2025年大学《化学测量学与技术》专业题库- 原子吸收光谱技术在化学测量中的应用

2025年大学《化学测量学与技术》专业题库——原子吸收光谱技术在化学测量中的应用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分）1.原子吸收光谱法产生吸收谱线的根本原因是（）。A.原子核的能级跃迁B.原子外层电子的能级跃迁C.原子内层电子的能级跃迁D.分子振动能级跃迁2.在原子吸收光谱法中，通常所说的“空心阴极灯”其阴极材料是（）。A.金属或合金B.石墨C.碳棒D.铂丝3.与火焰原子化相比，石墨炉原子化法的优点通常不包括（）。A.灵敏度较高B.能同时测定多种元素C.对样品的用量要求少D.操作相对简单快捷4.下列哪种干扰属于原子吸收光谱分析中的物理干扰？（）A.共存离子对原子蒸气中待测原子产生竞争性吸收B.火焰不稳定导致测量信号波动C.某种离子能与待测原子形成难挥发化合物，导致原子化效率降低D.待测元素的共振线被邻近元素的谱线重叠5.在原子吸收光谱法中，用来衡量仪器能检测到最低浓度或最低量的指标是（）。A.灵敏度B.检出限C.精密度D.重复性6.为了提高石墨炉原子化法的灵敏度，通常在干燥阶段结束后、灰化阶段开始前加入（）。A.灰化剂B.去除剂C.稳定剂D.原子化剂7.选择原子吸收光谱法测定元素时，应优先选择该元素哪一条谱线？（）A.最强谱线B.最弱谱线C.灵敏线D.最接近可见光区的谱线8.某元素的火焰原子吸收法测定灵敏度较低，为了提高灵敏度，可以尝试（）。A.选用更长的光程B.降低火焰温度C.适当提高灯电流D.增大样品流量9.在进行原子吸收光谱分析时，加入少量氯化锶溶液可以用来消除哪种干扰？（）A.光谱干扰B.电离干扰C.化学干扰D.物理干扰10.标准加入法适用于哪种情况？（）A.基体效应可以忽略B.基体效应显著，且样品浓度较高C.基体效应显著，且样品浓度较低D.待测元素浓度接近检出限二、填空题（每空2分，共20分）1.原子吸收光谱法是基于测量____的强弱来进行元素定量的分析方法。2.火焰原子化器通常由____和____组成。3.石墨炉原子化过程一般包括____、____、____和____四个阶段。4.共存离子通过____作用影响待测原子在气相中的浓度，产生化学干扰。5.原子吸收光谱仪的光源通常使用____灯，其工作原理基于____效应。6.衡量原子吸收光谱仪检测能力的重要指标是____和____。7.为消除物理干扰，在进行样品测定时，样品溶液的____应与标准溶液的____保持一致。8.根据比尔-朗伯定律，当光源发射强度、原子化效率、光程和样品浓度一定时，吸光度与____成正比。三、名词解释（每题3分，共15分）1.原子吸收光谱法2.检出限3.共振线4.基体效应5.火焰原子化四、简答题（每题5分，共20分）1.简述原子吸收光谱法的基本原理。2.与火焰原子吸收法相比，简述石墨炉原子吸收法的优缺点。3.列举三种化学干扰的产生原因，并简述其消除方法。4.在原子吸收光谱分析中，如何优化火焰原子吸收法的分析条件？五、计算题（共10分）某元素的标准溶液浓度为0.50μg/mL，在最佳条件下测定其吸光度为0.150。用该标准溶液配制一系列标准工作溶液，测定吸光度，数据如下：标准工作溶液浓度(μg/mL)：0,0.10,0.20,0.30,0.40；吸光度：0.000,0.065,0.130,0.195,0.260。试计算该元素的吸光度校准曲线的斜率（系数）和截距，并确定其灵敏度（以A₀/（μg/mL·cm）表示，假设光程为1.0cm）。六、论述题（共15分）试述原子吸收光谱法在环境监测或食品安全领域应用中的一个具体实例，包括测定目标元素、样品前处理方法、选择的分析条件（包括光源、原子化器类型及参数）、可能遇到的干扰及相应的消除方法。试卷答案一、选择题1.B解析：原子吸收光谱法是基于外层电子从基态跃迁到激发态时对特定频率辐射的吸收。2.A解析：空心阴极灯的阴极通常由待测金属或合金制成，发射特征谱线。3.B解析：与火焰原子化相比，石墨炉原子化通常灵敏度更高、用样量更少，但操作复杂、分析速度慢，不能同时测定多种元素。4.B解析：物理干扰是指样品引入物改变了待测元素的原子化条件，如火焰不稳定属于物理因素造成的信号波动。5.B解析：检出限是指能可靠地检测出待测物质存在的最低浓度或最低量。6.D解析：原子化剂（如硝酸、高氯酸、磷酸）可以破坏待测元素的络合物，提高原子化效率，从而提高灵敏度。7.C解析：灵敏线是指吸收系数最大的谱线，能提供最高的灵敏度和最好的选择性。8.C解析：适当提高灯电流可以增强光源发射强度，从而提高吸光度，即提高灵敏度。9.C解析：氯化锶是镧系元素离子抑制剂，可以与碱土金属离子形成稳定的络合物，消除其化学干扰。10.C解析：当基体效应显著时，样品与标准溶液的性质差异大，使用标准加入法可以补偿基体效应的影响，尤其适用于样品浓度较低的情况。二、填空题1.待测元素基态原子对特征辐射的吸收2.燃烧器、空气压缩机3.干燥、灰化、原子化、净化4.配位5.空心阴极，辉光放电6.灵敏度，检出限7.基体成分（或化学组成），基体成分（或化学组成）8.待测元素浓度三、名词解释1.原子吸收光谱法：基于测量气态原子对特定频率辐射的吸收强度，来进行元素定量的分析方法。2.检出限：能可靠地检测出待测物质存在的最低浓度或最低量，通常定义为信号噪声比大于2或3时对应的浓度。3.共振线：原子外层电子从基态跃迁到最高激发态（n=3）时所吸收的特征谱线，波长最短，强度最大。4.基体效应：样品中除了待测元素以外的其他组分（基体）对待测元素原子化过程或吸光度测量产生的干扰效应。5.火焰原子化：利用火焰提供高温，使样品溶液中的待测元素原子化成气态基态原子的一种原子化方法。四、简答题1.解析：原子吸收光谱法的基本原理是利用气态原子外层电子对由光源发射的、与该原子特征谱线频率相同的光产生共振吸收。当一束强度为I₀的特征辐射通过原子蒸气时，原子蒸气中的基态原子会吸收部分辐射，使辐射强度减弱，变为I。根据朗伯-比尔定律，吸光度A=log(I₀/I)与原子蒸气中基态原子浓度N成正比。通过测量吸光度，可以计算出样品中待测元素的含量。2.解析：优点：灵敏度高（尤其对于难挥发的元素）、用样量少、仪器相对简单、操作方便、可同时测定多种元素（使用多通道或旋转镜）。缺点：灵敏度相对火焰法较低、分析速度慢、样品引入量有限制、易受物理和化学干扰影响。3.解析：产生原因：①待测离子与共存离子形成难挥发的化合物；②待测离子与共存离子形成稳定的络合物；③待测离子与共存离子发生氧化还原反应。消除方法：①改变原子化条件（如提高温度、加入释放剂）；②加入保护剂（如柠檬酸、EDTA）；③加入缓冲剂；④采用化学火焰（如氧乙炔火焰）。4.解析：①选择合适的光源（空心阴极灯）并优化灯电流；②选择合适的火焰类型和燃料-助燃气比例（根据待测元素性质调整）；③优化燃烧器高度和位置；④选择最佳石墨炉程序（干燥、灰化、原子化、净化阶段的时间和温度）；⑤保证仪器良好状态（如光学系统清洁、背景校正准确）。五、计算题解析：首先，根据给出的两组数据（0,0.000和0.40,0.260）计算斜率。斜率m=(ΔA/ΔC)=(0.260-0.000)/(0.40-0.00)=0.260/0.40=0.65然后，用斜率计算截距。截距b=A-mC，使用点(0.40,0.260)：b=0.260-0.65*0.40=0.260-0.26=0.010吸光度校准曲线方程为A=0.65C+0.010。灵敏度S=斜率/光程=0.65/1.0cm=0.65A₀/(μg/mL·cm)。六、论述题解析：示例：在环境监测中测定水中总铅。测定目标元素：铅（Pb）。样品前处理方法：取一定量水样，可能需要过滤去除悬浮物。酸化样品（如加入硝酸）以稳定铅离子并防止沉淀。根据需要可能进行消解（如微波消解）或提取（如使用有机溶剂萃取）。最后定容至特定体积待测。选择的分析条件：光源：铅空心阴极灯。原子化器：通常使用空气-乙炔火焰原子化器。需优化火焰状态（如灯电流、乙炔流量、空气流量、燃烧器高度）以获得最佳灵敏度和稳定性。可能遇到的干扰及消除方法：物理干扰：由样品粘度、表面张力等引起。通过制备与标准溶液基体一致的样品溶液（如加入相同比例的酸和水）