仪器分析——期末考试复习资料(中南大学)

《仪器分析》课程复习资料

一、单项选择题：

1.不同波长的电磁波具有不同的能量，它们的大小顺序为[ D.微波＜红外光＜可见光＜紫外光＜X射线]

2.在紫外-可见光光度法中，定量测定时不能有效消除干扰组分的影响是 [ A.采用双光束分光光度计 ]

3.在光度分析中，参比溶液的选择原则是 [ C.根据加入试剂和被测试液的颜色、性质来选择 ]

4.吸光度读数在( )范围内，测量较准确。 [ B.0.15～0.7 ]

5.用邻二氮杂菲测铁时所用的波长属于 [ B.可见光 ]

6.用邻二氮杂菲测铁时,为测定最大吸收波长,从400nm～600nm,每隔10nm进行连续测定,现已测完480nm 处的吸光度,欲测定490nm处吸光度,调节波长时不慎调过490nm,此时正确的做法是 [ B.反向调节波长过490nm少许，再正向调至490nm处 ]

7.物质发射磷光对应的能级跃迁是 [D.分子从三线激发态的最低振动能级跃迁到基态的各个振动能级]

8.荧光波长固定后，荧光强度与激发光波波长的关系曲线称为 [ B.激发光谱 ]

9.原子吸收谱线的宽度主要决定于[ C.多普勒变宽和压力变宽 ]

10.原子吸收光谱测铜的步骤是 [ A.开机预热－设置分析程序－开助燃气、燃气－点火－进样－读数]

11.储备液浓度为1mg/mL，配制浓度为100，200，300，400，500μg/L的工作系列(100mL容量瓶)，最适

合的工作液浓度为 [ A.20μg/mL ]

12.硫酸奎宁在0.05mol/L H2SO4中，分别用320nm和350nm波长的光激发，所制荧光光度计中第一滤光

片的作用是 [ B.得到合适的单色激发光 ]

13.原子吸收分析中光源的作用是[ C.发射待测元素的特征谱线 ]

14.原子吸收光谱分析仪的光源是 [ D.空心阴极灯 ]

15.在火焰AAS分析中，富燃火焰的性质是什么？它适用于何种元素的测定？[ A.还原性火焰，适用于易形成难离解氧化物元素的测定 ]

16.与原子吸收法相比，原子荧光法使用的光源是 [ D.不一定需要锐线光源 ]

17.下列原子荧光中属于反斯托克斯荧光的是 [ A.铬原子吸收359.35nm，发射357.87nm ]

18.纸色谱中，若被分离各组分的极性强弱不同，当选用弱极性溶剂展开时，比移值Rf最大的是 [ A.弱极性组分 ]

19.在气-液色谱分析中，当两组分的保留值很接近，且峰很窄，但只能部分分离，其原因是 [ D.固定相选择性不好 ]

20.在液相色谱中，范氏方程中的哪一项对柱效能的影响可以忽略不计? [ B.分子扩散项 ]

21.下列化合物中，同时具有 n～π*、α～α*、π～π* 跃迁的化合物为 [ D.一氯代甲苯 ]

22.有a.b两份不同浓度的有色溶液，a溶液用1.0cm吸收池，b溶液用3.0cm吸收池，在同一波长下测得

的吸光度值相等，则它们的浓度关系为 [ D.b是a的1/3 ]

23.双波长分光光度计与单波长分光光度计的主要区别在于 [ D.使用单色器的个数 ]

24.分光光度计产生单色光的元件是 [ A.光栅＋狭缝 ]

25.分光光度计的可见光波长范围时 [ B.400nm～800nm ]

26.得的荧光光谱 [ C.形状相同，荧光强度不同 ]

27.根据IUPAC规定，原子吸收分光光度法的灵敏度为 [ C.一定条件下，被测物含量或浓度改变一个单位所引起测量信号的变化 ]

28.原子吸收法测定NaCl中微量K时,用纯KCl配制标准系列制作工作曲线,分析结果偏高,原因是[ A.电离干扰 ]

29.在原子吸收光谱法中，目前常用的光源是哪种？其主要操作参数是什么？ [ D.空心阴极灯，灯电流]

30.在原子荧光法中，多数情况下使用的是 [ D.共振荧光 ]

31.待测水样中铁含量估计为1mg/L，已有一条浓度分别为100，200，300，400，500μg/L标准曲线，若选用10cm的比色皿，水样应该如何处理？(a＝190 L/g·cm) [ A.取5mL至50mL容量瓶，加入条件试剂后定容 ]

32.测铁工作曲线时，要使工作曲线通过原点，参比溶液应选 [ A.试剂空白 ]

33.可以提高荧光法测定灵敏度的新技术有 [ A.激发荧光法 ]

34.多普勒变宽产生的原因是 [ B.原子的无规则热运动 ]

35.在原子吸收分光光度法定量分析中，采用标准加入法可消除 [ B.物理干扰 ]

36.原子吸收光谱分析仪中单色器位于 [ B.原子化器之后 ]

37.在原子吸收光谱法的理论中，以谱线峰值吸收测量替代积分吸收测量的关键条件是什么？ [ A.光源辐射的特征谱线与原子吸收谱线比较，中心频率一样，而半峰宽要小得多 ]

38.在原子荧光分析中，可以使用几种类型的激发光源，指出下列哪种光源可能使方法的检出限最低？ [ D.激光光源 ]

39.用于测量荧光辐射的检测器是 [ D.光电倍增管 ]

40.某组分在固定相中的浓度为C A ，在流动相中的浓度为C B ，则此组分在两相中的分配系数 K 为 [ A.B A c c ]

41.在用分光光度法测定某有色物质的浓度时，下列操作中错误的是 [ A.比色皿外壁有水珠 ]

42.下列波长范围属于紫外—可见吸收光谱范围的是 [ B.10-760nm ]

43.在目视比色法中，常用的标准系列法是比较 [ D.一定厚度溶液的颜色深浅 ]

44.邻二氮杂菲分光光度法测铁实验的显色过程中，按先后次序依次加入 [ B.盐酸羟胺、NaAc 、邻二氮杂菲 ]

45.分光光度计测量吸光度的元件是 [ B.光电管 ]

46.已知邻二氮杂菲亚铁络合物的吸光系数a ＝190 L ·g －1·cm －1 ，已有一组浓度分别为100，200，300，

400，500ppb 工作溶液，测定吸光度时应选用( )比色皿。 [ D.10cm ]

47.荧光分析法比紫外-可见分光光度法灵敏度更高的原因是 [ C.提高检测器灵敏度可提高荧光法的灵敏度，而不能提高吸收光谱法的灵敏度 ]

48.下列因素中会使荧光效率下降的因素是 [ D.溶剂中含有卤素离子 ]

49.原子吸收分光光度法测定钙时，PO 43-有干扰，消除的方法是加入 [ https://www.360docs.net/doc/b69381678.html,Cl 3 ]

50.下列哪种方法不是原子吸收光谱分析法的定量方法？ [ B.保留时间 ]

51.符合朗伯-比尔定律的有色溶液在被适当稀释时，其最大吸收峰的波长位置 [ C.不移动 ]

52.对吸收带不产生影响的因素是 [ D.K 带 ]

53.下述情况所引起的误差中，属于系统误差的是 [ C.缸差 ]

54.下列化合物中，同时有 n→π*，π→π*，σ→σ*跃迁的化合物是 [ B.丙酮 ]

55.分光光度计控制波长纯度的元件是 [ A.棱镜＋狭缝 ]

56.用分光光度法测铁所用的比色皿的材料为 [ D.玻璃 ]

57.下列操作中，不正确的是 [ D.被测液要倒满比色皿，以保证光路完全通过溶液 ]

58.下列因素，能使荧光强度变大的是 C.共轭效应 [ ]

59.AAS 测量的是 [ D.蒸汽中原子的吸收 ]

60.原子吸收光谱分析中，乙炔是 [ C.燃气 ]

二、判断题：

1.不少显色反应需要一定时间才能完成，而且形成的有色配合物的稳定性也不一样，因此必须在显色后一定时间内进行测定。 [ V ]

2.激发光的强度对荧光物质的荧光强度没有影响。 [ X ]

3.有机化合物分子吸收紫外-可见光的波长不仅取决于其对应的能级跃迁类型，同时与溶剂的极性也有密切关系。 [ V ]

4.在原子吸收光谱分析中，原子化器的作用是把待测元素转变为气态激发态原子。[ X ]

5.对于难挥发和热不稳定的物质，可用气相色谱法进行分析。[ X ]

6.内标物的结构、性能与待测物越接近，定量分析准确度越高。[ V ]

7.使用选择性好的专用检测器不一定能提高定性分析的准确度。 [ V ]

8.色谱—质谱联用技术适用于作多组分混合物中未知物组分的定性鉴定、判断化合物的分子结构及测定未知组分的相对分子量。 [ V ]

9.对于高沸点、热稳定性差、相对分子量大的有机物原则上可用高效液相色谱法进行分离、分析。 [ V ]

10.用薄层色谱法分离强极性物质时，应选用活性低的吸附剂和极性强的展开剂。 [ V ]

11.在原子吸收分光光度法中，物理干扰是非选择性的，对试样中各种元素的影响基本相同。 [ V ]

12.在高效液相色谱法中，纵向扩散对柱效能的影响较大。 [ X ]

13.分子能级跃迁的能力差愈大，其吸收光子的波长就愈长。[ X ]

14.三线激发态的能量比单线激发态的能量稍高。 [ X ]

15.增强光源的发射强度可以提高荧光分析法的灵敏度，却不能提高紫外-可见分光光度法的灵敏度 [ V ]

16.原子吸收分光光度法与紫外-可见分光光度法都是利用物质对辐射的吸收来进行分析的方法，因此，两

者的吸收机理完全相同。 [ V ]

17.色谱柱操作温度一般尽可能采用低温，如此操作是为了有效防止固定液流失。 [ X ]

18.开口毛细管色谱柱柱内没有填料，因此不存在涡流扩散。 [ X ]

19.能够吸收紫外-可见光的物质，一定都能发射荧光。 [ X ]

20.有色溶液的液层厚度越宽，其透光率越小。 [ V ]

21.在原子吸收分光光度法中，一定要选择共振线作分析线。 [ V ]

22.气相色谱仪色谱柱的作用是分离样品各组分，同时保证检测灵敏度。 [ X ]

23.色谱图上的一个色谱峰只能代表一种组分。 [ X ]

24.在分配色谱法中，固定液的极性应与被测物质的极性相似。 [ V ]

25.任意一根长度相同的色谱柱的死时间(t M )都是相同的。 [ X ]

26.色谱峰的定性分析依据都与操作条件有关。 [ X ]

27.若被分离物质极性小，应选择含水量多、活性小的吸附剂，极性大的流动相。 [ X ]

28.在吸附色谱法中，流动相的极性应与被分离物质的极性相似。 [ V ]

29.荧光效率的高低取决于物质的结构。 [ V ]

30.光度分析法中参比溶液的作用是用来消除溶液中的共存组分和溶剂对光吸收所引入的误差。 [ V ]

31.有紫外可见吸收的物质一定有荧光，有荧光的物质一定有紫外可见吸收。 [ X ]

32.激发光的波长对荧光物质的荧光强度没有影响。[ X ]

33.摩尔吸光系数与溶液浓度、液层厚度无关，而与入射波长、溶剂性质和温度有关。 [ V ]

34.在原子吸收分光光度法中可以用连续光源校正背景吸收，因为被测元素的原子蒸汽对连续光源不产生

吸收。 [ V ]

35.如果两组份的分配系数(K)或分配比（k）不相等，则两组份一定能在色谱柱中分离。 [ V ]

36.气相色谱仪只适合于气体样品的分离、分析。 [ X ]

三、简答题：

1.试简述产生吸收光谱的原因。

2.在紫外可见分光光度法检测中影响光吸收定律的仪器因素和溶液因素有哪些？

3.举例说明生色团和助色团，并解释红移和紫移。

4.何谓锐线光源？在原子吸收光谱分析中为什么要用锐线光源？

5.异丙叉丙酮有两种异构体：CH3-C(CH3)=CH-CO-CH3及CH2=C(CH3)-CH2-CO-CH3．它们的紫外吸收光谱为: (a)

最大吸收波长在235nm处，e max=12000L. mol-1. cm-1;(b)220nm以后没有强吸收．如何根据这两个光谱来判断上述异构体？试说明理由。

6.在原子吸收光度计中为什么不采用连续光源（如钨丝灯或氘灯），而在分光光度计中则需要采用连续光

源？

7.石墨炉原子化法的工作原理是什么？与火焰原子化法相比较，有什么优缺点？为什么？

8.从工作原理、仪器设备上对原子吸收法及原子荧光法作比较。

9.色谱定性的依据是什么?主要有那些定性方法？

10.背景吸收和基体效应都与试样的基体有关，试分析它们的不同之处。

11.高效液相色谱进样技术与气相色谱进样技术有和不同之处？

12.气相色谱仪的基本设备包括哪几部分?各有什么作用?

四、综合题：

1.说明在原子吸收分析中产生背景吸收的原因及影响，如何避免这一类影响？

2.用热导池为检测器的气相色谱法分析仅含乙醇、庚烷、苯和乙酸乙酯的混合试样。测得它们的峰面积

分别为:5.00 cm2、9.00 cm2、4.00 cm2和7.00cm2, 它们的重量相对校正因子分别为:0.64、0.70、0.78和0.79。求它们各自质量分数。

3.对担体和固定液的要求分别是什么？

4.电子跃迁有哪几种类型？这些类型的跃迁各处于什么补偿范围？

5.试以塔板高度H做指标,讨论气相色谱操作条件的选择。提示:主要从速率理论(van Deemer equation)

来解释,同时考虑流速的影响,选择最佳载气流速。

6.用原子吸收法测锑,用铅作内标.取 5.00mL未知锑溶液,加入 2.00mL4.13mg.mL-1的铅溶液并稀释至

10.0mL,测得A Sb/A Pb= 0.808。另取相同浓度的锑和铅溶液,A Sb/A Pb= 1.31, 计算未知液中锑的质量浓度。

参考答案

一、单项选择题：

1．D 2．A 3．C 4．B 5．B 6．B 7．D 8．B 9．C 10．A 11．A 12．B 13．C 14．D 15．A 16．D 17．A 18．A 19．D 20．B 21．D 22．D 23．D 24．A 25．B 26．C 27．C 28．A 29．D 30．D 31．A 32．A 33．A 34．B 35．B 36．B 37．A 38．D 39．D 40．A 41．A 42．B 43．D 44．B 45．B 46．D 47．C 48．D 49．A 50．B 51．C 52．D 53．C 54．B 55．A 56．D 57．D 58．C 59．D 60．C

二、判断题：

1.√

2.×

3.√

4.×

5.×

6.√

7.√

8.√

9.√ 10.√ 11.√ 12.×

13.× 14.× 15.√ 16.√ 17.× 18.× 19.× 20.√ 21.√ 22.× 23.× 24.√

25.× 26.× 27.× 28.√ 29.√ 30.√ 31.× 32.× 33.√ 34.√ 35.√ 36.×

三、简答题：

1.解：分子具有不同的特征能级，当分子从外界吸收能量后，就会发生相应的能级跃迁．同原子一样，

分子吸收能量具有量子化特征。记录分子对电磁辐射的吸收程度与波长的关系就可以得到吸收光谱。

2.答：仪器因素：非单色光杂散光（仪器瑕疵、尘埃污染）；

溶液因素：溶液浓度（高浓度）体系不均匀(导致折射、反射、散射使吸光度变强或沉淀使吸光度减少)

化学因素（吸光物质相互作用）

3.答：广义地说，生色团是指分子中可以吸收光子而产生电子跃迁的原子基团，严格地说，那些不饱和

吸收中心才是真正的生色团，如苯环等。助色团，带有非键电子对的基团（如-OH、-OR、-NHR、-SH、-Cl、-Br、-I等），它们本身不能吸收大于200 nm的光，但是当它们与生色团相连时，会使其吸收带的最大吸收波长λmax发生移动，并增加其吸收强度，红移和紫移，在有机化合物中，常常因取代基的变更或溶剂的改变，使其吸收带的最大吸收波长λmax发生移动，向长波方向移动称为红移，向短波方向移动称为紫移(蓝移)。

4.解：锐线光源是发射线半宽度远小于吸收线半宽度的光源，如空心阴极灯。在使用锐线光源时，光源

发射线半宽度很小，并且发射线与吸收线的中心频率一致。这时发射线的轮廓可看作一个很窄的矩形，即峰值吸收系数K 在此轮廓内不随频率而改变，吸收只限于发射线轮廓内。这样，求出一定的峰值吸收系数即可测出一定的原子浓度。

5.解：(a)为a,b-不饱和酮，即第一种异构体，因为该分子中存在两个双键的pp共轭体系，吸收峰波长

较长，而(b)在220nm以后无强吸收，说明分子中无K吸收带。故为第二种异构体。

6.解：虽然原子吸收光谱中积分吸收与样品浓度呈线性关系，但由于原子吸收线的半宽度很小，如果采

用连续光源，要测定半宽度很小的吸收线的积分吸收值就需要分辨率非常高的单色器，目前的技术条件尚达不到，因此只能借助锐线光源，利用峰值吸收来代替。

而分光光度计测定的是分子光谱，分子光谱属于带状光谱，具有较大的半宽度，使用普通的棱镜或光栅就可以达到要求。而且使用连续光源还可以进行光谱全扫描，可以用同一个光源对多种化合物

进行测定。

7.解:石墨炉原子化器是将一个石墨管固定在两个电极之间而制成的,在惰性气体保护下以大电流通过石

墨管,将石墨管加热至高温而使样品原子化。

与火焰原子化相比,在石墨炉原子化器中,试样几乎可以全部原子化,因而测定灵敏度高.对于易形成难熔氧化物的元素,以及试样含量很低或试样量很少时非常适用。

缺点:共存化合物的干扰大,由于取样量少,所以进样量及注入管内位置的变动会引起误差,因而重现性较差。

8.解：从工作原理上看，原子吸收是通过测定待测元素的原子蒸汽气对其特征谱线的吸收来实现测定的，

属于吸收光谱，而原子荧光则是通过测量待测元素的原子蒸汽在辐射能激发下所产生的荧光的强度来实现测定的，属于发射光谱。

在仪器设备上，二者非常相似，不同之处在于原子吸收光谱仪中所有组件排列在一条直线上，而荧光光谱仪则将光源与其它组件垂直排列，以消除激发光源发射的辐射对检测信号的影响。

9.解:根据组分在色谱柱中保留值的不同进行定性。

主要的定性方法主要有以下几种:(1)直接根据色谱保留值进行定性；(2)利用相对保留值r21进行定性；

(3)混合进样；(4)多柱法；(5)保留指数法；(6)联用技术；(7)利用选择性检测器。

10.解：基体效应是指试样在转移、蒸发过程中任何物理因素的变化对测定的干扰效应。背景吸收主要指

基体元素和盐分的粒子对光的吸收或散射，而基体效应则主要是由于这些成分在火焰中蒸发或离解时需要消耗大量的热量而影响原子化效率，以及试液的黏度、表面张力、雾化效率等因素的影响。

11.解：在液相色谱中为了承受高压，常常采用停流进样与高压定量进样阀进样的方式。

12.气路系统、进样系统、分离系统、温控系统以及检测和记录系统。气相色谱仪具有一个让载气连续运

行管路密闭的气路系统、进样系统包括进样装置和气化室、其作用是将液体或固体试样，在进入色谱柱前瞬间气化，然后快速定量地转入到色谱柱中。

四、综合题：

1.解：背景吸收是由于原子化器中的气态分子对光的吸收或高浓度盐的固体微粒对光的散射而引起的,它

们属于一种宽频带吸收.而且这种影响一般随着波长的减短而增大,同时随着基体元素浓度的增加而增大,并与火焰条件有关。

可以针对不同情况采取不同的措施,例如火焰成分中OH,CH,CO等对光的吸收主要影响信号的稳定性，可以通过零点调节来消除，由于这种吸收随波长的减小而增加，所以当测定吸收波长位于远紫外区的元素时，可以选用空气－H2,Ar-H2火焰。对于火焰中金属盐或氧化物、氢氧化物引起的吸收通常利用高温火焰就可消除。

有时，对于背景的吸收也可利用以下方法进行校正：(1)邻近线校正法;(2)用与试液组成相似的标液校正；(3)分离基体。

2.解：据Wi=(fi’Ai)/(Σfi’Ai)

化合物fi’Ai质量分数

乙醇5.00×0.64 0.18

庚烷9.00×0.70 0.35

苯4.00×0.78 0.17

乙酸乙酯7.00×0.79 0.31

Σfi’Ai=18.15

3.答:对担体的要求;

(1)表面化学惰性,即表面没有吸附性或吸附性很弱,更不能与被测物质起化学反应.

(2)多孔性,即表面积大,使固定液与试样的接触面积较大.

(3)热稳定性高,有一定的机械强度,不易破碎.

(4)对担体粒度的要求,要均匀、细小，从而有利于提高柱效。但粒度过小，会使柱压降低，对操作不

利。一般选择40-60目，60-80目及80-100目等。

对固定液的要求:

(1)挥发性小,在操作条件下有较低的蒸汽压,以避免流失。

(2)热稳定性好,在操作条件下不发生分解,同时在操作温度下为液体。

(3)对试样各组分有适当的溶解能力,否则,样品容易被载气带走而起不到分配作用。

(4)具有较高的选择性,即对沸点相同或相近的不同物质有尽可能高的分离能力。

(5)化学稳定性好,不与被测物质起化学反应。

担体的表面积越大,固定液的含量可以越高。

4.解：从化学键的性质考虑，与有机化合物分子的紫外－可见吸收光谱有关的电子为：形成单键的s电子，形成双键的p电子以及未共享的或称为非键的n电子。电子跃迁发生在电子基态分子轨道和反键轨道之间或基态原子的非键轨道和反键轨道之间。处于基态的电子吸收了一定的能量的光子之后，可分别发生s→s*,s →p*,p → s*,n →s*,p →p*,n→p*等跃迁类型。p →p*,n →p*所需能量较小，吸收波长大多落在紫外和可见光区，是紫外－可见吸收光谱的主要跃迁类型。四种主要跃迁类型所需能量DE大小顺序为：n →p*

一般s →s*跃迁波长处于远紫外区，＜200nm,p →p*,n →s*跃迁位于远紫外到近紫外区，波长大致在150－250nm之间，n →p*跃迁波长近紫外区及可见光区，波长位于250nm－800nm之间。(5)化学稳定性好,不与被测物质起化学反应。

担体的表面积越大,固定液的含量可以越高。

5.（1）选择流动相最佳流速。

（2）当流速较小时，可以选择相对分子质量较大的载气（如N2,Ar)，而当流速较大时，应该选择相对分子质量较小的载气（如H2,He),同时还应该考虑载气对不同检测器的适应性。

（3）柱温不能高于固定液的最高使用温度，以免引起固定液的挥发流失。在使最难分离组分能尽可能好的分离的前提下，尽可能采用较低的温度，但以保留时间适宜，峰形不拖尾为度。

（4）固定液用量：担体表面积越大，固定液用量可以越高，允许的进样量也越多，但为了改善液相传质，应使固定液膜薄一些。

（5）对担体的要求：担体表面积要大，表面和孔径均匀。粒度要求均匀、细小（但不宜过小以免使传质阻力过大）

（6）进样速度要快，进样量要少，一般液体试样0.1～5uL,气体试样0.1～10mL。

(7)气化温度：气化温度要高于柱温30-70℃。

6.解:设试液中锑浓度为Cx,

为了方便,将混合溶液吸光度比计为[A sb/A pb]1,而将分别测定的吸光度比计为[A sb/A pb]2

由于:A Sb=K Sb C Sb

A Pb=K Pb C Pb

故: K Sb/K Pb =[A sb/A pb]2 =1.31

[A sb/A pb]1=(K Sb×5×Cx/10)/(K Pb×2×4.13/10)=0.808

Cx=1.02mg.mL-1