武汉大学20062007学年度第一学期仪器分析期末考试试卷A及答案.doc

武汉大学2006-2007学年度第一学期仪器分析期末考试试卷（A）学号            姓名           院（系）                  分数             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“” （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Wb=1min时，试计算：(1) a和b组分的调整保留时间tRa和tRb。(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2006-2007学年度第一学期仪器分析期末考试试卷（A）答案一、选择题1-5 acbcd 6-10 caccc二判断1-5 6-12 （1、3、6、10对）二、回答问题（每题6分，共48分，答在答题纸上）1. 答：ICP具有以下优点：温度高可达 6000 K以上，灵敏度高可达10-9；稳定性好，准确度高，重现性好；线性范围宽可达 46 个数量级；可对一个试样同时进行多元素的含量测定；自吸效应和基体效应小。 2. 答：分光原理：棱镜：光的折射原理光栅：狭缝的干涉和光栅的衍射分光的优缺点比较：与棱镜相比，光栅作为色散元件有以下优点：适用范围广；色散率大，分辨率高；色散率不随波长变化。但光栅光谱有级，级与级之间有重叠现象，而棱镜光谱则无这种现象。 3. 答：有机化合物的吸收带主要由s    s*，n    s*，p    p*，n   p* 四种跃迁产生，其中  p    p*跃迁的吸收最强。 4. 答：根据核磁共振谱中耦合常数J的大小可以区分这两种异构体。 5. 答：质谱仪是利用电磁学原理，使试样分子试样分子转变成带正电荷的气态离子，并按离子的荷质比将它们分离，同时记录和显示这些离子的相对强度。质谱法可提供下列信息：1)  样品元素组成；2) 无机、有机及生物分析的结构-结构不同，分子或原子碎片不同(质荷比不同)3)  复杂混合物的定性定量分析-与色谱方法联用(GC/LC-MS)；4)  固体表面结构和组成分析-二次离子质谱，激光烧蚀等离子体-质谱联用；样品中原子的同位素比。 6画出气相色谱流程图，解释色谱峰展宽的主要原因。答：载气源进样口和气化室色谱柱和柱温箱检测器记录系统。运用速率方程解释色谱峰展宽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？答：库仑分析是要减少浓差极化，它的工作电极面积较大，而且溶液进行搅拌，加入辅助电解质。    极谱分析是要利用浓差极化，它的工作电极面积较小，而且溶液不能搅拌，加入支持电解质。8. 答：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。解：设：试样中含铜量为10x mg      30 = Kx      50 = K(x+1)解上述方程组，得：      x = 1.5 mg故：试样中铜的百分含量1.5 X 10 / 1000 = 1.5 % 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Wb=1min时，试计算：(1) a和b组分的调整保留时间tRa和tRb。(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？解：1)tR,1 = 15 - 1 = 14（min）;  tR,2 = 17 - 1 = 16（min）     2) tR,2/ tR,1 = 16/14 = 1.14    3）n1有效 = 16(tR,2/Wb)2 = 16×162 = 4096；    4) n2有效 = 16×1.52(1.14/1.14-1)2 = 2387    5)L2=（n2有效/n1有效）×L1（2387/4096）×3.001.75（m）该用1.75米以上的色谱柱。4