1、兰州大学2013-2014学年度第一学期仪器分析期末考试试卷（B）学号姓名院（系）分数一、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()(1)体积要大，其浓度要高(2)体积要小，其浓度要低(3)体积要大，其浓度要低(4)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
2、定试剂可以就地产生4. 与法拉第电解定律有关的因素是()(1)温度和压力(2)电极材料和性质(3)粒子扩散系数(4)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()(1)液膜厚度(2)分配系数(3)扩散速度(4)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? ()(1)涡流扩散项(2)分子扩散项(3)固定相传质阻力项(4)流动
3、相中的传质阻力9.以下跃迁中哪种跃迁所需能量最大？（）a.*b.*c.n*d.n*10原子发射光谱的产生是由于（）（1）原子次外层电子在不同能态间的跃迁（2）原子外层电子在不同能态间的跃迁（3）原子外层电子的振动和转动（4）原子核的振动二、填空（每空1分，共30分，答在空白处）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. 棱镜材料不同
4、，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
5、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？III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
6、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 tR,A= 3min18s，tR,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 600mmh，试计算：(1) 该柱的有效塔板高度 H 有效、R 和选择因子aA,B.(2) 如果要使 A 和 B 的分离度 R=
7、 1.5 ，色谱柱至少须延长多少？附加题：1Co3+在氨盐介质，一般分两步反应到Co(0)，可得如下极谱图。SHAPE*MERGEFORMATCo3+Co2+ Id=15ACo2+Co(0) Id=36AE1/2=-0.35 VE1/2=-1.35(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。兰州大学2015-2016学年度第一学期仪器分析期末考试试卷答案（B）学号姓名院（系
8、）分数一、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) 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(d ) (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(d)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(d) (a
9、)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(c) (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(b)(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：(c) (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?(b)(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
10、量最大？(a)(a)*(b)*(c)n*(d)n*10原子发射光谱的产生是由于( b)（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）原子核的振动二、填空（每空1分，共30分，答在空白处）1. 由 LaF3单晶片制成的氟离子选择电极,晶体中F-是电荷的传递者,La3+是固定在膜相中不参与电荷的传递,内参比电极是Ag/AgCl, 内参比溶液由NaF 和 NaCl组成。2. 气相色谱分析中常用的通用检测器有 热导池,火焰离子化 。前者是浓度型，而后者是 质量型。3. 溶出伏安法分析中，被测物质存在 富集和溶出两个基本过程。使用阳极溶
11、出伏安时，首先是 阴极化富集 ，再是阳极化溶出 。4. 棱镜材料不同，其色散率也不同，石英棱镜适用于 紫外光谱区，玻璃棱镜适用于可见光谱区。5. 紫外、可见吸收光谱常用于研究 具有共轭体系的有机化合物（或不饱和的有机化合物）的化合物，而红外光谱法主要研究 振动中伴随有偶极矩变化 的化合物。 6等离子体光源（ICP）具有 等离子温度高， 稳定性好，自吸效应小，线性范围宽（基体效应小） 等优点，它的装置主要包括 高频发生器、等离子炬管、进样系统（装置） 等部分。7. 原子发射光谱定性分析时，摄谱仪狭缝宜 小 ，原因是 保证一定分辩率，减少谱线之间的重叠干扰 ；而定量分析时，狭缝大，原因是 保证有较
12、大的光照强度，提高谱线强度 。8. 影响化学位移的内部因素有 诱导效应、共轭效应、磁的各向异性 等。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。答：质谱仪是利用电磁学原理，是试样分子转变成代正电荷的气体离子，并按离子的荷质比将它们分开，同时记录和显示这些离子的相对强度。（3）硬电离源有足够的能量碰撞分子，使它们处在较高的激发能态。其弛豫过程包括键的断裂并产生荷质比小于分子离子的碎片离子。由硬电离源所获得的质谱图，通常可以提供被分 析物质所含功能基的类型和结构信息。（1）由软电离源所获得的质谱图中，分子离子峰的 强度很大，碎片离子
13、峰较少且强度较低，但提供的质谱数据可以得到精确的分子质量（。1）2. 画出高效液相色谱仪基本结构示意图。答：储液瓶高压泵进样器色谱柱检测器记录系统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。答： 相同点：两种方法均有双电极或三电极系统电解池，在电极上均有电化学反应发生， 电流流过电解池。不同点：（1）电解分析法力图避免工作电极产生浓度极化。在电解时使用大面积工作电极，搅拌和加热电解液。极谱分析法恰恰相反，是利用工作电极的浓度极化，在电解条件上使用微电极工作电极，静置和恒温电解液，使工作电极表面产生浓度梯度，形成浓度极化。（2）电解分析法是根据电解物析出物量或者通过电解池的库
14、仑数来定量。极谱法是根据 id= Kc 的关系来定量。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？答：为了消除入射光及散射光的影响，荧光的测定应在与激发光呈直角的方向上进行，因此荧光样品池的四面均为磨光透明面。5. 光电倍增管可作为红外吸收光谱仪的检测器吗？为什么？答：不可。因为红外光区的能量不足以产生光电子发射，通常的光子换能器不能用于红外的检测。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？III答：偶合常数四、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
15、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。解：据Wi= ( fi Ai) / (fi Ai) 化合物fiA i质量分数 乙醇5.000.640.18 庚烷9.000.700.35苯4.000.780.17乙酸乙酯 7.000.790.31fi Ai= 18.152. 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。解：
16、E= E-0.058 pH+0.0435 = E-0.0585(1)+0.0145 = E-0.058 pH(2)解 (1)和 (2)式 则 pH = 5.53. 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）保留体积解： （1）分配比；4，（2）死体积 50 ml； （3）分配系数 100； （4）保留体积 250 ml4. 组分 A 和 B 在一1.8m 长色谱柱上的调整保留时间 tR,A = 3min18s，tR,B= 3min2s
17、，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 600mmh，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？ 解：tRA198(1) n 有 效 = 5.54 ()2= 5.54 () 2= 2681W1/2,A(1.53600)/600H 有 效 = L/n= (1.8 103)/(2681) = 0.67 mm R=1.18(198-182)/3.5/(600/3600)=0.899A,B= tRA/tRB= 198/182 = 1.08
18、(2) n2222有 效 = 16 R /( -1) = 16 1.5 (1.088/0.088) = 5503L= n 有效H 有效 = 55030.67 3.69 m需延长 3.7-1.8 = 1.9 m注：为什么？底宽不同可用吗？不可用，如果底都为1.5mm 话，这样可以。(2)L2=(R2/R1)2L1=(1.5/0.899)21.8=5.0m附加题：1Co3+在氨盐介质，一般分两步反应到Co(0)，可得如下极谱图。Co3+Co2+ Id=15ACo2+Co(0) Id=36AE1/2=-0.35VE1/2=-1.35(1) 求此溶液 Co3+ 和Co2+的初始浓度比。答：CCo3+:CCo2+= 5:1(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）。答：两步反应都是电解池；工作电极在两步反应都是阴极，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。解：在两半波电位处的电极附近的Co3+、Co2+和 Co(0)的浓度分图为：
