一种基于物质对光的______性质而建立起来的分析方法，它在水分析化学中广泛应用于______和______的测定。原子吸收分光光度法是一种基于气态______对特定波长光的______性质而建立起来的分析方法，它具有______、______等优点。在进行水样的化学分析时，为保证分析结果的准确性，应采取______、______和______等质量控制措施。答案：水体；组成；性质；环境或生态系统。答案：性质；分析目的；采样条件。答案：钙；镁；度（或mg/LCaCO₃）。答案：萃取；吸附；氧化。答案：吸收；无机物；有机物。答案：基态原子；吸收；灵敏度高；选择性好。答案：选择合适的分析方法；使用校准后的仪器；进行空白试验和回收率试验。三、判断题（每题2分，共10分）水分析化学只研究天然水中的化学成分及其变化规律。（）在进行水样的采集时，可以随意选择采样地点和时间。（）水的硬度过高或过低都会对水质产生不良影响。（）分光光度法只能用于测定水中的有色物质。（）原子吸收分光光度法只能用于测定水中的金属元素。（）答案：错。水分析化学不仅研究天然水中的化学成分及其变化规律，还研究工业废水、饮用水等各种水体中的化学成分及其对环境的影响。答案：错。在进行水样的采集时，应根据水样的性质、分析目的和采样条件等因素选择合适的采样地点和时间，以确保水样的代表性和准确性。答案：对。水的硬度过高会导致水垢的形成，影响管道和设备的使用寿命；而硬度过低则可能影响水的口感和营养价值。答案：错。分光光度法不仅用于测定水中的有色物质，还可用于测定无色但能与特定试剂反应生成有色化合物的物质。答案：错。原子吸收分光光度法不仅用于测定水中的金属元素，还可用于测定某些非金属元素，如硒、砷等。四、简答题（每题5分，共15分）请简述水分析化学的主要研究内容及其在水环境保护中的重要性。在进行水样的采集和保存时，应注意哪些问题？请举例说明。请简述分光光度法的基本原理及其在水分析化学中的应用。答案：水分析化学主要研究水体中化学物质的组成、性质及其与环境或生态系统之间的相互关系。其在水环境保护中的重要性体现在：通过监测和分析水体中的化学成分，可以了解水体的污染状况，为制定环境保护政策和水质管理提供科学依据；同时，水分析化学也是研究水体自净能力和污染物迁移转化规律的重要手段。答案：在进行水样的采集时，应注意选择合适的采样地点和时间，以确保水样的代表性和准确性。采样时应避免水样受到污染或发生变化，如使用干净的采样器和容器，避免水样与空气长时间接触等。采样后应及时对水样进行预处理和保存，如加入保存剂、冷藏或冷冻保存等，以减少水样中成分的变化。例如，在采集河流水样时，应选择在水流平稳、无涡旋的地方采样，避免在排污口附近或岸边有障碍物的地方采样；同时，应根据分析项目的要求选择合适的采样时间和频率。答案：分光光度法是一种基于物质对光的吸收性质而建立起来的分析方法。在水分析化学中，分光光度法广泛应用于无机物和有机物的测定，如测定水中的溶解氧、余氯、氨氮、硝酸盐氮等无机物指标，以及测定水中的酚类、苯系物、有机氯农药等有机物指标。分光光度法具有灵敏度高、选择性好、操作简便等优点，但需要注意选择合适的波长和测定条件，以减少干扰和误差。五、计算题（每题5分，共10分）已知某水样中钙离子的浓度为0.01mol/L，镁离子的浓度为0.005mol/L，请计算该水样的总硬度（以CaCO₃计）。已知某水样在波长为450nm处的吸光度为0.6，标准曲线方程为A=0.05C（C为待测物浓度），请计算该水样中待测物的浓度。答案：知钙离子的浓度为0.01mol/L，镁离子的浓度为0.005mol/L。根据硬度的定义，以CaCO₃计的总硬度为：硬度=(钙离子浓度×100.09)+(镁离子浓度×58.44)×2.5（因为镁离子的摩尔质量是钙离子的一半左右，且通常认为1mg/L的钙离子硬度相当于2.5mg/L的镁离子硬度）。代入数值计算得：硬度=(0.01×100.09)+(0.005×58.44)×2.5=1.00+0.73=1.73mg/LCaCO₃（或换算为相应单位）。答案：已知水样在波长为450nm处的吸光度为0.6，标准曲线方程为A=0.05C。根据标准曲线方程，可以求出待测物的浓度C：C=A/0.05=0.6/0.05=12mg/L（或换算为相应单位）。六、论述题（每题10分，共20分）请论述水中氮、磷等营养物质对水体富营养化的影响及其控制措施。请结合实例论述原子吸收分光光度法在水分析化学中的应用及其优势。答案：水中的氮、磷等营养物质是水体富营养化的主要原因。这些营养物质通过促进藻类等水生生物的大量繁殖，导致水质恶化，如溶解氧减少、水体变臭、鱼类死亡等。为控制水体富营养化，可以采取以下措施：减少污染源，如控制工业废水和生活污水的排放；加强水体管理，如定期清淤、引水冲污等；利用生物或生态方法净化水体，如种植水生植物、养殖滤食性鱼类等。答案：原子吸收分光光度法在水分析化学中广泛应用于金属元素的测定，如铅、镉、铬等。其优势在于灵敏度高、选择性好、操作简便等。通过原子化器将水样中的金属离子原子化，然后测定其对特定波长光的吸收强度来确定其浓度。例如，在测定水中的铅含量时，可以采用火焰原子吸收分光光度法或石墨炉原子吸收分光光度法。通过选择合适的波长、调节仪器参数和优化实验条件，可以得到准确可靠的测定结果。七、案例分析题（每题10分，共20分）案例一：

某地区饮用水源受到污染，导致居民出现腹泻等症状。经初步调查，怀疑是水中的某种细菌超标。请设计一个实验方案，以确定水中的细菌种类和数量，并提出相应的处理建议。案例二：

某工厂排放的废水中含有大量重金属离子，对周边环境造成严重影响。请设计一个实验方案，以测定废水中重金属离子的种类和浓度，并提出相应的处理建议。案例一答案：实验方案：首先，采集疑似受污染的水样，并进行适当的预处理；然后，采用微生物学方法（如平板计数法）测定水样中的细菌种类和数量；最后，根据测定结果判断水质是否符合饮用水标准，并提出相应的处理建议。处理建议：如果水质不符合饮用水标准，应采取措施去除或杀灭水中的细菌，如加氯消毒、使用紫外线消毒器等。同时，应加强对水源的保护和管理，防止水质再次受到污染。案例二答案：实验方案：首先，采集工厂排放的废水水样，并进行适当的预处理；然后，采用原子吸收分光光度法或其他方法测定废水中的重金属离子种类和浓度；最后，根据测定结果判断废水是否符合排放标准，并提出相应的处理建议。处理建议：如果废水中的重金属离子浓度超过排放标准，应采取措施去除或降低其浓度，如采用化学沉淀法、离子交换法、膜分离法等。同时，应加强对工厂废水排放的监管和管理，确保废水在排放前达到国家规定的排放标准。八、综合应用题（共15分）请结合所学知识，设计一个完整的水质监测方案，包括采样点的选择、采样频率的确定、分析项目的设置、分析方法的选取以及数据处理和报告编写等步骤。要求方案具有可操作性，并能真实反映水质状况。答案：完整的水质监测方案如下：采样点的选择：选择具有代表性的地点，如河流的上下游、湖泊的不同区域、废水排放口附近等。避免选择易受外界干扰的地点，如岸边有树木遮挡、水流湍急或静止的死水区。根据监测目的和水体特性，确定采样点的数量和分布。采样频率的确定：根据水体的变化规律和监测需求，确定采样频率。如对于稳定的水体，可以每月采样一次；对于变化较大的水体，需要增加采样频率，如每周或每两周采样一次。在特殊情况下，如突发污染事件或水质异常时，应及时增加采样频率，以便及时发现问题并采取措施。分析项目的设置：根据监测目的和水体特性，选择适当的分析项目。如常规水质监测项目包括pH值、溶解氧、浊度、电导率、氨氮、总磷、总氮等。根据需要，还可以增加其他特定的分析项目，如重金属离子、有机污染物等。分析方法的选取：选择准确、可靠的分析方法，如分光光度法、原子吸收分光光度法、电化学分析法等。根据实验室条件和分析项目的特性，选择适当的分析仪器和试剂。在分析过程中，要严格遵守操作规程，确保分析结果的准确性和可靠性。数据处理和报告编写：对采集的水样进行分析后，要对数据进行处理和分析，如计算平均值、标准差等统计指标，以及绘制图表展示数据的变化趋势。根据分析结果，编写水质监测报告，报告应包括监测目的、采样点选择、采样频率、分析项目、分析方法、数据处理结果以及结论和建议等内容。报告应清晰、准确、客观地反映水质状况，为环境保护和水资源管理提供科学依据。九、实验设计题（共15分）请设计一个实验，以测定水中溶解氧的含量。要求写出实验原理、实验步骤、所需仪器和试剂以及数据处理方法。答案：测定水中溶解氧含量的实验设计如下：实验原理：溶解氧是指溶解在水中的氧气分子，其含量是评价水质的重要指标之一。本实验采用碘量法测定水中溶解氧的含量。碘量法的基本原理是：在碱性条件下，用碘化钾和锰的化合物作为催化剂，使水中的溶解氧与碘离子发生氧化还原反应，生成碘单质。然后，用硫代硫酸钠标准溶液滴定生成的碘单质，根据硫代硫酸钠的用量计算出溶解氧的含量。实验步骤：取一定量的水样，加入适量的碱性溶液和催化剂，充分振荡使溶解氧与碘离子反应。待反应完全后，加入指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定生成的碘单质，直至终点。记录硫代硫酸钠的用量，并根据标准曲线的斜率计算出溶解氧的含量。所需仪器和试剂：仪器：分光光度计、电子天平、移液管、容量瓶等。试剂：碘化钾、锰的化合物（如硫酸锰）、碱性溶液（如氢氧化钠溶液）、硫代硫酸钠标准溶液、指示剂等。数据处理方法：根据硫代硫酸钠的用量和