2025年大学《化学测量学与技术》专业题库- 化学测量学与水产养殖环境监测

2025年大学《化学测量学与技术》专业题库——化学测量学与水产养殖环境监测考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在括号内）1.在化学测量中，下列哪项不属于随机误差的典型特征？（）A.系统性B.可重复性C.可预测性D.不可消除性2.使用pH玻璃电极测量溶液pH值时，主要利用了（）原理。A.离子交换B.氧化还原C.光吸收D.能斯特3.在分光光度法测定中，为了减少散射光的影响，应选用（）进行测量。A.狭缝宽度较大的单色器B.狭缝宽度较小的单色器C.长波长的光源D.浓度较高的溶液4.下列哪种分析方法属于色谱法？（）A.离子选择性电极法B.气相色谱法C.比色法D.电位滴定法5.测定某水样中的COD（化学需氧量）时，通常采用（）方法。A.紫外-可见分光光度法B.燃烧氧化法C.离子选择性电极法D.电化学传感器法6.在进行水质样品预处理时，过滤的主要目的是（）。A.去除溶解性有机物B.去除悬浮颗粒物C.调节pH值D.去除重金属离子7.下列哪个参数是评价分析方法精密度的指标？（）A.检出限B.准确度C.相对标准偏差D.选择性8.测量水中溶解氧（DO）时，常用的方法是（）。A.碳酸钙滴定法B.申氏溶解氧测定仪法C.离子选择性电极法D.紫外-可见分光光度法9.在环境监测中，选择测量方法时，优先考虑的因素是（）。A.测量速度B.仪器成本C.测量结果的准确性D.操作人员的熟练程度10.下列哪种技术不适合用于测定水样中痕量重金属？（）A.原子吸收光谱法B.原子荧光光谱法C.离子色谱法D.气相色谱法二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在横线上）1.测量结果与真实值之差称为________，用绝对误差和相对误差两种形式表示。2.电位分析法是基于测量________来进行定量分析的。3.在紫外-可见分光光度法中，当入射光通过均匀的、非散射的溶液时，其强度遵循________定律。4.气相色谱法中，分离混合物的主要依据是不同组分在固定相和流动相之间具有不同的________。5.水产养殖环境监测中，通常需要监测的水质参数包括pH、溶解氧（DO）、氨氮（NH3-N）、亚硝酸盐氮（NO2-N）、硝酸盐氮（NO3-N）、总磷（TP）和总氮（TN）等。6.测量方法的选择性是指分析方法对________物质的响应程度。7.在进行样品采集时，应遵循________原则，以保证样品能够代表水体真实状况。8.测量数据的处理包括数据记录、数据整理、数据计算、结果表达和________等步骤。9.电导率是衡量水溶液导电能力的物理量，其大小与溶液中的________含量有关。10.为了消除系统误差，可以采用________、空白实验和标准加入法等方法。三、名词解释（每小题3分，共15分）1.检出限（LOD）2.灵敏度3.线性范围4.离子选择性电极5.色谱峰形参数（基线、峰高、峰面积）四、简答题（每小题5分，共20分）1.简述酸度计测量溶液pH值的原理。2.比较原子吸收光谱法与原子荧光光谱法测定水样中痕量铜的异同点。3.简述进行水质样品保存时需要注意的主要问题。4.简述选择化学测量方法时应考虑的主要因素。五、论述题（10分）试论述化学测量技术在监测水产养殖水体氨氮浓度中的应用，包括常用的测量方法、原理、优缺点以及测量过程中需要注意的关键质量控制环节。试卷答案一、选择题1.A2.D3.B4.B5.B6.B7.C8.B9.C10.D二、填空题1.绝对误差2.电极电位差（或电池电动势）3.朗伯-比尔4.保留时间5.溶解氧6.干扰7.代表性8.误差分析9.阳离子（或离子）10.校准曲线法（或标准曲线法）三、名词解释1.检出限（LOD）：指分析方法能够检测出样品中待测物质存在的能力的最低浓度（或最低量），通常定义为测量信号为空白信号三倍标准偏差时所对应的浓度（或量）。2.灵敏度：指分析方法的响应信号（如吸光度、峰面积）与样品中待测物质浓度（或量）之间的比例关系，表示方法对微弱变化的响应能力。3.线性范围：指分析方法能够保持响应信号与待测物质浓度（或量）之间呈良好线性关系的浓度（或量）区间。4.离子选择性电极：一种电化学传感器，其电位对溶液中特定离子活度的变化具有选择性响应，可用于该离子的电位分析法。5.色谱峰形参数：描述色谱峰形状特征的物理量，主要包括基线（色谱图的无峰部分）、峰高（峰值至基线的垂直距离）和峰面积（峰与基线所包围的面积）。四、简答题1.酸度计测量溶液pH值的原理：基于能斯特方程，测量pH玻璃电极和参比电极组成的测量电池所产生的电动势。pH玻璃电极的电位对溶液pH值（氢离子活度）的变化具有选择性响应，而参比电极提供恒定的电位参考。测量电池的电动势与溶液pH值呈线性关系，通过校准（使用已知pH的标准缓冲溶液）建立电动势与pH值之间的校准曲线，即可测定未知溶液的pH值。2.原子吸收光谱法与原子荧光光谱法测定水样中痕量铜的异同点：*相同点：两者都是基于原子蒸气对特定波长辐射的吸收（AAS）或发射（AFS）进行定量分析的技术；都适用于测定水样中痕量金属元素；基本样品处理步骤（如消化、稀释）相似；都需要使用空心阴极灯作为光源（AAS）或激发光源（AFS）。*不同点：AAS是基于测量原子蒸气对入射辐射的吸收信号，属于无损检测技术，信号与铜原子数成正比；AFS是基于测量原子在激发态返回基态时发射的荧光信号，属于有损检测技术（铜原子被消耗），信号与激发态原子数成正比。AAS的灵敏度和选择性通常高于AFS，但AFS有时具有更高的灵敏度，且仪器结构相对简单。3.进行水质样品保存时需要注意的主要问题：*防止污染：使用清洁的采样容器和工具，避免样品接触空气、容器壁等引入干扰物质。*防止降解：对于不稳定的水质参数（如溶解氧、氨氮、叶绿素a等），应立即固定或尽快处理。例如，测定溶解氧时需现场加preservative（如硫酸锰、碘液）并密封；测定氨氮时可能需要加入稳定剂。*防止变化：根据待测参数的特性，选择合适的保存条件，如低温（4℃左右）保存以减缓生物活动和化学变化；对于易被光分解的参数，需避光保存。*防止生物活动影响：对于需要抑制微生物活动的参数（如耗氧量、营养物质转化等），可能需要加入抑制剂（如氯仿、苯酚）。*遵循特定规程：遵循相关标准或方法中规定的样品保存时间和条件。4.选择化学测量方法时应考虑的主要因素：*测量目标的准确性要求：方法应能满足监测项目对精密度和准确度的要求。*待测物质的性质和浓度水平：考虑待测物的物理化学性质（如挥发性、溶解度、稳定性）、存在形态以及浓度是在痕量、微量还是常量级别。*环境背景干扰：考虑样品基质复杂度及可能存在的干扰物质。*仪器设备条件：考虑实验室现有仪器的类型、性能和操作人员的技能水平。*分析速度和通量要求：根据监测需求，选择分析方法的速度是否满足实时或大批量样品分析的要求。*成本效益：考虑方法的试剂成本、仪器投入、操作时间和人力成本。*操作简便性和安全性：方法应易于操作，且实验过程安全。五、论述题化学测量技术在监测水产养殖水体氨氮浓度中具有重要应用。氨氮（NH3-N）是水产养殖水质管理的关键指标，其浓度过高会危害鱼类和其他水生生物的生存。常用的测量方法主要有：1.纳氏试剂分光光度法：基于氨与纳氏试剂反应生成黄褐色化合物，其在特定波长（425nm）下的吸光度与氨氮浓度成正比。该方法操作简单、成本较低，是传统的常用方法，但灵敏度相对较低，且可能存在干扰。2.离子选择性电极法（ISE）：使用氨离子选择性电极测量水样中氨离子的活度。该方法响应快速，可现场连续监测，选择性好，但需要配备相应的pH计或离子计，且易受pH值和温度的影响，需要温度补偿和pH控制。3.气相色谱法：将水样中的氨气化后，通过气相色谱柱分离，利用氢火焰离子化检测器（FID）或热导检测器（TCD）进行检测。该方法灵敏度高，选择性好，可同时测定多种含氮化合物，但仪器成本高，分析速度相对较慢，样品前处理步骤较复杂。4.水杨酸分光光度法：也是基于氨与水杨酸在碱性条件下反应生成有色物质，通过分光光度法测定吸光度。该方法相对灵敏，但操作较纳氏法复杂。测量原理方面，分光光度法基于比尔-朗伯定律，通过测量吸光度计算浓度；ISE基于能斯特方程，通过测量电极电位差与氨离子活度相关联；气相色谱法基于不同组分在固定相和流动相间的分配系数差异进行分离，通过检测器信号进行定量。各种方法的优缺点比较：纳氏试剂法优点是简单、便宜，缺点是灵敏度低、易干扰；ISE优点是快速、可现场监测，缺点是易受pH和温度影响、需配套仪器；气相色谱法优点是灵敏度高、选择性好，缺点是成本高、前处理复杂。水杨酸法相对灵敏但操作复杂。测量过程中的关键质量控制环节包括：*样品采集：遵循代表性原则，及时采集，避免阳光直射和剧烈晃动，必要时加preservative（如纳氏法、ISE法）或进行固定（如水杨酸法）。*样品保存：按照方法要求低温（如4℃）避光保存，控制保存时间。*试剂与校准：使用分析纯试剂，配制和标定标准溶液（如使用基准物质