武汉大学20062007学年度第一学期仪器分析期末考试试卷B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（B）学号 姓名 院（系） 分数 一、填空（每空1分，共9分，答在试卷上）1.在测定AsO33-浓度的库仑滴定中, 滴定剂是_。 实验中, 将_ 极在套管中保护起来, 其原因是_, 在套管中应加足_溶液, 其作用是_。2.液相色谱分析法常使用的化学键合反相色谱填充柱是_，分离原理是_，常使用_流动相，分析分离_类化合物。 二、选择题（每小题2分，共20分，答在试卷上）1. 空心阴极灯的构造是： ( )(1) 待测元素作阴极，铂棒作阳极，内充氮气；(2) 待测元素作阳极，铂棒作阴极，内充氩气；(3) 待测元素作阴极，钨棒作阳极，灯内抽真空；(4) 待测元素作阴极，钨棒作阳极，内充惰性气体。 2 关于直流电弧，下列说法正确的是： ( )(1) 直流电弧是一种自吸性很强、不稳定的光源；(2) 直流电弧的检出限比交流电弧差；(3) 直流电弧的电极头温度比交流电弧低；(4) 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。 3. 等离子体是一种电离的气体，它的组成是： ( ) (1) 正离子和负离子； (2) 离子和电子； (3) 离子和中性原子； (4) 离子，电子和中性原子。 4. 极谱分析中，氧波的干扰可通过向试液中_而得到消除。(1). 通入氮气； (2). 通入氧气 ； (3). 加入硫酸钠固体 ；(4). 加入动物胶。 5. 在化合物 R-COH（），R-CO-Cl（），R-CO-F（）和R-CO-NH2（）中，羧基伸缩振动频率大小顺序为： ( )(1) >>> (2) >>>(3) >>> (4) >>>. 6. 在色谱流出曲线上, 两峰间距离决定于相应两组分在两相间的 ( )(1)保留值； (2)分配系数； (3)扩散速度； (4)传质速率。 7. 单扫描极谱的灵敏度为 10-7 mol/L 左右，和经典极谱法相比，其灵敏度高的主要原因是； ( ) (1) 在电解过程中滴汞速度比较慢；(2) 快速加电压方式,单滴汞周期末取样；(3) 氧波和迁移电流变小不干扰；(4) 电压变化速度满足电极反应速度。 8. 用电位法测定溶液的pH值时，电极系统由玻璃电极与饱和甘汞电极组成，其中玻璃电极是作为测量溶液中氢离子活度（浓度）的_。(1).金属电极； (2). 参比电极；(3). 指示电极； (4). 电解电极 9. 关于质谱软电离源的说法，下面哪一种是对的？ ( )(1) 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； (2) 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；(3) 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；(3) 软电离源具有足够的能量碰撞分子，使它们处在高激发态。 10. 分离因子a： ( ) (1) 与柱温无关； (2) 与所用固定相有关； (3) 同气化温度有关； (4) 与柱填充状况及流速有关。 三、回答问题（每题5分，共 45 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. 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？3. 请简述常规脉冲极谱法与经典极谱法有何相同与不同之处。4有人推荐用反相离子对色谱分离分析样品中的碘离子，你认为可行吗？为什么？5.为什么原子吸收光谱分析对波长选择器的要求较原子发射光谱要低？6.根据范氏方程，试简要分析要实现气相色谱快速分析应注意哪些操作条件？7.电位滴定法用AgNO3滴定等浓度的Cl-和Br-的混合溶液。（1）请选用指示电极和参比电极。（2）写出电池的图解表达式。（3）溴离子的理论化学计量点与滴定终点重合吗？为什么？8. 一般采用电子轰击源，能否得到样品的分子离子峰？为什么？9. 为什么原子发射光谱法对火焰温度的变化比原子吸收法更敏感？ 四、计算题（每题13分，共26分，答在答题纸上） 1. 移取 20.00mL 2.5×10-6 mol/mL Pb2+的标准溶液进行极谱分析。试假设电解过程中恒定电位在极限扩散电流处，使id的大小保持不变。已知滴汞电极毛细管常数K (m2/3 t1/6) = 1.10，溶液 Pb2+的扩散系数 D = 1.60×10-5 cm2/s。若电解 1 h 后，试计算被测离子 Pb2+浓度变化的百分数，从计算结果可说明什么问题？(F=96500)2. 在某色谱条件下，分析只含有二氯乙烷、二溴乙烷和四乙基铅三组分的样品，结果如下： 二氯乙烷二溴乙烷四乙基铅相对质量校正因子1.001.651.75峰面积（cm-2）1.501.012.82试用归一化法求各组分的百分含量。武汉大学2006-2007学年度仪器分析期末考试试卷（B）答案一、填空（每空1分，共9分，答在试卷上）1.在测定AsO33-浓度的库仑滴定中, 滴定剂是_I2_。 实验中, 将阴 极在套管中保护起来, 其原因是防止阴极产物干扰, 在套管中应加足Na2SO4_溶液, 其作用是_导电 。2.液相色谱分析法常使用的化学键合反相色谱填充柱是 十八烷基键合硅胶填充柱或ODS(C18) ，分离原理是 疏水作用 ，常使用 极性溶剂（如水-甲醇） 流动相，分析分离 难挥发弱极性 类化合物。二、选择题（每小题2分，共20分，答在试卷上）1-5： 41413 6-10： 22332三、回答问题（每题5分，共 45 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。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. 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：不同点: (1) 电解分析法力图避免工作电极产生浓差极化。在电解时用大面积工作电极,搅拌电解液。极谱分析法恰恰相反, 是利用工作电极的浓差极化, 在电解条件上使用微电极作工作电极, 静置和恒温电解液, 使工作电极表面产生浓度梯度, 形成浓差极化。 (2) 电解分析法是根据电解物析出量或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。库仑分析是要减少浓差极化，工作电极面积较大，而且溶液进行搅拌，保证100%的电流效率；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，加入大量惰性支持电解质消除迁移电流。3. 请简述常规脉冲极谱法与经典极谱法有何相同与不同之处。答：常规脉冲极谱法与经典极谱法均采用滴汞电极作为工作电极，极谱波的产生是由于滴汞电极上出现浓差极化现象而引起的。经典极谱法，由于充电电流较大，使其灵敏度较低，而脉冲极谱法是在汞滴生长后期、汞滴即将滴下之前的很短时间间隔内，施加一个矩形的脉冲电压，在每一个脉冲消失前20ms时，进行一次电流取样，由于充电电流的衰减速度快于法拉第电流的衰减速度，有效地减小了充电电流的干扰，提高了“信噪比”。因此，脉冲极谱法的灵敏度明显优于普通极谱法。4有人推荐用反相离子对色谱分离分析样品中的碘离子，你认为可行吗？为什么？答：可行。在流动相添加阳离子表面活性剂，使其与碘离子形成离子对，可在反相固定相上保留。 5.为什么原子吸收光谱分析对波长选择器的要求较原子发射光谱要低？答：原子吸收光谱的光谱较原子发射光谱的光谱简单。6.根据范氏方程，试简要分析要实现气相色谱快速分析应注意哪些操作条件？答：根据范氏方程，要实现气相色谱快速分析应注意：（1）应该选择相对分子质量较小的载气（如H2,He），同时还应该考虑载气对不同检测器的适应性。（2）柱温不能高于固定液的最高使用温度，以免引起固定液的挥发流失。在使最难分离组分能尽可能好的分离的前提下，尽可能采用较低的温度，但以保留时间适宜，峰形不拖尾为度。（3）固定液用量：担体表面积越大，固定液用量可以越高，允许的进样量也越多，但为了改善液相传质，应使固定液膜薄一些。（4）对担体的要求：担体表面积要大，表面和孔径均匀。粒度要求均匀、细小（但不宜过小以免使传质阻力过大）（5）进样速度要快，进样量要少，一般液体试样0.15uL,气体试样0.110mL.（6）气化温度：气化温度要高于柱温30-70。 7.电位滴定法用AgNO3滴定等浓度的Cl-和Br-的混合溶液。（1）请选用指示电极和参比电极。（2）写出电池的图解表达式。（3）溴离子的理论化学计量点与滴定终点重合吗？为什么？答：（1）指示电极为银电极，参比电极为双液接甘汞电极。（2）Ag被滴溶液KNO3盐桥KCl盐桥SCE(3) 不重合。由于先滴定的Cl-使Br-突跃范围变小,而使滴定终点可能后移。8. 一般采用电子轰击源，能否得到样品的分子离子峰？为什么？答：一般采用电子轰击源，不能得到样品的分子离子峰。这是因为电子轰击源具有高的能量，属硬电离源。 9. 为什么原子发射光谱法对火焰温度的变化比原子吸收法更敏感？答：因为原子发射光谱法中火焰是作为激发光源，待测元素的蒸发、原子化和激发电离都是在火焰中进行的，且其测定是基于激发态的原子为基础；而原子吸收法中火焰仅作为原子化器，待测元素在火焰中只需要蒸发和原子化，无须激发和电离，且其测定是基于未被激发的基态原子为基础。因此，原子发射光谱法对火焰温度的变化比原子吸收法更敏感。四、计算题（每题13分，共26分，答在答题纸上） 1. 移取 20.00mL 2.5×10-6 mol/mL Pb2+的标准溶液进行极谱分析。试假设电解过程中恒定电位在极限扩散电流处，使id的大小保持不变。已知滴汞电极毛细管常数K (m2/3 t1/6) = 1.10，溶液 Pb2+的扩散系数 D = 1.60×10-5 cm2/s。若电解 1 h 后，试计算被测离子 Pb2+浓度变化的百分数，从计算结果可说明什么问题？(F=96500)解： 据id = 607zD1/2m2/3 t1/6 c = 607×2×（1.6×10-5）1/2×1.10×2.5×10-6 =1214×4×10-3×1.10×2.5×10-6=13475.4×10-9= 1.35×10-5 A电解 1 h 析出 Pb摩尔量, 据库仑定律： mPb = id·t/n×F = 1.35×10-5×3600/(2×96500)=2.5×10-7 mol原有20mL中的铅摩尔数：mpb =2.50×10-6×20=5.0×10-5mol已电解Pb的百分数： X= 2.5×10-7/5.0×10-5mol=0.5%(剩余Pb的摩尔数： mpb =2.50×10-6×20=5.0×10-5mol2.5×10-7 mol =4.975×10-5 mol)说明：可以看出，虽然极谱电解时间相当长，但实际消耗量是很小的，所以同一试液可多次进行分析，其结果不变。分析再现性好。2. 在某色谱条件下，分析只含有二氯乙烷、二溴乙烷和四乙基铅三组分的样品，结果如下： 二氯乙烷二溴乙烷四乙基铅相对质量校正因子1.001.651.75峰面积（cm-2）1.501.012.82试用归一化法求各组分的百分含量。解：据 Wi (fiAi)(fiAi)将表中数据代入，计算，得二氯乙烷：18.5%; 二溴乙烷 20.6%; 四乙基铅: 60.9%5
