武汉大学20052006学年度第一学期仪器分析期末考试试卷B及答案武汉大学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？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:5.00 cm 2、9.00 cm 2、4.00 cm 2和7.00cm 2, 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5.0 min, 死时间为1.0 min ，固定相体积为2.0 mL,柱出口载气流速为50 mL/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 W 1/2,A = 1.5mm 和 W 1/2,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 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？CH 3-CH=C CH 2CN CN NC-CH=CCH 2CN CH 3武汉大学2005-2006学年度《仪器分析》期末考试试卷（B）答案一、选择题1-5 adddc 6-10 bcbab二、填空（每空1分，共30分，答在空白处）单晶片制成的氟离子选择电极, 晶体中 F-是电荷的传递者,1．由LaF3是La3+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？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:5.00 cm 2、9.00 cm 2、4.00 cm 2和7.00cm 2, 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 W i = ( f i ’ A i ) / (Σf i ’ A i )化合物 f i ’ A i 质量分数乙醇 5.00×0.64 0.18庚烷 9.00×0.70 0.35苯 4.00×0.78 0.17乙酸乙酯 7.00×0.79 0.31Σf i ’ A i = 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 -0.058 pH+0.0435 = E -0.058×5 (1)+0.0145 = E -0.058 pH (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5.0 min, 死时间为1.0 min ，固定相体积为2.0mL, 柱出口载气流速为50 mL/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 50 ml ； （3）分配系数 100； （4）保留体积 250 ml4．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 W 1/2,A = 1.5mm 和 W 1/2,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αA ,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：t R 'A 198(1) n 有效= 5.54 (────)2 = 5.54×( ───────── )2 = 2681W 1/2,A (1.5×3600)/600H 有效 = L /n = (1.8×103)/(2681) = 0.67 mm R=1.18(198-182)/3.5/(600/3600)=0.899αA ,B = t R 'A /t R 'B = 198/182 = 1.08(2) n 有效’ = 16R 2[α /(α -1)]2 = 16×1.52×(1.088/0.088)2 = 5503L ’= n 有效’·H 有效 = 5503×0.67 ≈ 3.69 m需延长 3.7-1.8 = 1.9 m注：为什么？底宽不同可用吗？不可用，如果底都为1.5mm 话，这样可以。