2011级本科生仪器分析半期考试卷0402

厦门大学《仪器分析》课程期中试卷化学化工学院化学系2011年级化学/化生专业主考教师：赵一兵、王秋泉、陈曦等试卷类型：（A卷）2014/4/20一、基本概念部分(单项选择，每题1.5分，共30分)1.以下哪组电极属于零类电极()(A)Pt︱Fe2+,Fe3+;C︱Fe2+,Fe3+(B)Pt︱Fe2+,Fe3+;Ag︱Ag+(C)Ag︱Ag+;Hg︱Hg2Cl2,Cl-(D)Pt︱Fe2+,Fe3+;Pt，H2(p)︱H+(aq,a=1.0mol·L-1);2.为了用气相色谱法测定样品茶叶样品中微量的有机氯农残，最适宜选用的检测器是()(A)氢火焰离子检测器(B)火焰光度检测器(C)热导池检测器(D)电子捕获检测器3.以下哪种电分析方法在测定时需要搅拌溶液()(A)直流极谱法和电位滴定法(B)电位滴定法和库仑法(C)直流极谱法和库仑法(D)循环伏安法和直流极谱法4.极谱分析时为了除去电解液中溶解氧的干扰，加入了少量亚硫酸钠，则电解液应为()(A)碱性(B)酸性(C)中性(D)以上三项都可以5.对于可逆极谱波，极限电流受以下哪项参数控制？()(A)电极反应速度(B)扩散速度(C)电极反应速度和扩散速度(D)不受任何因素影响6.不需使用标准物质可以进行定量分析的是：()(A)电位分析法(B)质谱分析法(C)色谱分析法(D)库仑滴定法7.极谱分析法的定性依据是：()(A)电毛细管常数(B)极限扩散电流(C)半波电位(D)析出电位8.当电池处于平衡状态时，电池的电动势等于()(A)两个电极电位之差(B)零(C)两个电极电位之和(D)不确定9.液相色谱的进样针是以下哪种？()(A)平头进样针(B)尖头进样针(C)平头进样针和尖头进样针都行(D)以上都不对10.在下列化合物中,何者不能发生麦氏重排?C()11.试指出以下说法中，哪一种是错误的？()(A)根据色谱峰的保留时间可以进行定性分析(B)根据色谱峰的面积可以进行定量分析(C)色谱图上峰的个数一定等于试样中的组分数(D)色谱峰的区域宽度体现了组分在柱中的运动情况12.在气-液色谱法中，首先流出色谱柱的组分是：()(A)溶解能力小(B)吸附能力小(C)溶解能力大(D)吸附能力大13.对分子质量大于2000的高分子样品，一般采用下列哪种色谱方法?()（A）尺寸排斥色谱法（B）毛细管气相色谱（C）填充柱气相色谱（D）离子交换色谱14.在HPLC中，提高色谱柱柱效最有效的途径为：()（A）减小填料粒度（B）适当升高柱温（C）降低流动相流速（D）降低流动相粘度15.用气相色谱分析环境水样中的多环芳烃类污染物时，应采用哪种检测器最为合适？（A）氢火焰离子化检测器（B）电子捕获检测器（C）热导池检测器（D）磷硫火焰光度检测器16.在质谱分析中，哪种电离模式的分子离子峰强度最强()(A)电子轰击源(B)化学激发源(C)激光解析电离源(D)高频火花电离源17.在质谱图中，CH3Cl的M+2峰的强度约为M峰的()(A)(B)1(C)(D)18.某化合物的分子离子峰的m/z=87，以下分子式中可能为该化合物的是()(A)C7H7O2(B)C5H11O(C)C4H9NO(D)C6H1519.在辛胺（C8H19）的质谱图上，出现m/z=30基峰的是()(A)伯胺(B)仲胺(C)叔胺(D)季胺20.某化合物的相对分子质量是150，下面四个分子式中不可能的是()(A)C9H12NO(B)C9H14N2(C)C10H2N2(D)C10H14O121314二．简答题：（共22分）1.盐桥的作用是什么？盐桥中的电解质有什么要求？(5分)答：盐桥的作用是接通电路，消除或减小液接电势；（2分）盐桥电解质的要求：（3×1分）⑴盐桥中不含有被测离子⑵电解质的正、负离子的迁移速率应该基本相等⑶要保持盐桥内离子浓度尽可能大，以保证减小液接电位。2.画出HPLC的结构示意框架图，并简单介绍各个部分的功能和作用。（10分）答（2分）⑴高压泵系统：保持一定的流动相流速，将流动相输入到进样系统，主要实现HPLC的梯度洗脱分析，必须具有梯度功能。（2分）⑵进样系统：将样品加入到流动相中并准确注入色谱柱系统中。（2分）⑶色谱柱系统：分离样品，得到不同性质的组分。（2分）⑷检测系统：分析样品，提供组分定性信息。（2分）主要给出4部分系统即可3.什么叫程序升温？哪些样品适宜用程序升温分析？什么叫梯度洗脱？哪些样品适宜用梯度洗脱分析？程序升温和梯度洗脱有什么不同？（10分）答：⑴程序升温：在色谱分离过程中，按照一定的加热速度使柱温随时间呈线性或非线性增加，使混合物中各组分能在最佳温度下洗出色谱柱，这种方法叫程序升温。（2分）⑵程序升温适用于宽沸程的混合物（2分）流动相贮液器高压泵梯度洗脱装置进样器色谱柱检测器数据工作站馏分收集器⑶梯度洗脱就是在分离的过程中，使流动相的组成、极性、pH等按照一定的程序连续变化，使样品中各组分能在最佳的k下出峰，使保留时间短、拥挤不堪甚至重叠的组分和保留时间过长而峰形扁平的组分获得很好的分离。（2分）⑷梯度洗脱适用于样品中组分的k值范围很宽的复杂样品的分析。（2分）⑸两者的不同之处是程序升温时通过程序改变柱温，而液相色谱是通过改变流动相的组成、极性、pH来达到分离的目的。（2分）4.预测化合物CH3COC3H7的主要断裂过程以及在质谱上的主要离子峰。（10分）答：每步2分(5)因此该化合物质谱图上出现m/z86（分子离子峰），m/z43，71，58（重排离子峰）等离(1)(2)(3)(4)(5)CH3COC3H7-eCH3COC3H7+.(m/e86)CH3COC3H7-C3H7.CH3CO+(m/e43)+.CH3COC3H7-.CO+(m/e71)+.CH3C3H7CO+C3H7-COC3H7+(m/e43)CH3COCH2CH2CH2H+.COCH2CH2+CH2COHCH3+(m/e58)三．计算题（共38分）1.HPLC分析过程中，三种组分混合物A，B和C在一根30cm长的色谱柱上进行分离，其保留时间分别为tA=1.30min（A为不保留组分），tB=16.40min和tC=17.63min，峰底宽分别为YB=1.11min和YC=1.21min，试计算：（18分）(1)B、C两组分的分离度R；(2分)(2)色谱柱对组分B，C的有效塔板数n有效和平均有效塔板高度；(6分)(3)组分B的分配比（容量因子）kB；(2分)(4)B、C两组分的分离度Rs=1.5时所需色谱柱长。(4分)(5)使用较长色谱柱后，组分B的保留时间为多少？（流动相线速度不变）(4分)答：（1）2()2(17.6316.40)1.06(1.111.21)CBBCttRYY（2分）（2）222'16.401.3016161629611.11BBMBBBtttnYY有效（2分）222'17.631.3016161629141.21CCMCCtttnYYC有效（2分）2961291429382n有效或2937（1分）300.010()2938Hcm有效（1分）（3）'16.401.3011.61.30BBMBMMtttktt（2分）（4）LnRs（2分）22''1.53060()1.06ssRLLcmR（2分）（5）不同的分离度对应不同的保留时间，故：122()12()2RBRBRttR（2分）21222()()11.5()16.40()32.84(min)1.06RBRBRttR（2分）2.在1.0mol/L硝酸介质中，电解0.1mol/LPb2+以PbO2析出时，如以电解至Pb2+浓度为其初始浓度的0.01%视为已完全电解，此时工作电极电位的变化值为多大？（10分）答：电极反应：222422PbOHePbHO电极电位：][][lg20591.0240,,22PbHEEPbPbPbPb（3分）电解开始时：[Pb2+]=0.1mol/L，[H+]=1.0mol/L电解结束，依题义，尚留下0.01%视为电解完全，即[Pb2+]=0.1×0.01%=10-5mol/L由于1molPb2+被氧化为PbO2释放4mol的H+，同时在阴极有2mol的H+被还原为H2，因此电解完全后H+的浓度为：1.0mol/L+（4-2）×0.1mol/L=1.2mol/L（4分）因此，电极电位变化值为：]lg[]lg[20591.024,2PbHEPbPb1.0lg10lg0.1lg2.1lg20591.05440.128V（3分）3.今有4.00g牙膏试样，用50mL柠檬酸缓冲溶液(同时还含NaCl)煮沸以得到游离态的氟离子，冷却后稀释至100mL。取25mL稀释溶液用氟离子选择电极测得电池电动势为-0.1823V，加入1.07×10-3mg/L的氟离子标准溶液5.00mL后电位值为-0.2446V，请问牙膏试样中氟离子的质量分数是多少？（10分）答：对氟离子电极：0.0592lg[]FEKF（2分）加入标准试样后：（2分）试样测定后：0.1823xEV加入标准试样后：10.2446EV解得：811.7310xcgL（4分）所以该牙膏氟离子的质量分数为：31411.07105.01.781030mgLmLcmgLmL10.06230.0592lg(1)XxcEEEVVc（2分）8181.73100.1()100%4.32510%4gLLwFg