2005-2006学年仪器分析B卷_分析化学

武汉大学2005-2006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（）（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，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:5.00cm2、9.00cm2、4.00cm2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5.0min,死时间为1.0min，固定相体积为2.0mL,柱出口载气流速为50mL/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aA,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？CH3-CH=CCH2CNCNNC-CH=CCH2CNCH3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。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）。(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2005-2006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）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)E1/2=-0.35VE1/2=-1.35Co3+Co2+Id=15μACo2+Co(0)Id=36μAa.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)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量最大？(a)(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(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。测得它们的峰面积分别为:5.00cm2、9.00cm2、4.00cm2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)/(Σfi’Ai)化合物fi’Ai质量分数乙醇5.00×0.640.18庚烷9.00×0.700.35苯4.00×0.780.17CH3-CH=CCH2CNCNNC-CH=CCH2CNCH3乙酸乙酯7.00×0.790.31Σfi’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：E=E-0.058pH+0.0435=E-0.058×5(1)+0.0145=E-0.058pH(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5.0min,死时间为1.0min，固定相体积为2.0mL,柱出口载气流速为50mL/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50ml；（3）分配系数100；（4）保留体积250ml4．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？解：tR'A198(1)n=5.54(────)2=5.54×(────────