武汉大学仪器分析试题

武汉大学2005-2006学年度第一学期《仪器分析》期末考试试卷（A）
一、选择题（每题1分，共15分）
1．下列说法哪一种正确? ( )
a. 阳极电位越正、析出电位越正者越易在阳极上氧化
b. 阳极电位越正、析出电位越负者越易在阳极上氧化
c. 阳极电位越负、析出电位越正者越易在阳极上氧化
d. 阳极电位越负、析出电位越负者越易在阳极上氧化
2. 用色谱法对复杂未知物进行定性分析的最有效方法是 ( )
a. 利用检测器的选择性定性
b. 利用已知物对照法定性
c. 利用文献保留数据定性
3．某同学将装入电解池准备做极谱分析的溶液洒掉了一部分, 若用标准比较法进
行测定, 他应 ( )
a.重新配制溶液
b. 取一定量的溶液, 记下体积, 再测定
c.继续做
d..取一定量的溶液, 加入标准溶液, 作测定校正
4．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( ) a. 柱效能太低 b. 容量因子太大
c. 柱子太长
d. 固定相选择性不好
5．在GC和LC中, 影响柱的选择性不同的因素是 ( )
a.固定相的种类
b.柱温
c.流动相的种类 (4)分配比
6.先电解富集，后电解溶出的电分析方法是（）
a. 电导分析法
b. 电重量分析法
c. 电位分析法
d. 溶出伏安法
7.分离有机胺时，最好选用的色谱柱为 ( )
a 非极性固定液柱 b. 低沸点固定液柱
c. 空间排阻色谱柱 d 氢键型固定液柱
8.影响谱线变宽的最主要因素是以下哪种? （）
a. 自然变宽
b. 热变宽
c. 碰撞变宽
d. 自吸变宽
9. 空心阴极灯中对发射线宽度影响最大的因素是（）
a. 阴极材料
b. 填充材料
c. 灯电流
d. 阳极材料
10.适合于植物中挥发油成分分析的方法是（）
a. 原子吸收光谱
b. 原子发射光谱
c. 离子交换色谱
d. 气相色谱
11. 原子发射光谱的产生是由于（）
a.原子次外层电子在不同能态间的跃迁
b.原子外层电子在不同能态间的跃迁
c.原子外层电子的振动和转动
d.原子核的振动
12. 矿石粉末的定性分析，一般选择下列哪种光源为好：（）
a.交流电弧
b.直流电弧
c.高压火花
d.等离子体光源
13. 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
b.物理干扰
c.化学干扰
d.背景干扰
14. 下列化合物中，同时有n→π*，π→π*，σ→σ*跃迁的化合物是（）
a.一氯甲烷
b.丙酮
c. 1，3－丁二醇
d. 甲醇
15. 随着氢核的酸性增加，其化学位移值ppm将（）
a. 增大
b. 减小
c. 不变
二、填空（每空1分，共30分）
1．由LaF3单晶片制成的氟离子选择电极, 晶体中__ __是电荷的传递者, _ _____是固定在膜相中不参与电荷的传递, 内参比电极是_ _________, 内参比溶液由_ _ ________组成。

2．气相色谱分析中常用的通用检测器有___ _____, 。

前者是 _____ _______型，而后者是____ _____型。

3．溶出伏安法分析中，被测物质存在和_ _两个基本过程。

使用阳极溶出伏安时，首先是____，再是_ ___________。

4．4．棱镜材料不同，其色散率也不同，石英棱镜适用于光谱区，玻璃棱镜适用于光谱区。

5．紫外、可见吸收光谱常用于研究的化合物，而红外光谱法主要研究的化合物。

6．等离子体光源（ICP）具
有，，，等优点，它的装置主要包括，，等部分。

7．原子发射光谱定性分析时，摄谱仪狭缝宜，原因是；而定量分析时，狭缝宜，原因是。

8．影响化学位移的内部因素有，，和等。

三、问答题（每题4分，共20分，答在空白处）
1．普通极谱法的灵敏度仅为1×10-5mol/L，而脉冲极谱法可提高10倍，甚至几十倍。

请扼要阐明提高灵敏度所采取方法的基本原理。

2．什么叫内标法？所学过的仪器分析方法中有哪些使用内标法？为什么使用内标法？
3．简述毛细管区带电泳和胶束电动毛细管色谱的异同点。

4．举例说明生色团和助色团，并解释红移和紫移。

5．举例说明核的化学等价及磁等价。

四、计算题（第1题15分；2、3每题10分；，共35分）
1．Co3+在氨盐介质，一般分两步反应到Co(0)，可得如下极谱图。

SHAPE \*
MERGEFORMAT
(1)求此溶液Co3+和Co2+的初始浓度比。

(2)分析这两步反应的电池性质（即：原电池或电解池，工作电极阳极还是阴极，正极还是负极）。

2.3.000g锡矿试样以Na2O2熔融后溶解之，将溶液转移至250mL容量瓶中，稀释至刻度。

吸取稀释后的试液25mL进行极谱分析，测得扩散电流为24.9微安。

然后在此溶液中加入5mL浓度为6.0×10-3 mol/L的标准锡溶液，测得扩散电流为28.3微安。

计算矿样中锡的质量分数。

（Sn 118.7）
武汉大学2006-2007学年度第一学期《仪器分析》期末考试试卷（A）
一.选择题（每小题2分，共20分，答在试卷上）
1. 关于直流电弧，下列说法正确的是： ( )
a 直流电弧是一种自吸性很强、不稳定的光源；
b 直流电弧的检出限比交流电弧差；
c 直流电弧的电极头温度比交流电弧低；
d 直流电弧只能进行定性、半定量分析，不能进行准确的定量分析。

2. 可以概述三种原子光谱( 吸收、发射、荧光 )产生机理的是：( )
a. 能量使气态原子外层电子产生发射光谱；
b. 辐射能使气态基态原子外层电子产生跃迁；
c. 能量与气态原子外层电子相互作用；
d. 辐射能使原子内层电子产生跃迁。

3. 原子荧光光谱仪与原子吸收光谱仪结构上的主要区别在于（）
a. 光源；
b. 光路；
c. 单色器；
d. 检测器。

4. 下述化合物中何者的磷光最强？（）
5. 关于红外光谱法，下列说法正确的是：（）
a．红外光谱法只用于化合物的结构表征; b．红外光谱法中，水是很好的溶剂;
c．光电倍增管可用作红外光谱检测器; d．傅立叶变换红外光谱仪比普通色散型红外光谱仪的分辨率要高。

6. 关于质谱软电离源的说法，下面哪一种是对的？( )
a. 软电离源的弛豫过程包括键的断裂并产生质荷比小于分子离子的碎片离子;
b.由软电离源所得的质谱图可以提供待测物所含功能基的类型和结构信息；
c.软电离源所提供的质谱数据可以得到精确的相对分子质量；
d. 软电离源具有足够的能量碰撞分子，使它们处在高激发态。

7. 在没有其它因素存在时，随着氢核的酸性增加，其化学位移值d将：（）
a. 增大；
b. 减小；
c. 不变；
d. 无法确定。

8. 应用GC方法来测定痕量硝基化合物, 宜选用的检测器为( )
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.火焰光度检测器。

9. 用反相液相色谱分离苯、甲苯、乙苯、联苯, 先流出色谱柱的组分是（）
a.乙苯；
b. 甲苯；
c. 苯；
d. 联苯。

10. 还原极谱波的半波电位是：( )
a.扩散电流为极限电流一半时的电极电位；
b.溶液里氧化态离子的浓度减少到一半时的电位；
c.电极表面还原态离子的浓度是溶液里氧化态离子的一半时的电位；
d.从极谱波起始电位到终止电位一半处的电极电位。

二．请判断下列叙述对与错，对的在题前括号中打“√”，错的打“ⅹ”（每题1分, 共12分）
（）1. 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。

（）2. 对于难挥发和热不稳定的物质，可用气相色谱法进行分析。

（）3. 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。

（）4. 进行库仑分析时，发生电解反应的电极上的电极反应不必以100%的电流效率进行。

（）5. 用电位法以pH计测定溶液的pH值时，可以直接在pH计上读出待测溶液的pH值，而不必用标准缓冲溶液先定位。

（）6. 化学发光仪不需要光源。

（）7. 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。

（）8. 在原子发射光谱分析中，谱线自吸（自蚀）的原因是激发源的温度不够高，基体效应严重。

（）9.傅立叶红外变换光谱仪比普通色散型红外光谱仪的波数准确度低。

（）10.核外电子云屏蔽程度高的质子，化学位移值大。

（）11.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。

（）12. 原子发射光谱仪器对波长选择器的要求与原子吸收光谱仪器要低。

二、回答问题（每题6分，共48分，答在答题纸上）
1.简述高频电感耦合等离子体 (ICP) 光源的优点。

2.试从分光原理和分光的优缺点比较棱镜和光栅。

3.有机化合物的吸收带主要由哪几种跃迁产生？哪种跃迁的吸收最强？
4.根据核磁共振谱中的什么特征可以区分下列两种异构体？
I II
5.简述质谱仪的工作原理并指出质谱法可提供哪些信息？
6．画出气相色谱流程图，解释色谱峰展宽的主要原因。

7．库仑分析，极谱分析都是在进行物质的电解，请问它们有什么不同，在实验操作上各自采用了什么措施？
8. 从光谱产生的原理和仪器结构两方面比较紫外-可见分子吸收光谱法、分子荧光光谱法和化学发光光
谱法。

四、计算题（每题10分，共20分，答在答题纸上）
1．用极谱法测定矿样中的微量铜。

称取试样1.00 g, 溶解后定容于100 mL 容量瓶中。

移取10.00 mL 试液,加入底液后稀释至100mL, 测得波高为30 格；另取10.00 mL 试液，加入 1.00 mg mL-1铜
标准溶液1.00 mL, 再加入底液后稀释至100mL，测得波高为50格，计算试样中铜的百分含量。

2．在一根 3 m长的色谱柱上分析某试样时，得如下色谱图及数据：
如果当b峰的底宽W b=1min时，试计算：
(1) a和b组分的调整保留时间t`Ra和t`Rb。

(2) 两个组分的相对保留值。

(3) 该色谱柱的有效塔板数n有效。

(4) 如果要使两组分的分离度R = 1.5，需要有效塔板数为多少？此时应使用多长的色谱柱
武汉大学2005-2006学年度第一学期《仪器分析》期末考试试卷答案（B）
一、选择题（每题2分, 共20分，答在空白处）
1. pH 玻璃电极产生的不对称电位来源于 ( )
a. 内外玻璃膜表面特性不同
b. 内外溶液中 H+浓度不同
c.内外溶液的 H+活度系数不同
d. 内外参比电极不一样
2．用离子选择电极标准加入法进行定量分析时，对加入标准溶液的要求为 ( )
(a) 体积要大，其浓度要高 (b) 体积要小，其浓度要低
(c) 体积要大，其浓度要低 (d) 体积要小，其浓度要高
3. 库仑分析与一般滴定分析相比 ( )
a. 需要标准物进行滴定剂的校准
b. 很难使用不稳定的滴定剂
c. 测量精度相近
d. 不需要制备标准溶液，不稳定试剂可以就地产生
4．与法拉第电解定律有关的因素是 ( )
(a)温度和压力 (b)电极材料和性质
(c)粒子扩散系数 (d)电子转移数
5. 用反相液相色谱分离苯、甲苯、乙苯、联苯, 先流出色谱柱的组分是 ( )
(a)乙苯 (b)甲苯
(c)苯 (d)联苯
6. 在以下因素中，不属动力学因素的是 ( )
(a) 液膜厚度 (b)分配系数 (c) 扩散速度 (d) 载体粒度
7. 原子吸收分析中光源的作用是： ( )
(a)供试样蒸发和激发所需的能量 (b)产生紫外光
c. 发射待测元素的特征谱线 (d)产生具有足够浓度的散射光
8. 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? ( )
(a) 涡流扩散项 (b) 分子扩散项
(c) 固定相传质阻力项 (d) 流动相中的传质阻力
9. 以下跃迁中哪种跃迁所需能量最大？ ( )
(a)σ→σ* (b)π→π*
(c)n→σ* (d) n→π*
10 原子发射光谱的产生是由于 ( )
（a）原子次外层电子在不同能态间的跃迁（c）原子外层电子在不同能态间的跃迁（b）原子外层电子的振动和转动（d）原子核的振动
三、问答题（每题5分，共30分，答在予留空白处）
1.试述质谱仪的工作原理，并指出硬电离源和软电离源的区别。

2.画出高效液相色谱仪基本结构示意图。

3.试比较电解分析法与极谱分析法(或伏安分析法)的主要异同点。

4.与紫外可见分子吸收光谱法不同，荧光样品池的四面均为磨光透明面，为什么？
5.光电倍增管可作为红外吸收光谱仪的检测器吗？为什么？
6.根据核磁共振谱中的什么特征可以区分下列两种异构体？
四、计算题（每题5分，共20分，写在答题纸上）
1.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。

2.用 pH 玻璃电极测定 pH = 5.0 的溶液，其电极电位为 +0.0435V；测定另一未知试液时电极电位则为+0.0145V，电极的响应斜率每 pH 改变为 58.0mV，求此未知液的 pH值。

3.在某色谱分析中得到下列数据：保留时间为5.0 min, 死时间为1.0 min，固定相体积为2.0 mL, 柱出口载气流速为50 mL/min。

试计算：
(1)分配比; (2) 死体积；（3）分配系数；（4）保留体积
4．组分 A 和 B 在一1.8m 长色谱柱上的调整保留时间t'R,A= 3min18s，t'R,B= 3min2s，两组分峰的半宽分别为W1/2,A= 1.5mm 和W1/2,B= 2.0mm，记录仪走纸速度为 600mm／h，试计算：
(1)该柱的有效塔板高度H有效、R和选择因子 A,B.
(2)如果要使A和B的分离度R = 1.5，色谱柱至少须延长多少？
附加题：
1．Co3+在氨盐介质，一般分两步反应到Co(0)，可得如下极谱图。

(1)求此溶液Co3+和Co2+的初始浓度比。

(2)分析这两步反应的电池性质（即：原电池或电解池，工作电极阳极还是阴极，正极还是负极）。

(3)请绘出在两半波电位处的电极附近的Co3+、Co2+和Co(0)的浓度分布草图，并用文字说明所绘出草图表示的意义。

武汉大学2006-2007学年度第一学期《仪器分析》期末考试试卷答案（B）
一、填空（每空1分，共9分，答在试卷上）
1.在测定AsO33-浓度的库仑滴定中, 滴定剂是 _。

实验中, 将阴极在套管中保护起来, 其原因
是 , 在套管中应加足_溶液, 其作用是_ 。

2.液相色谱分析法常使用的化学键合反相色谱填充柱是，分离原理是，
常使用流动相，分析分离类化合物。

二、选择题（每小题2分，共20分，答在试卷上）
1. 空心阴极灯的构是： ( )
(1) 待测元素作阴极，铂棒作阳极，内充氮气；
(2) 待测元素作阳极，铂棒作阴极，内充氩气；
(3) 待测元素作阴极，钨棒作阳极，灯内抽真空；
(4) 待测元素作阴极，钨棒作阳极，内充惰性气体。

2 关于直流电弧，下列说法正确的是： ( )
(1) 直流电弧是一种自吸性很强、不稳定的光源；
(2) 直流电弧的检出限比交流电弧差；
(3) 直流电弧的电极头温度比交流电弧低；
(4) 直流电弧只能进行定性、半定量分析，不能进行准确的定量分析。

3. 等离子体是一种电离的气体，它的组成是： ( )
(1) 正离子和负离子； (2) 离子和电子；
(3) 离子和中性原子； (4) 离子，电子和中性原子。

4. 极谱分析中，氧波的干扰可通过向试液中__（）___而得到消除。

(1). 通入氮气； (2). 通入氧气；
(3). 加入硫酸钠固体；(4). 加入动物胶。

5. 在化合物 R-CO-H（Ⅰ），R-CO-Cl（Ⅱ），R-CO-F（Ⅲ）和R-CO-NH2（Ⅳ）中，羧基伸缩振动频率大小顺序吖为： ( )
(1) Ⅳ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ; (2) Ⅲ>Ⅱ>Ⅳ>Ⅰ;
(3) Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅳ; (4) Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ.
6.. 在色谱流出曲线上, 两峰间距离决定于相应两组分在两相间的 ( )
(1)保留值； (2)分配系数；
(3)扩散速度； (4)传质速率。

7. 单扫描极谱的灵敏度为 10-7 mol/L 左右，和经典极谱法相比，其灵敏度高的主要原因
是； ( )
(1) 在电解过程中滴汞速度比较慢；
(2) 快速加电压方式,单滴汞周期末取样；
(3) 氧波和迁移电流变小不干扰；
(4) 电压变化速度满足电极反应速度。

8. 用电位法测定溶液的pH值时，电极系统由玻璃电极与饱和甘汞电极组成，其中玻璃电极是作为测量溶液中氢离子活度（浓度）的_（_____）。

(1).金属电极； (2). 参比电极；
(3). 指示电极； (4). 电解电极
9. 关于质谱软电离源的说法，下面哪一种是对的？ ( )
(1) 软电离源的弛豫过程包括键的断裂并产生质荷比小于分子离子的碎片离子；
(2)由软电离源所得的质谱图可以提供待测物所含功能基的类型和结构信息；
(3) 软电离源所提供的质谱数据可以得到精确的相对分子质量；
(3)软电离源具有足够的能量碰撞分子，使它们处在高激发态。

10. 分离因子 ： ( )
(1) 与柱温无关； (2) 与所用固定相有关；
(3) 同气化温度有关； (4) 与柱填充状况及流速有关。

三、回答问题（每题5分，共 45 分，答在答题纸上）
1.简述高频电感耦合等离子体 (ICP) 光源的优点。

2. 库仑分析，极谱分析都是在进行物质的电解，请问它们有什么不同，在实验操作上各自采用了什
么措施？
3. 请简述常规脉冲极谱法与经典极谱法有何相同与不同之处。

4．有人推荐用反相离子对色谱分离分析样品中的碘离子，你认为可行吗？为什么？
5.为什么原子吸收光谱分析对波长选择器的要求较原子发射光谱要低？
6.根据范氏方程，试简要分析要实现气相色谱快速分析应注意哪些操作条件？
7.电位滴定法用AgNO3滴定等浓度的Cl-和Br-的混合溶液。

（1）请选用指示电极和参比电极。

（2）写出电池的图解表达式。

（3）溴离子的理论化学计量点与滴定终点重合吗？为什么？
8. 一般采用电子轰击源，能否得到样品的分子离子峰？为什么？
9. 为什么原子发射光谱法对火焰温度的变化比原子吸收法更敏感？
四、计算题（每题13分，共26分，答在答题纸上）
1.移取 20.00mL
2.5×10-6 mol/mL Pb2+的标准溶液进行极谱分析。

试假设电
解过程中恒定电位在极限扩散电流处，使id的大小保持不变。

已知滴汞电极毛细管常数
K (m2/3 t1/6)= 1.10，溶液 Pb2+的扩散系数D = 1.60×10-5 cm2/s。

若电解 1 h 后，试计算被测离子 Pb2+浓度变化的百分数，从计算结果可说明什么问题？(F=96500)
2. 在某色谱条件下，分析只含有二氯乙烷、二溴乙烷和四乙基铅三组分的样品，结果如下：
二氯乙烷二溴乙烷四乙基铅相对质量校正因子 1.00 1.65 1.75
峰面积（cm-2） 1.50 1.01 2.82
试用归一化法求各组分的百分含量。