仪器分析试卷及解析

一、选择题（共30 分，每小题 2 分）

1.下列化合物中哪个吸收峰的频率最高？ ( )

(1) R O R (2)C O R

(3)C O

(4) F C

R

2. 由原子无规则的热运动所产生的谱线变宽称为： ( )

A 自然变度

B 斯塔克变宽

C 劳伦茨变宽

D 多普勒变宽

3. 紫外吸收分析实验时，在310nm 时，如果溶液百分透射比是90%，在这一波长时的吸是

( )

A . 1 B. 0.1 C. 0.9 D. 0.05

4. 紫外-可见吸收光谱涉及的能级是 ( )

A 分子的振动能级

B 分子的转动能级

C 分子的电子能级

D 核能

5. 在红外光谱分析中，用 KBr 制作为试样池，这是因为： ( )

A KBr 晶体在 4000～400cm -1 范围内不会散射红外光

B KBr 在 4000～400 cm -1 范围内有良好的红外光吸收特性

C KBr 在 4000～400 cm -1 范围内无红外光吸收

D 在 4000～400 cm -1 范围内，KBr 对红外无反射

6. 核磁共振波谱法, 从广义上说也是吸收光谱法的一种, 但它同通常的吸收光谱法(如紫外、 可见和红外吸收光谱)不同之处在于 ( )

A. 必须有一定频率的电磁辐射照射 B .试样放在强磁场中 C. 有信号检测仪D. 有记录仪

7. 采用调制的空心阴极要是为了 ( )

A. 延长灯寿命

B.克服火焰中的干扰谱线

C. 防止光源谱线变宽

D. 扣除背景吸收

8. 分析甜菜萃取液中痕量的含氯农药宜采用 ( )

A. 热导池检测器

B. 氢火焰离子化检测器

C. 电子捕获检测器

D. 火焰离子化检测器

9.离子选择电极的电位选择性系数可用于 ( )

A. 估计电极的检测限

B. 估计共存离子的干扰程度

C. 校正方法误差 ….

D. 计算电极的响应斜率

10.用红外吸收光谱法测定有机物结构时, 试样应该是 ( )

A.单质

B. 纯物质

C. 混合物

D. 任何试样

11. 下列因素中与摩尔吸光系数有关的是 ( )

A B C D

A.吸光度

B.吸收池厚度

C.入射光波长

D.浓度

12. 载体填充的均匀程度主要影响( )

A.涡流扩散

B.分子扩散

C.气相传质阻力

D.液相传质阻力

13. 不同类型的有机化合物, 在极性吸附剂上的保留顺序是( )

A: 饱和烃、烯烃、芳烃、醚B: 醚、烯烃、芳烃、饱和烃

C: 烯烃、醚、饱和烃、芳烃D: 醚、芳烃、烯烃、饱和烃

14. 衡量色谱柱选择性的指标是( )

A. 理论塔板数

B. 容量因子

C. 相对保留值

D. 分配系数

15. 在丁烷的质谱图中，M对(M＋1)的比例是 ( )

A. 100:1.1

B. 100:2.2

C. 100:3.3

D. 100:4.4

二、填空题（共20 分，每空格1 分）

1. 朗伯-比尔定律的积分表达式是：lg (I0/I) = bc，在实际测定工作中，I0是，I

是。

2. 带光谱是由______________________产生的, 线光谱是由________________产生的。

3. 质谱仪的分辨本领是指的能力. 质谱仪常用

作检测器。

4. 气相色谱仪主要由以下五部分组成，即：；；；

和温度控制系统等。

5. 在电位分析测量时, 产生+1mV的读数误差, 它能引起离子活度的相对误差对一价离子为_____ ____, 对二价离子则高达7.8%。

6. 仪器分析法的种类很多，习惯上根据仪器分析所应用的原理和测量信号不同，将仪器分析法分为：；；等。

7．核磁共振的化学位移是由于_______________________________________ 而造成的，

化学位移值是以_________________________________为相对标准制定出来的。

8. 在色谱分析中,被分离组分与固定液分子性质越类似,其保留值___________________ 。

9. 在分光光度计中，常因波长范围不同而选用不同材料的容器,现有下面三种材料的容器，各适用的光区为：(1) 石英比色皿用于_________________；(2) 玻璃比色皿用于可见光区；(3) 氯化钠窗片吸收池用于_____________________。

10．在电位分析中, 溶液搅拌是为了_________________________________。

三、简答题，（共25分，每小题5 分）

1．1. 液-液色谱法中, 什么叫正相液相色谱法? 什么叫反相液相色谱法?

2. 非火焰（石墨炉）原子吸收光谱法的主要优点是什么？有何缺点？

3. 用氟离子选择电极的标准曲线法测定试液中F―浓度时, 对较复杂的试液需要加入总离子强度调节缓冲剂

（TISAB），该试剂起什么作用？

4. 解释实际上红外吸收谱带(吸收峰)数目与理论计算的振动数目少的原因。

5. 简述质谱分析法的分析原理？

四、计算题,( 共25 分）

1.（8分）用光程为1.00 cm的吸收池, 在两个测定波长处测定含有两种药物溶液的吸光度。混合物在580 nm处吸

光度为0.945, 在395 nm处的吸光度为0.297, 摩尔吸光系数列于下表中。试计算混合物中每种药物组分的浓度。

组分ε/ L.mol-1.cm-1

580nm 395nm

药物1 9874 548

药物2 455 8374

2．（9分）组份A和B在一根30cm柱上分离，其保留时间分别为6.0和9.0 min，峰底宽分别为0.5和0.6 min，不被保留组份通过色谱柱需1.0 min。试计算：

1) 分离度R；2) 组分A的有效塔板数n eff；3) 组分B 的调整保留时间.

4) 组分B的容量因子；5) 组分B对组分A的相对保留值.

3．（8分）测定血浆中Li的浓度，将两份均为50mL血浆分别加入到100mL容量瓶中，然后向第二份溶液加入2mL 0.0430mol/L的LiCl标准溶液。二瓶溶液分别定容至100mL.在原子吸收分光光度计上测得读数分别为0.230和

0.680，求此血浆中Li得浓度.(Li的原子量6.9，Cl的原子量35.5)

一、选择题（共30 分，每小题 2 分）

1. 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( )

A. 变大

B. 变小

C. 逐渐变小

D. 不变化

2. 在下面四个电磁辐射区域中, 能量最大者是( )

A. Ｘ射线区

B. 红外区

C. 无线电波区

D. 可见光区

3. 在原子吸收分光光度计中，目前常用的光源是( )

A. 火焰

B. 空心阴极灯

C. 氙灯

D. 交流电弧

4. 在液相色谱中，在以下条件中,提高柱效最有效的途径是: ( )

A.减小填料粒度；

B.适当升高柱温；

C.降低流动相的流速；

D.降低流动相的粘度

5. 原子吸收光谱是( )

A. 分子的振动、转动能级跃迁时对光的选择吸收产生的

B. 基态原子吸收了特征辐射跃迁到激发态后又回到基态时所产生的

C. 分子的电子吸收特征辐射后跃迁到激发态所产生的

D. 基态原子吸收特征辐射后跃迁到激发态所产生的

6.在有机化合物的红外吸收光谱分析中，出现在4000~1350cm-1频率范围的吸收峰可用于鉴定官能团，这一段频率范围称为______。( ) A．指纹区，B．基团频率区，C．基频区，D．和频区。

7. 下面哪一种电子能级跃迁需要的能量最高? ( )

A. σ→σ*

B. n→σ *

C. π→π *

D. π→σ *

8. 物质的紫外-可见吸收光谱的产生是由于( )

A 分子的振动

B 分子的转动

C 原子外层电子的跃迁

D 原子内层电子的跃迁

9. 化学位移是由于核外电子云的_______所引起的共振时磁场强度的移动现象。( )

A. 拉摩尔进动，

B. 能级裂分，

C. 自旋偶合，

D. 屏蔽作用。

10. 助色团对谱带的影响是使吸收谱带: ( )

A.波长变长；

B.波长变短；

C.波长不变；

D.谱带蓝移

11作为指示电极，其电位与被测离子浓度的关系为: ( ) A.与浓度的对数成正比； B.与浓度成正比；

C.与浓度无关；

D.符合能斯特方程的关系

12. 可分别用作红外光谱和质谱检测器的是：( )

A. 相板、光电倍增管

B. 光电管、Faraday杯

C. 热电偶、电子倍增管

D. 光电管、热电偶

13. 色谱法分离混合物的可能性决定于试样混合物在固定相中______的差别。( )

A. 沸点差，

B. 温度差，

C. 吸光度，

D. 分配系数。

下列方法中，那个不是气相色谱定量分析方法( )

A．峰面积测量B．峰高测量C．标准曲线法D．相对保留值测量

15. 进行色谱分析时，进样时间过长会导致半峰宽______。( )

A. 没有变化，

B. 变宽，

C. 变窄，

D. 不成线性。

二、填空题（共20 分，每空格1 分）

1.在原子吸收分析中，使电子从基态跃迁到第一激发态所产生的吸收线，称为。

2. 气相色谱分析的基本过程是往气化室进样，气化的试样经_____________分离，然后各组分依次流经_______________,它将各组分的物理或化学性质的变化转换成电量变化输给记录仪，描绘成色谱图。

3. 化合物Cl2CH a CH b Br2中H a和H b质子吸收峰在高场出现的是质子。

4. 用氟离子选择电极的标准曲线法测定试液中F-浓度时, 对较复杂的试液需要加入总离度调节剂（TISAB）试剂, 其目的有第一；第二; 第三。

5. 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发生移动, 向长波方向移动称为_____ ______, 向短波方向移动称为____ _______。

6. 质谱图中的离子峰主要有：，，

，亚稳态离子峰等。

7. 共轭效应使共轭体具有共面性, 且使电子云密度平均化, 造成双键略有伸长,单键略有缩短。因此, 双键的红外吸收频率往________波数方向移动。

8.液相色谱法中使用的梯度洗提操作是指在分离过程中按一定的程序连续改变载液中溶剂的___________________ __；而气相色谱法中使用的程序升温操作是指柱温按________________________________. 这些操作的目的都是为了提高分离效果。

9.描述色谱柱效能的指标是______ _____，柱的总分离效能指标是____ ______。

在原子吸收光谱法中，原子化系统的作用是将被测物转变成__________。使试样原子化的方法有____________法和____________法。

三、简答题（共25分，每小题5 分）

1试比较气相色谱法与高效液相色谱法的优缺点

2. 什么是指示电极和参比电极，试举例说明。

3. 就下列5种测定对象,综合化学分析和仪器分析的基础知识,分别写出一种最佳的测定方法名称.

(1) 自来水中F-(2) 蒸馏水的纯度(3) 废水中的Cu2+(4) 大气中微量芳烃（5）乙酸液中丙酸不纯物的含量

4. 解释实际上红外吸收谱带(吸收峰)数目与理论计算的振动数目少的原因？

5.核磁共振波谱分析的原理？

四、计算题,(共25 分）

1.（9分）在一只3.0米的色谱柱上, 分离一个样品的结果如下图:

计算: (1) 两组分的调整保留时间t’R(1)及t’R(2);

(2) 用组分2计算色谱柱的有效塔板数n有效及有效塔板高度H有效;

(3) 两组分的容量因子k1及k2;

(4) 两组分的分离度;

2. （8分）有色物质X的最大吸收在400nm处, 用2cm吸收池, 测得0.200 mg/L的溶液的吸光度为0.840, X的化学式量为150, 问(1) X在400nm处的吸收系数

(2) X在400 nm处的摩尔吸收系数

(3) 用1.00 cm 吸收池, 测得400 nm处X溶液吸光度为0.250, 哪么25.00 mL溶液中含有多少mg的X?

(4) (3) 中所述的溶液中X质量浓度多少?

3. （8）取10mL含氯离子水样，插入氯离子电极和参比电极，测得电动势为200 mV，加入0.1 mL0.1 mol·L－1的NaCl标准溶液后电动势为185 mV。已知电极的响应斜率为59 mV。求水样中氯离子含量解：已知E1=0.200V, E2=0.185 V

一．选择题

1. C.

2. D.

3. D.

4. C.

5. C.

6. B

7. B.

8. C.

9.

B. 10. B

11. C 12. A 13. A 14. C．15. D

二．填空题（共20分每空1分）

1. 透过参比池的光强，透过试样池的光强。

2. 分子；原子；

3. 离子的质量, 电子倍增管

4. 载气系统；进样系统；分离系统、检测系统。

5._3.9% 。

6. 电化学分析法；光学分析法；色谱分析法。

7. 核外电子的屏蔽；四甲基硅烷。

8. 相差越小

9. 紫外；红外

10. 降低液接电位

三．简答题（共25分每题5分）

1. 答：固定相的性质为极性，流动相的性质为非极性，分析极性化合物，这样的液－液色谱法称为正相液相色谱。（

2.5分）固定相的性质为非极性，流动相的性质为极性，分析非极性及极性化合物，这样的液－液色谱法称为反相液相色谱。（2.5分）

2答：优点：1. 样品利用率高，用量少。（2分）

2. 原子化效率高，灵敏度高，检测限低。（1分）

缺点：记忆效应明显，分析重现性欠佳。（2分）

3. 答：三点作用：1.调节溶液的pH值。（1分）

2.掩蔽干扰离子。（2分）

3. 控制被测溶液的离子强度（2分）

4. 答：1.有些分子振动是红外非活性的。（1分）

2. 尽管振动形式不同，但能级差一致，即简并现象。（2分）

3. 仪器的分辨率不够高（2分）

5. 答：质谱是利用高速电子撞击气态试样分子，使试样生成各种碎片离子，带正电荷的碎片离子在磁场及静电场的作用下，按质荷比M/Z（即质量数/电荷数）的大小顺序分离，依次到达检测器，记录成按质荷比顺序排列的质谱图，根据质谱图峰的位置可进行定性分析和结构分析，根据质谱峰的强度可进行定量分析。（5分）

四计算题（共25分）

1．解：A=A

1+A

2

=ε

1

bc

1

+ε

2

bc

2

（2分）

0.945=9874c

1+548c

2

①（2分）

0.297=455c

1+8374c

2

②

c

1

=9.402×10-5 (mol/l) （2分）

c

2

=9.402×10-5 (mol/l) （2分）

2. 解：1)R=2(t

B -t

A

)/(y

B

+y

A

)= 2(9-6)/(0.5+0.6)=5.454 （2分）

2)n

eff =16×(t

A

′/y

A

)2=16×(5/0.5)2=1600 （2分）

3) t

B ′= t

B

-t

M

=8min （1分）

4) k

B = t

B

′/t

M

=8 （2分）

5) R= t

A ′/ t

A

′=8/5=1.6 （2分）

3.解：A

1

=kC x/2 ①（2分）

A

2

=k×(50C x+2×0.043) /100 ②（2分）

0.230= kC x/2 ①（2分）

0.680= k×(50C x+2×0.043) /100 ②

C x=8.791×10-4 (mol/l) （2分）

（二）

一．选择题（共30分每题2分）

1. A.

2. A.

3. B.

4. A.

5. A.

6. B

7. A.

8. C.

9. D 10. A . 11. D 12. C 13. D 14. D．15. B

二．填空题（共20分每空1分）

1. 共振（吸收）线_ 。

2. 色谱柱, 检测器。

3. H

b

4.; 维持试样与标准试液有恒定的离子活度；使试液在离子选择电极适合的pH 范围内，避免H＋或OH－干扰；; 使被测离子释放成为可检测的游离离子。

5.__红移 , _蓝移_.

6. 分子离子峰，同位素离子峰，碎片离子峰。

7. 短

8. 组成比例；时间升高

9. 塔板数

10. 气态原子；火焰原子化；非火焰原子化

三．简答题（共25分每题5分）

1. 气相色谱是以气体作流动相的色谱分离方法。液相色谱则以液体作流动相。

（1分）

气体可以自由运动，液体需要用泵输送 (1分)

气相色谱以固定相和温度为主要分离条件，液相色谱以流动相的组成为主要分离条件。（2分）

热稳定性好，沸点低的样品适合用气相色谱，溶解性好的样品适合用液相色谱(1分)

2. 指示电极:用来指示溶液中离子活度变化的电极,其电极电位值随溶液中离子

活度的变化而变化,在一定的测量条件下,当溶液中离子活度一定时,指示电极的电极电位为常数.例如测定溶液pH时,可以使用玻璃电极作为指示电极,玻璃电极的膜电位与溶液pH成线性关系,可以指示溶液酸度的变化.（2.5分）参比电极:在进行电位测定时,是通过测定原电池电动势来进行的,电动势的变化要体现指示电极电位的变化,因此需要采用一个电极电位恒定,不随溶

液中待测离子活度或浓度变化而变化的电极作为基准,这样的电极就称为参比电极.例如,测定溶液pH 时,通常用饱和甘汞电极作为参比电极.(2.5分)

3. [答] (1) 氟离子选择电极法，(1分) (2) 电导法，(1分) (3) 原子吸收法，(1分) (4) 气相色谱法 （5）液相色谱法(1分)

4. 答：1. 有些分子振动是红外非活性的。（1分）

2．尽管振动形式不同，但能级差一致，即简并现象。（2分）

3. 仪器的分辨率不够高（2分）

5. 答：在强磁场的激励下，某些具有磁矩的原子核可以分裂为2个或两个以上的能级，用适当频率的电磁波照射，使其能量恰好等于分裂后相邻两个能级之差，则该核就肯能吸收能量，从低能级跃迁到高能级，同时产生核磁共振信号。（5分）

四． 计算题（共25分）

1．(1)t’R(1)=14 .0-1.0=13.0min

t’R(2) = 18.0-1.0=17.0min （2分）

(2) n 有效= 16(t’R(2)/Y 2)2 =16×(17/1.0)2 = 4624(块) H 有效=L/n 有效=3.0×103/4624=0.65mm (2分)

(3) k1=t’R /t M = 13.0/1.0=13

k2=t’R /t’M = 17.0/1.0=16 (3分)

(4) R=[t R(2) – t R(1)]/0.5(Y 1+Y 2)=(18.0-14.0)/1.0= 4.0 (2分)

或：R=SQR(n)/4×(-1)/×k2/(k2+1)=SQR(n)/4×(t R(2)-t R(1))/t R(2)

因为：n=16×(t R /Y)2=16×(18/1.0)2=5184

所以： R=SQR(5184)/4×(18-14)/18=4.0

2. [答] (1)a ＝A/bc=0.840/(0.0002×2)＝2.10×103L ?ｇ-1?cm -1 (2分)

(2)ε＝a/M=2.10×103×150＝3.15×105L ?mol -1?cm -1 (2分)

(3)c ＝A ／εb m x ＝M x cV ＝150×0.250／（3.15×105×1.0）×25.00≈

0.00298mg (2分)

(4)c=m/V=0.00298／25.00＝2.98×10-6／25.00＝1.19×10-7g/mL (2分)

3.解：

??????+-=-=)101.01.0lg(059.0lg 059.021x x c K E c K E (3分)

下式减上式，得x x c c 3

10lg 059.0015.0-+= (3分)

则c x =1.26×10-3mol·L -1