仪器分析试题含答案
化学与化学工程学院
化学专业《仪器分析》期末考试试题(A 卷)
班级 姓名 学号 成绩
考试时间
注：1.可以使用计算器；2.对于英语类试题，可以用汉语回答；3.答案写在试卷纸上，写在试题纸上无效
一、 单项选择题（每小题2分，共30分，答错不扣分）
1．关于分配比，下列表示式中正确的是（ ） A. M R t t k = B. M R t t k '= C. M
S C C k = D. β=k 2. 下列气相色谱检测器中，属于浓度型检测器的是（ ）
A. 热导池检测器和电子捕获检测器
B. 氢火焰检测器和火焰光度检测器
C. 热导池检测器和氢火焰检测器
D. 火焰光度检测器和电子捕获检测器
3．关于液相色谱，下列说法中正确的是（ ）
A. 反相液-液色谱法中流动相的极性小于固定液的极性
B. 反相液-液色谱法中流动相的极性与固定液的极性相同
C. 反相液-液色谱法中流动相的极性大于固定液的极性
D. 都正确
4. 使用F -离子选择性电极时，最适宜的酸度范围是（ ）
A. 1 ~ 12
B. 7 ~ 9
C. 3 ~ 5
D. 5 ~ 6
5. 在极谱分析中，影响测定灵敏度的主要因素为（ ）
A. Residual current
B. Migration current
C. Maximum
D. Oxygen wave
6. 在阳极溶出伏安法中，最适宜采用的工作电极为（ ）
A. Dropping mercury electrode
B. Microplatinum electrode
C. Hung mercury electrode
D. Saturated calomel electrode
7.今用库仑滴定法测定Cu(从+2价到0价)，若通过电解池的电流为100mA, 电解时间为2s, 则在阴极上析出多少毫克铜(Cu:63.55)（ ）
A. 0.03293
B.0.06586
C. 100
D. 200
8.在光谱定性分析中，常用作波长标尺的是（ ）
A.碳谱
B. 氢谱
C. 钠谱
D. 铁谱
9．内标法光谱定量分析的基本关系式是（ ）
A.A C b S lg lg γγ+=
B. A C b S lg lg γγ+=?
C. bC S ε=
D. A = εbC
10.下列光源中，适宜作为原子吸收分析光源的是（）
A.钨灯
B. 空心阴极灯
C. 能斯特灯
D. 射频振荡器
11．某化合物分子式为C9H18O2, 它的不饱和度U为（）
A. 1
B. 2
C.. 3
D. 0
12.下列化合物的NMR化学位移δ顺序正确的是（）
A. δC6H6 < δC2H4 < δ C2H2 <δC2H6
B. δC2H4 > δC6H6 >δ C2H2 >δC2H6
C. δC6H6 >δC2H4 > δ C2H2 >δC2H6
D. δC2H6 >δC6H6 > δ C2H2 >δC2H4
13.现采用双指示电极安培滴定法（永停法）以Ce4+滴定Fe2+, 下述滴定曲线中正确的是（）
A. B.
.
14.气相色谱中，为了测定某组分的保留指数，一般采用的基准物是（）
A. 苯
B. 正庚烷
C. 正构烷烃
D. 正丁烷和丁二稀
15. 原子发射光谱的产生是由于（）
A.原子的次外层电子在不同能态间的跃迁
B.原子的外层电子在不同能态间的跃迁
C.分子中基团的振动和转动
D.原子核的振动
二、问答题（每小题5分，共30分）
1．什么叫化学键合固定相？化学键合固定相有何特点？
2．简述库仑分析法的基本原理, 在库仑分析法中，应该如何保证测定的准确度？
3.在光谱分析中，什么是分析线？什么是灵敏线？什么是最后线？
4.试简述原子吸收光谱分析中，三种最主要的谱线变宽效应。
5.What is concentration polarization? What are the conditions under which the concentration polarization originates
6.某化合物的M峰质荷比为46,红外光谱证明属于醇.元素分析表明不含卤素,S,P等杂原子,紫外光谱中可见区未见吸收。NMR 数据见下表,请通过分析给出该化合物的结构式(C:12,H:1,O:16).
三、计算题（每小题10分，共40分）
1.今有一氢离子选择性电极，在实验条件下，发现当
a=1.0×10-7mol.L-1时，测定的
+
Na
电位值恰好等于当
a=0.1mol.L-1时的电位值。试计算该电极Na+对H+离子的选择性系
+
H
数，如果要在1.0mol.L-1Na+溶液中测定溶液的pH值，Na+对H+离子浓度测定造成的误差小于5%，则待测溶液的pH不得超过多少？
2.今用极谱法测定溶液中Cd2+的浓度。取100ml未知试液，测得极谱波波高为50.0mm.，在该溶液中加入5.00ml 1×10-4mol.L-1的Cd2+标准溶液，混合均匀，测得极谱波波高变为115.2mm，试计算试液中Cd2+的浓度。
3.A chromatographic analysis for the chlorinated pesticide Dieldrin gives a peak with a retention time of 8.68min and a baseline width of 0.29min. How many theoretical plates are involved in this separation? Given that the column used in this analysis is 2.0 meters long, what is the height of a theoretical plate?
4.In 1817, Josef Fraunhofer(1787-1826) studied the spectrum of solar radiation, observing a continuous spectrum with numerous dark lines. Fraunhofer labeled the most prominent of the dark lines with letters. In 1859, Gustav Kirchhoff(1824-1887) showed that the “D” line in the solar spectrum was due to the absorption of solar radiation by sodium atoms. The wavelength of the sodium D line is 589nm. What are the frequency and wavenumber for this line? What is the energy per photo of the sodium D line?(已知，光速为3.00×108m/s,普朗克常数为6.626×10-34J.s)
化学教育专业《仪器分析》期末考试试题答案（A卷）
注：1.可以使用计算器；2.对于英语类试题，可以用汉语回答；3.答案写在试卷纸上，写在试题纸上无效。
一、项选择题（每小题2分，共30分，答错不扣分）
二、问答题（每小题5分，共30分）
1. 答：用化学反应的方法，通过化学键把有机分子结合到担体表面制成的固定相（1分），特点是（4分）：表面没有液坑，比一般液体固定相传质快得多；无固定液流失，增加了色谱柱的稳定性和寿命；可以键合不同官能团，能灵活地改变选择性，应用于多种色谱类型及样品分析；有利于梯度洗提，有利于配用灵敏的检测器和馏分的收集。2．答：进行电解反应时，电极上发生的电化学反应与溶液中通过电量的关系，可以用法拉第电解定律表示，即：(1)于电极上发生反应的物质的质量与通过该体系的电量成正比；(2)通过同量的电量时电极上所沉积的各物质的质量与各该物质的M/n成正比。上述关系亦可用下式表示，m = MQ/(96487n) = (M/n)×it/96487式中m为电解时于电极上析出物质的质量(单位为g)，M为析出物质的摩尔质量，Q为通过的电量(单位为C)，n为电解反应时电子的转移数，i为电解时的电流强度(单位为A)，t为电解时间(单位为s)，96487为法拉第常数。因此利用电解反应来进行分析时可称量在电极上析出物质的质量(电重量分析)，亦可测量电解时通过的电量，再由上式计算反应物质的量，后者即为库仑分析法的基本依据。（4分）进行库仑分析时应注意使发生电解反应的电极(工作电极)上只发生单纯的电极反应，而此反应又必须以100％的电流效率进行。为了满足上述条件，可以采用两种方法——控制电位库仑分析及恒电流库仑摘定。（1分）3.答：进行分析时所使用的谱线称为分析线(analytical line)。（1.5分）灵敏线(sensitive line) 是元素激发电位低、强度较大的谱线，多是共振线(resonance line)。（1.5分）最后线(last line) 是指当样品中某元素的含量逐渐减少时，最后仍能观察到的几条谱线。它也是该元素的最灵敏线。(2分)
4. 答：（1）自然宽度（natural width）,用?νN 表示。在无外界影响下，谱线仍有一定的宽度，这种宽度称为自然宽度，以?νN表示。它与原子发生能级间跃迁时激发态原子的有限寿命有关。不同谱线具有不同的自然宽度（多数情况下， ?νN约为10-5nm数量级）。（1.5分）（2）多普勒变宽：由于原子在空间作无规则热运动所引起的谱线变宽，又称为热变宽。（1.5分）（3）压力变宽：吸光原子与蒸气中的原子或分子相互碰撞而引起能量的微小变化，使发射或吸收光量子频率改变而导致的谱线变宽。根据与之碰撞的粒子不同，压力变宽可分为两种类型：和其它粒子碰撞而产生的变宽——劳伦兹
表示。和同种原子碰撞而产生的变宽—共振变宽变宽（Lorentz broadening）,用?ν
L
或赫鲁兹马克(Holtsmark)变宽 (2分 )
5. 答：When the current flowed for only a short period through the electrode, ion
concentration on the surface of the electrode reduce suddenly. The difference in ion
concentrations between the surface and the bulk solution is equivalent to an electrochemical cell, which is called concentration polarization(浓差极化)(由于电解时在电极表面浓度的差异而引起的极化现象，称为浓差极化).(2分)
When a microplatinum electrode or dropping mercury electrode is used and no stirring is carried out, concentration polarization takes place soon.（3分）
6.(5分)解：分子离子峰为46，根据氮律，该化合物中不含氮。从上表中可以看出，该化合物中至少含有两个以上类型的氢原子。所以结合分子量数据，可以肯定该化合物中只含有一个羟基（如果有两个以上的氧原子，则含有的碳原子数量将少于一个）。根据化学位移数据，峰裂分特征及强度比数据，可以假定该化合物为乙醇，结构式CH 3CH 2OH.从该结构式可知，-CH 3, -CH 2, -OH 三种基团上的氢原子个数。峰位置数据均
符合表中的结果。而且分子量也与质谱数据相吻合。根据假定的分子式，计算出该化合物的不饱和度：U = 1 + 2 + (-6)/2 = 0,说明该化合物为饱和化合物，其紫外吸收位于紫外区，在可见区无吸收，这与题中化合物的电子光谱特征相吻合。由此可见，我们的假定是正确的。该化合物的结构式为CH 3CH 2OH 。
三、计算题（每小题10分，共40分）
1. 解：K H+,Na+ =a H+ / a Na+ = 1.0×10-7/0.1=1.0×10-6(5分) 0.05a H+ = 1.0×10-6(1)1
a H+ = 2.0×10-5mol.L -1 pH = -lg(2.0×10-5)=4.70（5分）
2. 解：设试液中Cd 2+浓度为Cx, 试液体积为V , 波高为hx ，加入标准溶液（体积为
Vs,浓度为Cs ）后波高为H. 根据题意，hx = KCx
H=K(VCx + VsCs)/(V+Vs) （5分）
解得：Cx = Cs Vs hx / [H(V+Vs)- hxV]=1.00×10-4×5.00×50.00/[115.2×
(100+5.00)-50.0×100]= 3.52×10-6(mol.L -1)（5分）
3. SOLUTION:The number of theoretical plates is n =16(t R /Y)2 =16×(8.68/0.29)2 =
14334 plates (5分)The average height of a theoretical plate isH = L /n = 2.0×
1000/14334 ≈ 0.14 mm/plate (5分)
4. SOLUTION:The frequency and wavenumber of the sodium D line are
)Hz (s 1009.5m 10589s /m 1000.3c
11498--?=??==λν（3分） 149cm 1070.1cm
100m 1m 1058911
--?=??==λσ（3分） The energy of the sodium D line is
J 1037.3m 10589s /m 1000.3s .J 10626.6c
h E 199834---?=????==λ（4分） 化学教育专业《仪器分析》期末考试试题(B 卷)
班级 姓名 学号 成绩
考试时间 任课老师(签名)
注：1.可以使用计算器；2.对于英语类试题，可以用汉语回答；3.答案写在试卷纸上，写在试题纸上无效。
一、 单项选择题（每小题2分，共30分，答错不扣分）
1．摄谱法中，感光板上的光谱，波长每10nm 的间隔距离，在用光栅单色器时，下述哪一种说法正确（ ）
（1） 随波长减少而增大（2）随波长增大而增加（3）随波长减小而减小
（4）几乎不随波长变化
2．矿石粉末的定性分析，一般选用下列哪种光源为好（ ）
（1） 交流电弧 （2）直流电弧 （3）高压火花 （4） 等离子体光源
3．原子吸收分析法中测定铷(Rb)时，加入1％钠盐溶液其作用是（ ）
（1） 减少背景 （2）提高火焰温度 （3）减少铷电离 （4）提高Rb +的浓度
4．反应色谱柱柱型特性的参数是（ ）
（1）分配系数 （2）分配比 （3）相比 （4）保留值
5．对某一组分来说，在一定的柱长下，色谱峰的宽窄主要决定于组分在色谱柱中的（ ）
（1）保留值 （2）扩散速度 （3）分配比 （4）理论塔板数
6．在液相色谱中，常用作固定相，又可作为键合相基体的物质是（ ）
（1）分子筛 （2）硅胶 （3）氧化铝 （4）活性炭
7．下列化合物中，同时有n →π*,π→π*,σ→σ*跃迁的化合物是（ ）
（1） 一氯甲烷 （2）丙酮 （3）1，3－丁二醇 （4）甲醇
8．指出下列四种化合物中，哪一种化合物的分子离子峰为奇数（ ）
（1）C 6H 6 (2) C 6H 5NO 2 (3) C 4H 2N 6O (4) C 9H 10O 2
9.在极谱分析中，所谓可逆波指的是（ ）
（1） 氧化波与还原波具有相同的半波电位 （2）氧化波半波电位为正，还原波半波
电位为负（3)氧化波半波电位为负，还原波半波电位为正 （4）都不是
10．阳极溶出伏安法可采用的电极是（ ）
（1） 悬汞电极 （2）滴汞电极 （3）铂片电极 （4）玻璃电极
11．Cu(EDTA)2-配合物的稳定常数是 6.3×1018, 已知V 337.0E 0C u
/C u 2=+，则--+=+42Y )s (Cu e 2CuY 反应的标准电极电位为（ ）
（1）0.219V (2) 0V (3)-0.219V (4) 0.337V
12.某铜离子溶液通入0.500A 的电流28.7min, 如果电流效率为100％，则阴极上析出铜（ ）克（Cu:63.54）。 (1)0.635g (2) 0.01435g (3) 0.287g (4) 0.283g
13.光谱仪的线色散率常用其倒数来表示，即?／mm ，此数值愈小，表示此仪器色散率愈（ ） (1)大 （2） 小 （3）不确定 （4）恒定
14．空心阴极灯中对发射线宽度影响最大的因素是（ ）
（1） 阴极材料 （2）填充气体 （3）灯电流 （4）阳极材料
15．载体填充的均匀程度主要影响（ ）
（1） 涡流扩散 （2）分子扩散 （3）气相传质阻力 （4）液相传质阻力
二、简答题（每小题5分，共30分）
1．原子发射光谱分析所用仪器装置由哪几部分构成？其主要作用是什么？
2．控制电位库仑分析法和库仑滴定法在分析原理上有何不同？
3．请预测在正相色谱与反相色谱体系中，组分的出峰次序。
4．假设下列电池两个溶液的浓度相同，且溶液的活度系数很接近，请通过计算说明此
锌铜电池的电动势是多少，并指明电极的正负。
（V 337.0E ,V 761.0E 0C u
/C u 0Zn /Zn 22=-=++） Cu |Cu 2+‖Zn 2+|Zn 5.，其NMR 谱特征如下表所示。试指出该化合物的结构。
6. 在极谱分析法中，为什么要使用汞微电极？
三、计算题（每小题10分，共40分）
1. The selectivity K H+/Na+ for Corning 015 is approximately 10-11. What error in pH is
expected for a solution of 0.05M NaOH.
2. In a chromatographic analysis of lemon oil a peak for limonene has a retention time of
8.36min with a baseline width of 0.96min. γ-Terpinene elutes at 9.54min,with a baseline width of 0.64min. What is the resolution (分离度) between the two peaks?
3. 取2.000g 镉矿样,溶解后定量转移至250mL 容量瓶中。吸取25mL 进行极谱测定，测得其极谱波高为25.5mm 。然后在此溶液中加入5mL5.0×10-4mol.L -1的镉标准溶液，测得极谱波高为30.4mm 。计算矿样中镉的质量分数。
4. 原子吸收法测定某试样溶液中的Pb, 用空气-乙炔焰测得Pb283.3nm 和Pb281.7nm 的吸收分别为72.5%和52.0%. 试计算（1）其吸光度(A)各为多少？（2）其透光度各为多少？
化学教育专业《仪器分析》期末考试试题答案(B 卷)
注：1.可以使用计算器；2.对于英语类试题，可以用汉语回答；3.答案写在试卷纸上，写在试题纸上无效。
答案
一、单项选择题（每小题2分，共30分，答错不扣分）
1（4） 2（2） 3（3） 4（4） 5（2） 6（2） 7（2） 8(2)
9（1） 10（1） 11(3) 12(4) 13（1） 14（3） 15（1）
二、简答题（每小题5分，共30分）
1．答：原子发射光谱分析所用仪器装置通常包括光源，分光仪和检测器三部分（2分).
光源作用是提供能量，使物质蒸发和激发。分光仪作用是把合光分解为单色光，即
起分光作用。检测器是进行光谱信号检测。（3分）
2．答：控制电位库仑分析法是直接根据电解过程中所消耗的电量来求得被测物质含量的方法（2分）。而控制电流库仑分析法即库仑滴定法是以100％的电流效率进行电解，使在电解中产生一种物质（库仑滴定剂），库仑滴定剂与被测物质进行定量化学反应，反应的化学计量点可借助于指示剂或其它电化学方法来指示（3分）。
3． 在正相色谱体系中，组分的出峰次序为：极性弱的组分，在流动相中溶解度较大，因此k 值小，先出峰。极性强的组分，在固定相中的溶解度较大，因此k 值大，后出峰（2.5分）。在反相色谱中组分的出峰次序为：极性弱的组分在固定相上的溶解度大，k 值大，后出峰。而极性强的组分在流动相中的溶解度大，k 值小，所以先出峰 (2.5分)。
4．解：根据两个电极反应，分别求得其电极电位为：
++++=222C u nF R T 0C u /C u C u /C u ln E E a 和++++=222Zn nF R T 0Zn
/Zn Zn /Zn ln E E a 电池的电动势为：
V
100.1C C ln F 2RT 100.1ln nF RT E E E E E 22222222Cu Cu Zn Zn Cu Zn 0Cu /Cu 0Zn /Zn L R cell -=+-=+-=-=+++++
+++γγa a (4分)
E cell < 0，故铜电极为正极，锌电极为负极(1分)。
解：根据分子式，计算得其不饱和度为4，说明分子中含有1个苯环或者4个不饱和键（1分）根据化学位移数据和强度比，说明分子中含有两类质子，综合以上结果可知，该化合物应为1，3，5－三甲苯，即结构式为（4分）
CH3
H3C
CH3
5．答：因为汞微电极具有如下一些优点：
（1）滴汞电极由于汞滴不断滴落，使电极表面保持新鲜，重现性好。（1分）（2）汞与许多金属生成汞齐，降低了这些金属的析出电位，使许多金属都能用极谱法测定。（1分）
（3）氢在汞电极上有较大的过电位，其析出电位一般负于 1.2V，即使在酸性溶液中，氢波也不产生干扰。（1分）
（4）滴汞电极表面积很小，因此电解时的电流密度很大，易于产生浓差极化现象。
（2分）
三、计算题（每小题10分，共40分）
1．（10分）Solution:
A solution of 0.05M NaOH has an actual H+, [H+]act, concentration of 2 ×10-13M and a pH of 12.7. The electrode responds, however, to both H+ and Na+, with the apparent concentration of of H+, [H+]app, given by
[H+]app = [H+]act + K H+/Na+[Na+] = 2×10-13 +(10-11)(0.05)=7×10-13(M)
pH = -log[H+]app = 12.2
The apparent concentration of H+ corresponds to a pH of 12.2, giving an error of –0.5pH units.
2．（10分）Solution:
The resolution is R=2 t R/(Y A+Y B) = 2(9.54-8.36)/(0.64+0.96)=1.48
3. 解：设加入标准溶液前后极谱波高分别为hx和H,未知液中镉的摩尔浓度为Cx,加入标准溶液的体积和浓度分别为Vs, Cs,则：hx = KCx
H = K(25.00×Cx + 5.00×Cs)/(25.00+5.00) 解得：Cx=2.3×10-4mol.L-1
试样中所含镉的质量为：(250/1000)×2.3×10-4×112.4=0.0065(g)
试样中镉的质量分数为：0.0065／2.000×100%=0.32% （5分）
4．解：（1）A = log(1/T) = log(I0/I) = log(100/(100-72.5)) = 2-log27.5 = 0.56
即吸收为72.5%的吸光度为0.56, 同理得吸收为52.0%的吸光度为0.32 (5分)
（2）依题意，吸收分别为72.5%和52.0%时，其透光率分别为：27.5%和48.0%.(5分)
化学与化学工程学院
化学教育专业《仪器分析》期末考试试题(C卷)
姓名____________________ 学号__________________ 班级_______________成绩
_______________
一、 填空题（每空1分，共20分）
1． 气相色谱仪常用的检测器有____________, ___________, __________和__.
2．在色谱分析中，用两峰间的距离来表示柱子的________________, 两峰间距离越______则柱子的______________越好，组分在固液两相上的_________性质相差越大。
3．pH 玻璃电极的膜电位的产生是由于___________________；氟化镧单晶膜/氟离子选择性电极的膜电位的产生是由于___________________;制造晶体膜氯或溴电极时，是用氯化银或溴化银晶体掺加硫化银后一起压制成敏感膜，加入硫化银是为了_________.
4．在极谱分析中，滴汞电极的电位随外加电压的改变而改变，称为____________电极；而参比电极的电位很稳定，不随外加电压的改变而改变，因此称为____________电极。
5．测定水样中的某些物质，如铜、镉、锌、镍、溴、碘和S 2-, 其中能用阳极溶出伏安法测定的物质有_____________________________; 能用阴极溶出伏安法测定的物质有_____________________; 溶出伏安法中常使用的工作电极为__________________.
6．原子线的自然宽度是由__引起的，原子吸收光谱线的多谱勒变宽是由____而产生的。
7．在原子发射光谱分析中，电离度增大会产生___________线减弱，_________线增强。
二、简答题（每题10分，共30分）
1．原子发射光谱仪的主要部件是什么？各有什么作用？它与原子吸收分光光度计有什么区别和共同点？
2．在极谱分析中为什么要使用滴汞电极？
3．色谱归一化法定量有何优点？在哪些情况下不能采用归一化法？
三、计算题（每小题10分，共50分）
1． 用库仑分析法测定水中的苯酚。取水样50.00mL 调至微酸性，加入过量KBr-KBrO 3溶液，
发生如下反应：
HBr OHBr H C Br OH H C 33326256+↓=+
所用恒定电流为0.0257A ，滴定时间为 5’28”。求水样中苯酚的含量( 单位为mg.L -1).（已知M
苯酚=94.11g.mol -1）.
2. 用钙离子电极测定
3.3×10-4mol.L -1的CaCl 2溶液的活度。若溶液中存在0.20mol.L -1的
NaCl ，计算：（1）由于NaCl 的存在所引起的相对误差是多少？（已知K pot Ca2+,Na+=0.0016）;(2)
若要使误差减少到2%，允许NaCl 的最低浓度是多少？
3．采用内标法分析燕麦敌(CH 3CHCH 3)2NCOSCH 2CCl=CHCl 含量时，称取燕麦敌试样8.12g ，
加入正十八烷1.88g ，以色谱分析测得峰面积A 燕麦敌=68.0mm 2 ，A 正十八烷=87.0mm 2。已知燕麦敌
以正十八烷为标准的定量校正因子 f i = 2.40，计算试样中燕麦敌含量。
4. 对于一个可逆电极反应，从其极谱波的有关数据中可计算得到其电极反应的电子转移数。如
从某金属离子还原的极谱波上，测得极限扩散电流为42.2uA，半波电位为-0.781V，电极电位为-0.750V处对应的扩散电流为3.4uA。试求该金属离子的电极反应电子数。
5．已知用原子吸收测定Mg的灵敏度是0.005ug.mL-1(1%)，球墨铸铁试样中Mg的含量越为
0.01%，其最适宜浓度测量范围为多少？制备试液25mL，应称取多少试样？
化学教育专业《仪器分析》期末考试试题答案(C卷)
一、填空题（每空1分，共20分）
1．氢火焰离子化；热导池；电子捕获；火焰光度
2．选择性；大；选择性；热力学
3．氢离子在玻璃膜表面进行离子交换和扩散而形成双电层结构；氟离子进入晶体膜表面缺陷而形成双电层结构；降低电极的内阻和光敏性。
4．极化；去极化
5．铜、镉、锌、镍；溴、碘和S2-；悬汞电极、玻碳电极等
6．原子在激发态的停留时间；原子的热运动。
7．原子；离子
二、简答题（每小题10分，共30分）
1．解：原子发射光谱仪的主要部件可分为：光源，分光元件，检测器。（2分）光源具有使试样蒸发、解离、原子化和激发、跃迁产生光辐射的作用。目前常用的光源有直流电弧、交流电弧和电感耦合等离子体（ICP）等。分光元件多为光栅，检测器为光电倍增管（4分）。
与原子吸收分光光度计的区别在于光源部分。原子吸收仪采用空心阴极灯作为光源，原子在原子化器（火焰或石墨炉）中产生，而原子发射光谱仪的光源起了提供能源和原子化器两者的作用。（2分）
它们的共同点在于分光元件和检测器基本相同，均为光栅和光电倍增管。（2分）
2．因为滴汞电极具有如下一些优点：
（1）滴汞电极由于汞滴不断滴落，使电极表面保持新鲜，重现性好。（2分）
（2）汞与许多金属生成汞齐，降低了这些金属离子的析出电位，使许多金属都能用极谱法测定（2分）。
（3）氢在汞电极上有较大的过电位，其析出电位一般负于1.2V，即使在酸性介质中，氢波也不会产生干扰（2分）。
（4）滴汞电极表面积很小，因此电解时的电流密度很大，易于产生浓差极化现象（4分）。3．解：
优点：（1）简便、准确，（2）不必准确进样，（3）操作条件梢有变化对结果没有影响。（6分）
采用归一化法的条件是：（1）样品中所有组分都能出峰，（2）所有峰都能测出峰面积或峰高，
并知道其f 值。不符合上述两个条件的的情况下，不能采用归一化法（4分）。
三、计算题（每小题10分，共50分）
1． 解：
i=0.0257A; t=5’28”=328s
分）（分）苯酚442710
005010001370600137096500611953282570133
).(...(...---=??==???==L mg w g nF itM m 2． 解：（1）相对误差 = 0.0016×(0.20)2×100%/3.3×10-4 = 19.4% （5分）
(2)相对误差为2%时，
).( (140630100)
0016021033--==???=L mol a j 当NaCl 浓度低于0.064mol.L -1时，由此产生的误差小于2%.（5分）
3． 解：应用下式进行计算：
分）分）试样正十八烷正十八烷燕麦敌燕麦敌燕麦敌54431001280878814020685100100%(.%.....(%/=????=???=??=?=
m A m f A C m A m A f m m C s s i i i i
4． 解：从极谱波上任意一点的电极电位与扩散电流的关系式中，可求得电极反应电子数：
得到i i i nF RT E E d e d --
=ln /,21 （5分）
20880914324243750078100590059021=-=----=--=
.lg ....lg ).(..lg .,/n i i i E E n d e d （5分）
5． 解：最适宜浓度测量范围为：最低 0.005×25=0.125ug.mL -1, 最高0.005×
120=0.6ug.mL -1 (5分) 应称取试样的最低质量为：
25×0.125×100/0.01×106=0.031g (5分)
化学与化学工程学院
化学教育专业《仪器分析》期末考试试题（D 卷）
姓名_________________学号________________班级________________________
一、判断题（正确的在后面括号内打“√”，错误的打“×”，每小题２分，共１０分）１．提高分离电压是增加毛细管电泳分离效率的主要途径，只要提高分离电压任何难分离物质对都可获得分离。这也是毛细管电泳应用广泛的主要原因。（）
２．在核磁共振波谱分析中，测定13C比测定1H的灵敏度高，但13C谱的分辨率低（）３．压力变宽引起中心频率偏移，温度变宽不引起中心频率偏移（）
４．恒阴极电位中，电解分析完成的时间取决于溶液的起始浓度（）
５．原子光谱分析中，共振线是指由第一激发态回到基态所产生的谱线，通常也是最灵敏线、最后线。( )
二、选择题（每小题２分，共２０分）
１．在色谱分析中，调整保留时间实际反映了___________之间的相互作用。
A.组分与流动相
B.组分与固定相
C.组分与组分
D.流动相与固定相
２．在长１m的色谱柱上测得两组分的分离度为0.75,若要使两组分完全分离，则柱长应为______
A.0.5m
B.1.5m
C. 2m
D. 4m
3.分子外层电子吸收辐射能跃迁到激发态，再通过无辐射弛豫方式转入最低三重态，然后跃迁回到基态各个振动能级，产生光辐射，这种发光现象称为________.
A.分子磷光
B.分子荧光
C.化学发光
D.生物发光
4.玻璃电极的膜电位_________.
A.随溶液中氢离子活度的增高向负方向移动
B. 随溶液中氢离子活度的增高向正方向移动
C. 随溶液中氢氧根离子活度的增高向正方向移动
D.随溶液pH的增高向正方向移动
５．严重限制经典极谱分析检测下限的因素是________________.
A.电解电流
B.扩散电流
C.极限电流
D.充电电流
６．与直流极谱相比，单扫描极谱大大降低的干扰电流是________.
A.电容电流
B.迁移电流
C.残余电流
D.极谱极大
７．在原子吸收光谱法中，对于碱金属元素分析，可选用________.
A.化学计量火焰
B.贫燃火焰
C.电火花
D.富燃火焰
８．ICP光源中，产生“趋肤效应”的主要原因是_____________.
A.焰炬表面的温度低而中心高
B.原子化过程主要在焰炬表面进行
C. 焰炬表面的温度高而中心低
D.蒸发过程主要在焰炬表面进行
９．根据色谱速率理论，当载气流速较低时，影响柱效的主要因素是_____________.
A.分子扩散
B.涡流扩散
C.传质阻力
D.柱长
10.下列伏安分析方法中，灵敏度最高的是_______________.
A.脉冲极谱法
B.交流示波极谱法
C.溶出伏安法
D.方波极谱法
三、填空题（每小题２分，共10分）
1.为了实现用峰值吸收代替积分吸收，除了要求光源发射线的半宽度应比吸收线半宽度_________外，还必须使通过原子蒸气的发射线__________________恰好与吸收线的______________相重合。２．为了改善分离，气相色谱通常采取程序升温操作，液相色谱通常采取___________。
３．在液液分配色谱中，对于亲水固定液采用_________________流动相，即流动相的极性__________固定相的极性，称为正相分配色谱。
４．给出四种原子吸收峰变宽的原因：_____________;______________;____________;__________.
5.离子选择性电极的选择性系数K ij严格来说不是一个常数，在不同_________条件下测定的选择性系数值各不相同。故K ij仅能用来估计干扰离子存在时产生的_________________大小。
四、简答题（每小题10分，共20分）
1.原子吸收法中的原子化器有哪几种类型？
2.在原子发射光谱分析中，内标元素和分析线对的选择原则是什么？
五、计算题（每小题10分，共40分）
１．由玻璃电极和饱和甘汞电极组成电池，在２５℃时测得pH=6.52的标准缓冲溶液的电池电动势为0.324V，测得未知试液的电动势为0.458V。计算该试液的pH.
２．用镀铜的铂网电极作阴极，电解 1.000×10-2mol.L-1 Zn2+溶液，试计算金属锌析出的最低pH。（已知E o Zn2+/Zn = -0.763V, ηH2(Cu)= -0.40V. ηZn= 0）
３．某金属离子在盐酸介质中能产生一可逆的极谱还原波。分析测得其极限扩散电流为
44.8uA，半波电位为-0.750V，电极电位-0.726V处对应的扩散电流为6.000uA。试求该金
属离子的电极反应电子数。
４．已知组分A和B的分配系数分别为7.6和9.3,当它们通过相比β=90的填充柱时，能否达到基本分离？
化学教育专业《仪器分析》期末考试试题答案（D卷）
一、判断题（每小题２分，共１０分）
１．×；２．×，３．√，４．×５．√
二、选择题（每小题２分，共２０分）
１．B, 2.D, 3.A, 4.B, 5.D, 6.A, 7.B, 8.C, 9. C, 10.C
三、填空题（每小题２分，共10分）
１．小于，中心频率，中心频率
２．梯度淋洗
３．疏水性，小于
４．温度变宽，压力变宽，自吸变宽，场致变宽
５．活度，误差
四、简答题（每小题10分，共20分）
1.解：原子吸收法中的原子化器主要有火焰原子化器和无火焰原子化器两种（１０分）
2.解：（１）内标元素可以选择基体元素，或另外加入，含量固定；（３分）（２）内标元素与待测
元素应具有相近的蒸发特性；（２分）（３）分析线对应匹配，同为原子线或离子线，且激发电位相近（谱线靠近），形成“匀称线对”；（３分）（４）强度相差不大，无相邻谱线干扰，无自吸或自吸小。（２分）
五、计算题（每小题10分，共40分）
１．解：pH x =pH s + (E x - E S)/0.059 = 6.52+(0.458-0.324)/0.059=8.79 (10分)
２．解：Zn的析出电位为：E(Zn2+/Zn) =E o(Zn2+/Zn) + (0.059/2) ×lg[Zn2+] + ηZn
= -0.763 +(0.059/2)×lg1.000×10-2 + 0 = -0.822V (4分 )
若要使电极上只析出锌而不析出氢，则必须满足E(Zn2+/Zn) > E(H2) (2 分)
氢析出电位为：E(H+/H2) = E o(H+/H2) +(0.059/2)×lg[H+]2 + ηH2(Cu)
=0 + (0.059/2)×lg[H+]2 -0.40=-0.059pH -0.40 (2分)
-0.822>-0.059pH -0.40 pH > 7.20 (2分)
３．解：根据极谱波方程式，E de = (E1/2)c + (RT/nF)ln[(i d-i)/i] (3分)
可得：n = 0.059/[(E1/2)c–E de]lg[i/(i d-i)] （２分）
将已知条件代入上式得：n=0.059/[-0.750-(-0.726)]lg[6.00/(44.8-6.00)] = - 2.46lg 0.155=2
4.解：α = K B/K A =9.3/7.6 =1.2 (1分) k B = K B/β = 9.3/90 = 0.10 (1分)
由基本方程式可推倒出使这两种组分达到某一分离度时，所需的理论塔板数：
n B=16R2[α/(α-1]]2[(1+k B)/k B]2 = 16×12×[1.22/(1.22-1)]2[(1+0.10)/0.10]2
=16×36×121=69696（块）（６分）
因为计算出的塔板数比较大，一般填充柱不可能达到，所以在上述条件下，A,B不能分离。（２分）
化学与化学工程学院
化学教育专业《仪器分析》期末考试试题(E卷)
班级：学号：考试日期：成绩：
一、单项选择题（每小题1分，共15分）
1．在一定柱长条件下, 某一组分色谱峰的宽窄主要取决于组分在色谱柱中的( )
A: 保留值B: 扩散速度C: 分配系数D: 容量因子
2. 衡量色谱柱选择性的指标是( )
A: 理论塔板数B: 容量因子C: 相对保留值D: 分配系数
3. 不同类型的有机化合物, 在极性吸附剂上的保留顺序是( )
A: 饱和烃、烯烃、芳烃、醚B: 醚、烯烃、芳烃、饱和烃
C: 烯烃、醚、饱和烃、芳烃D: 醚、芳烃、烯烃、饱和烃
4．在正相色谱中，若适当增大流动相极性, 则：（）
A:样品的k降低，t R降低B: 样品的k增加，t R增加
C: 相邻组分的α增加D: 对α基本无影响
5．在发射光谱中进行谱线检查时，通常采取与标准光谱比较的方法来确定谱线位置，通常作为标准的是（）A: 铁谱B: 铜谱C: 碳谱D: 氢谱
6．不能采用原子发射光谱分析的物质是（）
A: 碱金属和碱土金属B: 稀土金属C: 有机物和大部分的非金属元素
D: 过渡金属
7. 严重影响经典极谱分析检测下限的因素是（）
A: 电解电流B: 扩散电流C: 极限电流D: 充电电流
8. 氢化物原子化法和冷原子原子化法可分别测定（）
A: 碱金属元素和稀土元素B: 碱金属和碱土金属元素C: Hg和As D: As和Hg
9. 铜离子选择性电极测定含Cu2+、Cu(NH3)22+、Cu(NH3)42+的溶液，测得的活度为（）的活度。
A: Cu2+B: Cu(NH3)22+C: Cu(NH3)42+D: 三种离子之和
10. 若在溶液中含有下列浓度的离子，以Pt为电极进行电解，首先在阴极上析出的是（）
A: 2.000mol.L-1Cu2+ (E0=0.337V) B: 1.000×10-2mol.L-1Ag+ (E0=0.799V)
C: 1.000mol.L-1Pb2+ (E0=-0.18V) D: 0.100mol.L-1Zn2+ (E0=-0.763V)
11. 下列因素（）不是引起库仑滴定法误差的原因。
A: 电解过程中电流效率低于100% B: 电流没有恒定，且测定电流有误差
C: 测量时间的误差D: 由于电解液体积测量不准确引起的误差
12. 扩散电流的大小与汞柱高度的关系为（）
A: i d∝h1/2B: i d∝h C: i d∝h2 D: i d∝h1/3
13. 消除迁移电流的方法是（）
A: 在溶液中加入大量的支持电解质B: 在溶液中加入Na2CO3
C: 在溶液中加入明胶等非离子型表面活性剂D: 在溶液中加入掩蔽剂
14. 空心阴极灯为下列哪种分析方法的光源（）
A: 原子荧光法B: 紫外-可见吸收光谱法C: 原子发射光谱法D: 原子吸收光谱法
15. 在0.08mol.L-1NaOH溶液中，用悬汞电极阴极溶出伏安法测定S2-, 于一定电位下电解富集，然
后溶出。其富集和溶出阶段的电极反应为（）
A: 富集：HgS+2e = Hg + S2-; 溶出: Hg + S2-= HgS + 2e
B: 富集：Hg + S2- = HgS + 2e; 溶出: HgS +2e = Hg + S2-
C: 富集：Hg + S2- = HgS + 2e; 溶出: HgS = Hg2+ + S+ 2e
D: 富集：S2- +6OH- = SO32- + +3H2O +6e; 溶出: SO32- +3H2O +6e = S2- +6OH-
二、问答题（每小题5分，共35分）
1.当下述参数改变时: (1)增大分配比, (2) 流动相速度增加, (3)减小相比, (4) 提高柱温, 是否会
使色谱峰变窄? 为什么?
2．在液相色谱法中，为什么可分为正相色谱和反相色谱？各有什么含义？
3．什么是指示电极和参比电极，试举例说明。
4．在双指示电极安培滴定中，如用I2标准溶液滴定S2O32-标准溶液，试绘出滴定曲线示意图，并说明之。
5．库仑分析法的基本依据是什么？为什么说电流效率是库仑分析的关键问题？在库仑分析中用什么方法保证电流效率达到100%？
6. 何谓元素的共振线、灵敏线、最后线、分析线，它们之间有何联系？
7．在原子吸收分光光度法中能否用氢灯和钨灯作光源？为什么？
三、判断下列各题是否正确，正确的在括号中打“√”，错误的打“×”（每小题1分，共10分）1．对于不可逆极谱波，其电极反应速度很快，比电活性物质从溶液向电极表面扩散的速度要快得多（）
2．配离子的半波电位比简单离子的要负，且配离子越稳定，即K稳越大或配合剂的浓度越大，则半波电位就越负（）
3．采用色谱归一化法定量的基础是试样中所有组分都出峰（）
4．气液色谱的分离机理是基于组分在两相间反复多次的吸附与脱附，气固色谱分离是基于组分在两相间反复多次的分配（）
5．液相色谱中引起色谱峰扩展的主要原因是分子扩散项（）
6．在原子发射光谱中，自吸现象与待测元素的浓度有关，浓度越低，自吸越严重（）7．在原子吸收光谱中，实现峰值吸收的条件之一是发射线的中心频率与吸收线的中心频率一致（）
8．阳极溶出伏安法的优点是灵敏度高，这主要是由于经过预先长时间的电解富集，使在电极表面上被测量的浓度增大，从而提高了灵敏度（）
9．库仑分析法以分析过程中所消耗的滴定剂的体积来确定被测物质的含量（）
10.氯、溴、碘离子选择电极的检测下限由低到高的顺序为I- > Br- > Cl-（）
四、计算题（1,2,3题每小题12分，4小题4分，共40分）
1．（12分）在一只3.0米的色谱柱上, 分离一个样品的结果如下图:
计算: (1) 两组分的调整保留时间t’R(1) 及t’R(2);
(2) 用组分2计算色谱柱的有效塔板数n有效及有效塔板高度H有效;
(3) 两组分的容量因子k1及k2;
(4) 两组分的分离度;
2. （12分）设溶液中pBr = 2, pCl =1. 如用溴离子选择性电极测定Br-离子活度, 将产生多大误差?
已知电极的选择性系数K Br-, Cl-=5×10-3.
3. （12分0用原子吸收分光光度法测定某试样中的Pb2+浓度, 取5.00mL未知Pb2+试液, 置于50mL
容量瓶中, 稀释至刻度, 测得吸光度为0.275. 另取5.00 mL未知液和2.00mL50.0×10-6mol.L-1的Pb2+标准溶液, 也放入50mL容量瓶中稀释至刻度, 测得吸光度为0.650. 试问未知液中Pb2+浓度是多少?
4. （4分）某金属离子在盐酸介质中能产生一可逆的极谱还原波。分析测得其极限扩散电流为
44.8uA，半波电位为-0.750V，电极电位-0.726V处对应的扩散电流为6.000uA。试求该金属离子
的电极反应电子数。
化学教育专业《仪器分析》期末考试试题答案(E卷)
一、选择题（每小题1分，共15分）
1.B;
2.C;
3.A;
4.A;
5.A;
6.C;
7.D;
8.D;
9.A;10.B;11.D;12.A;13.A;14.D;15.B
二、问答题
1．(1)保留时间延长,峰形变宽
(2)保留时间缩短,峰形变窄
(3)保留时间延长,峰形变宽
(4)保留时间缩短,峰形变窄（5分）
2．采用正相及反相色谱是为了降低固定液在流动相中的溶解度从而避免固定液的流失。
当使用亲水性固定液时常采用疏水性流动相，即流动相的极性小于固定液的极性，称为正相液液色谱；反之，若流动相的极性大于固定相的极性则称为反相液液色谱。（5分）
3．指示电极:用来指示溶液中离子活度变化的电极,其电极电位值随溶液中离子活度的变化而变化,在一定的测量条件下,当溶液中离子活度一定时,指示电极的电极电位为常数.例如测定溶液pH时,可以使用玻璃电极作为指示电极,玻璃电极的膜电位与溶液pH成线性关系,可以指示溶液酸度的变化.（2.5分）
参比电极:在进行电位测定时,是通过测定原电池电动势来进行的,电动势的变化要体现指示电极电位的变化,因此需要采用一个电极电位恒定,不随溶液中待测离子活度或浓度变化而变化的电极作为基准,这样的电极就称为参比电极.例如,测定溶液pH时,通常用饱和甘汞电极作为参比电极.(2.5分)
4.如下图所示，B点为滴定终点。AB段为完全不可逆电对，BC段电对的可逆性开始增加。
(5分)
5．根据法拉第电解定律，在电极上发生反应的物质的质量与通过该体系的电量成正比，因此可以通过测量电解时通过的电量来计算反应物质的质量，这即为库仑分析法的基本原理。(2分) 由于在库仑分析法中是根据通过体系的电量与反应物质之间的定量关系来计算反应物质的质量的，因此必须保证电流效率100%地用于反应物的单纯电极反应。(1分)
可以通过控制电位库仑分析和恒电流库仑滴定两种方式保证电流效率达到100%。(2分)
6．由激发态向基态跃迁所发射的谱线称为共振线(resonance line)。共振线具有最小的激发电位，因此最容易被激发，为该元素最强的谱线。(1分)
灵敏线(sensitive line) 是元素激发电位低、强度较大的谱线，多是共振线(resonance line)。(1分) 最后线(last line) 是指当样品中某元素的含量逐渐减少时，最后仍能观察到的几条谱线。它也是该元素的最灵敏线。(1分)
进行分析时所使用的谱线称为分析线(analytical line)。(1分)
由于共振线是最强的谱线，所以在没有其它谱线干扰的情况下，通常选择共振线作为分析线。(1分)
7．不能(2分)，因为原子吸收线的半宽度很小，在现有的技术条件下，只能通过测定峰值吸收
来代替积分吸收，使用发射线半宽度很小，小于吸收线半宽度的锐线光源，而氢灯和钨灯发射的是连续带状光谱，所以不能作为原子吸收的光源使用。(3分)
三、判断题（每小题1分，共10分）
1.X;
2. √;
3. √;
4.X;
5.X;
6.X;
7. √;
8. √;
9.X; 10.X
四、计算题
1．(1)t ’R(1)=14 .0-1.0=13.0min t ’R(2) = 18.0-1.0=17.0min （3分）
(2) n 有效= 16(t ’R(2)/Y 2)2 =16×(17/1.0)2 = 4624(块)
H 有效=L/n 有效=3.0×103/4624=0.65mm (3分)
(3) k1=t ’R /t M = 13.0/1.0=13
k2=t ’R /t ’M = 17.0/1.0=16 (3分)
(4) R=[t R(2) – t R(1)]/0.5(Y 1+Y 2)=(18.0-14.0)/1.0= 4.0 (3分)
或：R=SQR(n)/4×(α-1)/α×k2/(k2+1)=SQR(n)/4×(t R(2)-t R(1))/t R(2)
因为：n=16×(t R /Y)2=16×(18/1.0)2=5184
所以： R=SQR(5184)/4×(18-14)/18=4.0
2. 已知
(8分)
将有关已知条件代入上式得:
E% = 5×10-3 ×10-1/10-2 ×100% = 5 % (4分)
3. 设未知液中铅离子浓度为Cx, 则:
Ax = K Cx ×5.00/50.00=0.1KCx = 0.275
同理: A 0 = KC ’x = K (5.00×Cx + 50.0×10-6×2.00)/50.00= 0.1KCx + 2×10-6K = 0.650
（8分）
Ao-Ax=0.650-0.275=0.375=2×10-6K K = 1.875×105
Cx=1.47×10-5mol.L -1 (4分)
4．根据极谱波方程式：
i i
i nF RT E E d c de -+=ln )(/21 (7分) %
%/,100??=i
n n j
j i a a
K j
i 相对误差