仪器分析题B答案.doc

东莞理工学院（本科）试卷（ B 卷）
2008 --2009 学年第 一 学期

《仪器分析》试卷答案

开课单位： 化学与环境工程学院，考试形式：闭卷，允许带 计算器 入场

题序
一
二
三
四
五
六
七
八
总 分
得分

评卷人

得分
一、填空题 （共10分 每题2 分）
1．电位分析法中，电位保持恒定的电极称为参比电极，常用的参比电极有 甘汞电极 、 Ag-AgCl极 。
2．仪器分析方法中，一般的定量方法有： 外标法，内标法和标准加入法等。
3．气相色谱中通用型检测器是 热导池检测器 ，分析宽沸程多组分混合物，多采用 程序升温气相 色谱。
4． 红外光谱产生的两个必要条件是___激发能与分子的振动能级差相匹配,和_振动有偶极矩的变化__。
5．采用标准加入法进行定量分析时，加入的标准溶液要求： 体积要小 ， 其浓度要高 。
得分

二、选择题（共40 分 每题 2 分）
1．影响原子吸收线宽度的最主要因素是 ( D )
(A)自然宽度 (B)赫鲁兹马克变宽 (C)斯塔克变宽 (D)多普勒变宽
2．在AAS分析中，原子化器的作用是什么？（C）
(A)把待测元素转变为气态激发态原子；(B)把待测元素转变为气态激发态离子；
(C)把待测元素转变为气态基态原子；(D)把待测元素转变为气态基态离子。
3．核磁共振波谱图不能提供的信息是 （D）
（A）化学位移 （B）积分线

（C）偶合裂分 （D）自旋能态
4．与火焰原子吸收法相比, 无火焰原子吸收法的重要优点为 ( B )
(A)谱线干扰小 (B)试样用量少 (C)背景干扰小 (D)重现性好
5．以下四种气体不吸收红外光的是 （ D ）
(A) H2O (B) CO2 (C) HCl D) N2
6．在下面五个电磁辐射区域中, 波长最短的是 (A)
(A)Ｘ射线区 (B)红外区 (C)无线电波区 (D)可见光区
7．下面哪一种电子能级跃迁需要的能量最高? ( A )
(A) s→s * (B) n→s * (C) p→p * (D) p→s *
8．Van-Deemter方程主要阐述了（ C ）
(A)色谱流出曲线的形状 (B)组分在两相间的分配情况
(C)色谱峰扩张柱效降低的各种动力学因素 (D)塔板高度的计算
9．在气相色谱法中，定量的参数是：( D )
(A)保留时间 (B)相对保留值 (C)半峰宽 (D)峰面积
10.用非极性固定液分离非极性组份时，固定液与组份分子间的作用力主要是：( A )
(A)色散力 (B)静电子 (C)诱导力 (D)氢键力
11．化合物，在谱图上，有几组峰？从高场到低场各组峰的面积比为多少？( C )
(A)五组峰，6：1：2：1：6； (B) 三组峰，2：6：2；
(C)三组峰，6：1：1； (D) 四组峰，6：6：2：2。
12．pH玻璃电极的响应机理与膜电位的产生是由：( D )
(A)氢离子在玻璃膜表面还原而传递电子
(B)氢离子进入玻璃膜的晶格缺陷而形成双电层结构
(C)氢离子穿透玻璃膜而使膜外氢离子产生浓度差而形成双电层结构
(D)氢离子在玻璃膜表面进行离子交换和扩散而形成双电层结构
13．在可见—紫外分光光度计中，用于紫外波段的光源是：( C )
(A)钨灯 (B)卤钨灯 (C)氘灯 (D)能斯特光源
14.应用库仑分析的理论依据是( B )
(A)能斯特方程 (B)法拉第电解定律 (C)比尔定律 (D)范地姆特方程式
15.下列色散元件中, 色散均匀, 波长范围广且色散率大的是 ( C )
(A)滤光片 (B)玻璃棱镜 (C)光栅 (D)石英棱镜

16．原子吸收法测定易形成难离解氧化物的元素铝时, 需采用的火焰为( B )
(A)乙炔-空气 (B)乙炔-笑气 (C)氧气-空气 (D)氧气-氩气
17. 选择固定液的基本原则是：( A )
(A)相似相溶 (B)待测组分分子量
(C)组分在两相的分配 (D)流动相分子量
18.下列一组结构中C=O振动频率的变化趋势应为自左向右( A )

(A)升高 (B)降低
(C)不变 (D)无法判断
19.下面几种常用的激发光源中, 分析的线性范围最大的是 ( D )
(A)直流电弧 (B)交流电弧 (C)电火花 (D)高频电感耦合等离子体
20．下列化合物中，所有质子是磁等价的，在H-NMR光谱中只有一个吸收峰的结构是（ B ）
(A) CH3CH2CH2Br (B) 苯
(C) CH2=CHCl (D) CH3OH

三、判断题（共10 分 每题 1 分）
1．与紫外吸收光谱相比，红外吸收光谱的灵敏度较低，加上紫外分光光度的仪器较为简单、普遍，只要有可能，采用紫外吸收光谱法进行定量分析是较方便。
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．在电位分析中，是在通过的电流接近于零的条件下，测量指示电极的平衡电位；而在电解或库仑分析，极谱或伏安分析中，工作电极是有电流通过的。
4．从公式I=acb可以看出，由于决定谱线强度的两个系数a和b 随被测元素的含量和实验条件(如蒸发、激发条件、试样组成、感光板特性和显影条件等)的改变而变化，而这种变化很难避免，因此需采用内标法来补偿因这些变化对测定的影响。
5．用内标标准曲线法进行定量，内标物与试样组分色谱峰能分开，并尽量靠近。
6．原子吸收光谱法中的背景吸收是对测定无干扰的吸收。

7．质谱分析中，降低电离室的轰击能量，强度增加的峰一般为分子离子峰。
8．pH玻璃电极膜电位的产生是由于H＋选择性透过玻璃膜。
9.电子捕获检测器最适合于永久性气体和一般常用有机物的分析。
10．色谱分析法只能测定有色物质。

1 Ö 2 ´ 3 Ö 4 Ö 5 Ö 6 ´ 7 Ö 8 ´ 9 ´ 10 ´
得分

四、简答题（共18 分 每题 6 分）
1. 色谱与质谱联用后有什么突出特点？
解：质谱法具有灵敏度高、定性能力强等特点。但进样要纯，才能发挥其特长。另一方面，进行定量分析又比较复杂。气相色谱法则具有分离效率高、定量分析简便的特点，但定性能力却较差。因此这两种方法若能联用，可以相互取长补短，其优点是：(1)气相色谱仪是质谱法的理想的“进样器”，试样经色谱分离后以纯物质形式进入质谱仪，就可充分发挥质谱法的特长。 (2)质谱仪是气相色谱法的理想的“检测器”，色谱法所用的检测器如氢焰电离检测器、热导池检测器、电子捕获检测器都具有局限性。而质谱仪能检出几乎全部化合物，灵敏度又很高。 所以，色谱—质谱联用技术既发挥了色谱法的高分离能力，又发挥了质谱法的高鉴别能力。这种技术适用于作多组分混合物中未知组分的定性鉴定；可以判断化合物的分子结构；可以准确地测定未知组分的分子量；可以修正色谱分析的错误判断；可以鉴定出部分分离甚至末分离开的色谱峰等。因此日益受到重视，现在几乎全部先进的质谱仪器都具有进行联用的气相色谱仪，并配有计算机，使得计算、联机检索等变得快捷而准确。 （可以简单回答，只要答出两个要点，即可得分，各3分）

2. 在原子光谱中，何谓元素的共振线、灵敏线、最后线、分析线，它们之间有何联系？
解：由激发态向基态跃迁所发射的谱线称为共振线(resonance line)。共振线具有最小的激发电位，因此最容易被激发，为该元素最强的谱线。
灵敏线(sensitive line) 是元素激发电位低、强度较大的谱线，多是共振线(resonance line)。
最后线(last line) 是指当样品中某元素的含量逐渐减少时，最后仍能观察到的几条谱线。它也是该元素的最灵敏线。
进行分析时所使用的谱线称为分析线(analytical line)。
由于共振线是最强的谱线，所以在没有其它谱线干扰的情况下，通常选择共振线作为分析线。（定义各1分，联系2分）

3. 在有机化合物的鉴定及结构推测上，紫外吸收光谱所提供的信息具有什么特点？
解：紫外吸收光谱提供的信息基本上是关于分子中生色团和助色团的信息，而不能提供整个分子的信息，即紫外光谱可以提供一些官能团的重要信息，所以只凭紫外光谱数据尚不能完全确定物质的分子结构，还必须与其它方法配合起来

。（三个要点各2分）

得分
五、推断题（共10 分）
某化合物的化学式为C9H13N，其1H NMR谱如下图所示；质谱图谱分析中，有m/z 135，120，77等主要离子峰，试推断其结构，并简单说明推断的依据。

解：
处，有5H；且有m/z=77，说明有苯环基（-C6H5）的存在。（2）
处，有2H，说明可能存在-CH2，或-NH2；而m/z=120是它们断裂后，剩下的离子峰。（2分）
处，有6H，说明有6个同等化学环境的H，很可能是2个-CH3，而是单独的苯环。（2分）
综上所述，可以推断该有机化合物为：(CH5)C(CH3)2(NH2) （4分）

得分
六、计算题（共12 分 每题 6 分）

1.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ASb/APb= 0.808. 另取相同浓度的锑和铅溶液,ASb/APb= 1.31, 计算未知液中锑的质量浓度.

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[Asb/Apb]1, 而将分别测定的吸光度比计为[Asb/Apb]2 （1分）
由于:ASb = KSbCSb
APb =KPbCPb

故: KSb/KPb =[Asb/Apb]2 =1.31 （1分）
[Asb/Apb]1=(KSb×5 × Cx/10)/(KPb × 2 × 4.13/10)=0.808 （2分）
Cx = 1.02mg.mL-1 （2分）

2. 已知在混合苯系物中只含有苯、甲苯、邻二甲苯及乙苯四种组分，用气相色谱测得色谱图，图上各组分色谱峰的峰高、半峰宽，以及已测得各组分的校正因子分别如表中所示。求各组分的百分含量。（提示：可用峰高乘以半峰宽计算各峰面积）

项目
苯
甲苯
邻二甲苯
乙苯
峰高
64.0
104.1
89.2
70.0
半峰宽
1.94
2.40
2.85
3.22
校正因子
0.85
0.95
1.03
1.00

解：
先利用峰高乘以半峰宽计算各峰面积，然后利用归一化法求各组分质量分数。
根据公式A=hY1/2, 求得各组分 （2分）
峰面积分别为：124.16; 249.84; 254.22; 225.4

从而求得各组分质量分数分别为：
苯：12.71%;甲苯：28.58%; 邻二甲苯：31,54%; 乙苯：27.15%（各1分）

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