仪器分析习题(共84页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上仪器分析习题选编湖南人文科技学院化学实验教学中心2010年3月6日第1章 原子光谱分析法4.3.1原子发射光谱分析法一、选择题1原子发射光谱是由下列哪种跃迁产生的？ (B )A. 电热能使气态原子内层电子激发B. 电热能使气态原子外层电子激发C. 辐射能使气态原子内层电子激发D. 辐射能使气态原子外层电子激发2 原子发射光谱仪中光源的作用是 (D )A. 得到特定波长和强度的锐线光谱B. 将试样中的杂质除去，消除干扰C. 提供足够能量使试样灰化D. 提供足够能量使被测元素蒸发解离、原子化和激发3 发射光谱法定性分析矿物粉末中微量Ag、Cu时，应采用的光源是 ( A )

2、A. 直流电弧光源 B. 低压交流电弧光源C. 高压火花光源 D. 电感耦合等离子体光源4 用原子发射光谱法直接分析海水中重金属元素时，应采用的光源是 (D)A. 直流电弧光源 B. 低压交流电弧光源C. 高压火花光源 D. 电感耦合等离子体5 发射光谱分析中，具有干扰小、精度高、灵敏度高和宽线性范围的激发光源是 (D)A. 直流电弧光源 B. 低压交流电弧光源C. 高压火花光源 D. 电感耦合等离子体6发射光谱摄谱仪的检测器是 (A)A. 感光板 B. 暗箱 D. 光电倍增管 C. 硒光电池7 用发射光谱进行定量分析时，乳剂特性曲线的斜率较大，说明 (B)A. 惰延量大 B. 反衬度大 D.

3、 反衬度小 C. 展度大8 摄谱法原子光谱定量分析的依据是 (C )A. I N基 B. S lgN D. S lgc C. I lgc9 在发射光谱定量分析中下列选用的“分析线对”正确的是 (A )A. 波长和激发电位都应接近 B. 波长和激发电位都不一定接近D. 波长要接近，激发电位可以不接近 C. 波长不一定接近，但激发电位要相近10 测量光谱线的黑度可以用(C )A. 摄谱仪 B. 映谱仪 C. 测微光度计 D. 比长计二、 填空题1发射光谱是指物质的分子、原子或离子受到外界能量（电能、热能、化学能）的 激发而产生的光谱。吸收光谱则是由物质 吸收 光源辐射而产生的光谱。2物质发射的光谱

4、有线状光谱、带状光谱和连续光谱三种。线状光谱是由物质的 气态原子或离子受激发 而产生的，又称为 原子光谱或离子光谱 。带状光谱是由 气态分子受激发 而产生的，又称 分子光谱 。连续光谱是由 炽热的固体或流体 发射的，各种波长 连续不断 ， 分不出明显 的光谱线条。3 第一共振线是发射光谱的最灵敏线，它是由 第一激发态 跃迁至 基态 时产生的辐射，由于谱线强度大，常用作 分析线 。4 原子在高温下被激发而发射某一波长的辐射，周围温度较低的同种原子(包括低能级原子或基态原子)会吸收这一波长的辐射而使谱线强度 降低 的现象称为 自吸 。自吸严重的谱线使其从中央下陷而一分为二，则称为谱线的 自蚀 。5

5、 电感耦合等离子体光源具有 检出限低 、 基体效应小 、 线性范围宽 、稳定性好 、 精密度高 、准确度高 等优点 ，它主要由 高频发生器 、 等离子炬管 、 雾化器 等三部分组成。6 原子发射光谱仪中，低压交流电弧、高压火花等激发光源中的激发过程主要是 高速 、热运动的粒子 激发，它是由 碰撞 _引起的 。7 原子发射光谱中，背景的来源有 分子激发产生的带光谱 、 炽热固体 及 离子电子复合时产生的连续光谱 、 其它元素的原子 或 离子光谱对分析线的覆盖 及光谱仪产生的 杂散光 。8 原子发射光谱法定性分析的依据是 各种元素的原子核外层电子基态与激发态之间的能级差（E）大小不同， 当受激跃迁

6、时， 不同的原子将产生各自的 特征光谱线及线组，以此判断该 元素 是否存在。9 在原子发射光谱分析的元素波长表中， Li670.785nm表示 Li的670.785 nm的原子线 ；Be313.034 nm表示 Be的313.042的一级离子线 。10 用原子发射光谱进行定性分析时，识别谱线的主要方法有 铁谱比较法 、 标准试样光谱比较法。铁谱的作用是 以元素光谱图中的铁光谱线为波长标尺，可为查找谱线时作对照用 。对被检测的元素一般只需找出 23根_灵敏线即可判断该元素是否存在 。11 衡量摄谱仪的性质，可根据 色散率、分辨率和集光本领 等三个光学特性指标来表征。摄谱仪所具有的能正确分辨出相邻

7、两条谱线的能力，称为 分辨率 。把不同波长的辐射能分散开的能力，称为 色散率 。12 在进行光谱定性全分析时，狭缝宽度宜 窄 ，目的是保证有一定的 分辨率 ，来减少谱线间重叠 干扰。而进行定量分析时，狭缝宽度宜 宽 ，目的是保证有一定的 照度 ，来提高 谱线强度 。13 在谱线强度与浓度的关系式 Iacb中,b表示与 自吸 有关的常数，当b0时，表示 I与c无关 ； 当c值较大时，b值 E振动E转动 B. E电子E转动E振动C. E转动E电子E振动 D. E振动E转动E电子4 符合朗伯-比尔定律的一有色溶液，当有色物质的浓度增加时，最大吸收波长和吸光度分别是 (C ) A. 增加、不变 B.

8、减少、不变C. 不变、增加 D. 不变、减少5 吸光度与透射比的关系是 (B )A. B. C. A = lgT D. 6 一有色溶液符合比尔定律，当浓度为c时，透射比为T0，若浓度增大一倍时，透光率的对数为 (D ) A. 2TO B. C. D. 2lgT07 相同质量的Fe3+和Cd2+ 各用一种显色剂在相同体积溶液中显色，用分光光度法测定，前者用2cm比色皿，后者用1cm比色皿，测得的吸光度值相同，则两者配合物的摩尔吸光系数为 (C ) 已知：Ar(Fe) = 55.85，Ar(Cd) =112.4A. B. C. D.8 用实验方法测定某金属配合物的摩尔吸收系数，测定值的大小决定于

9、(C ) A. 入射光强度 B. 比色皿厚度 C. 配合物的稳定性 D. 配合物的浓度9 以下说法正确的是 (A ) A. 吸光度A随浓度增大而增大 B. 摩尔吸光系数 随浓度增大而增大C. 透光率T随浓度增大而增大 D. 透光率T随比色皿加厚而增大10 下列表述中的错误是 (A ) A. 比色法又称分光光度法B. 透射光与吸收光互为补色光，黄色和蓝色互为补色光C. 公式中，称为摩尔吸光系数，其数值愈大，反应愈灵敏D. 吸收峰随浓度增加而增大，但最大吸收波长不变11 吸光光度分析中比较适宜的吸光度范围是 (C ) A. 0.10.5 B. 0.11.2 C. 0.20.8 D. 0.21.51

10、2 若显色剂无色，而被测溶液中存在其它有色离子干扰，在分光光度法分析中，应采用的参比溶液是 (D )A. 蒸馏水 B. 显色剂C. 试剂空白溶液 D. 不加显色剂的被测溶液13 采用差示吸光光度法测定高含量组分时，选用的参比溶液的浓度cs与待测溶液浓度cx的关系是 (D )A. cs =0 B. cs = cx C. cs cx D. cs稍低于cx14 桑德尔灵敏度S与摩尔吸光系数的关系是 (A )A. B. C. D. 15下列因素对朗伯-比尔定律不产生偏差的是 (A )A. 改变吸收光程长度 B. 溶质的离解作用C. 溶液的折射指数增加 D. 杂散光进入检测器二、填空题1吸光光度法进行定

11、量分析的依据是_朗伯-比耳定律 ， 用公式表示为_ A= ebc ，式中各项符号各表示： A为吸光度，b为吸收介质厚度，为摩尔吸光系数，c为吸光物质的浓度 。 2 一有色溶液对某波长光的吸收遵守比尔定律。当选用2.0 cm的比色皿时，测得透光率为T，若改用1.0 cm的吸收池，则透光率应为 T 1/ 2 。3 一有色溶液符合朗伯比尔定律，当使用1cm比色皿进行测量时，测得透光率为80%，若使用5 cm的比色皿，其透光率为 32.7% 。4 朗伯-比尔定律的吸光系数(a)和摩尔吸光系数()值的单位各是_L g-1 cm-1_和 _L mol-1 cm-1 _。 5 某金属离子M与试剂R形成一有色

12、络合物MR，若溶液中M的浓度为1.0 10-4 mol.L-1，用1 cm比色皿于波长525 nm处测得吸光度A为0.400，此络合物在525 nm处的摩尔吸光系数为 4.0103 L mol-1 cm-1 。6 桑德尔灵敏度(S)表示的是A = 0.001时，单位截面积光程所能检测出的吸光物质的最低含量，单位是g cm - 2。用双硫腙光度法测Cd2+时，已知520 = 8.8104 L mol-1 cm-1，其桑德尔灵敏度S为_ 1.310-3 mg cm-1 _。已知：Ar(Cd) = 112.47 在分光光度法中, 以 吸光度 为纵坐标, 以 波长 为横坐标作图, 可得 光吸收曲线 。

13、8 用分光光度法中以 浓度 为横坐标，以 吸光度 为纵坐标作图，可得 标准曲线 。9 光度分析法中，引起偏离比尔定律的原因主要有非单色光 和化学因素。10 有色溶剂对光有选择性的吸收，为了使测定结果有较高的灵敏度，测定时选择吸收的波长应在 max 处，有时选择肩峰为测量波长是因为在 max处有吸收干扰 。三、问答题1 浓度为3.0104mol L-1的KMnO4和K2Cr2O7溶液，分别在0.5 mol L-1的H2SO4和 0.5 mol L-1的H3PO4介质中，用1.00 cm吸收池绘制光吸收曲线如图所示，根据吸收曲线的形状回答下列问题：(实线表示KmnO4，虚线表示K2Cr2O7 )(

14、1) 已知KMnO4在max为520 nm、550 nm处的的吸光度A = 0.74，计算 对应的。(2) 当改变KMnO4的浓度时, 吸收曲线有何变化?为什么?( 3) 若在KMnO4和K2Cr2O7的混合溶液中测定KMnO4的浓度，应选择的工作波长是多少?(4)若在KMnO4和K2Cr2O7的混合溶液中测定K2Cr2O7的浓度，可采用什么方法?答： (1) 已知在520 nm和550 nm处KMnO4的A = 0.74，所以（Lmol-1cm-1）(2) 对于一特定化合物，其吸收曲线是一特征曲线，当KMnO4浓度改变时，吸收曲线无变化，其最大吸收波长max仍为520 nm和550 nm，但

15、对应的吸光度值A有变化，浓度增大，A值增大，浓度减小，A值减小。(3) 应选550为好，此时K2Cr2O7无干扰。(4) 联立方程式法：先由纯KMnO4和K2Cr2O7分别求出它们的、值；根据550 处测得的A550，求出： 再在350 处根据实验测得的A350， 等吸收点法找出等吸光点，由550处可知KMnO4浓度，由此求出等吸光点处的，再得K2Cr2O7的浓度。 用双波长分光光度法由图中找出1及2(在1与2 处KMnO4有相同的A值)可得K2Cr2O7的浓度。DA = A1 A2, 2示差分光光度法的原理是什么？为什么它能提高光度分析法的准确度？答：用示差分光光度法测定时, 选择一个与被测

16、试液组分一致, 浓度稍低的溶液为参比, 用其调零点或T=100%，然后进行试样中常量组分的测定。根据光吸收定律，设参比液浓度cs，试液浓度cx ， cx cs ，则As=csb ，Ax=cxb，所以A=Ax - As =cb ，由此可知，测得吸光度是被测试液与参比液吸光度的差值。示差分光光度法中由于用cs调T=100%，放大了读数标尺，从而提高了测量准确度。3 吸光光度分析中选择测定波长的原则是什么？某同学实验测得一种有色物质的吸收光谱图如下, 你认为选择哪一种波长进行测定比较合适？为什么？。答：测定波长选择是否正确对吸光光度分析的灵敏度、准确度和选择性均有影响，正确选择测定波长的原则是 “吸

17、收最大，干扰最小”，以提高测定的准确性。在本实验条件下，由于无干扰元素共存，原则上应选用 A 曲线中吸光度最大处的波长进行测定。但图中1处，A在很窄的波长范围内随的变化改变很大，此工作条件难于控制准确一致，将会影响测定结果的精密度和准确度。若采用2处波长进行测定，易于控制工作条件，可减小测量误差。4 紫外及可见分光光度计的单色器置于吸收池的前面, 而原子吸收分光光度计的单色器置于吸收池的后面。为什么两者的单色器的位置不同? 答：紫外及可见分光光度计的单色器是将光源发出的连续辐射色散为单色光, 然后经狭缝进入试样池。 原子吸收分光光度计的光源是半宽度很窄的锐线光源, 其单色器的作用主要是将要测量

18、的共振线与干扰谱线分开。5 化合物中CH3Cl在172 nm有吸收带，而CH3I的吸收带在258 nm处，CH3Br 的吸收带在204 nm ，三种化合物的吸收带对应的是什么跃迁类型？为什么这类化合物的吸收波长是CH3Cl CH3Br CH3I ？答：三种化合物的吸收带对应的跃迁类型是。化合物的吸收波长CH3Cl CH3Br CH3I的原因是原子的电负性不同：原子的电负性强，对电子控制牢，激发电子所需的能量大，吸收光的波长短；反之，原子的电负性弱，吸收光的波长向长波方向移动。由于卤素原子的电负性是Cl Br I，所以化合物的吸收波长CH3Cl CH3Br CH3I 。6 共轭二烯在己烷溶剂中

19、max219 nm。如果溶剂改用己醇时， max比219 nm大还是小? 为什么？答max219 nm大。大多数会发生* 跃迁的分子，其激发态的极性总是比基态的极性大。因而，激发态与极性溶剂发生作用所降低的能量也大，也就是说，在极性溶剂作用下，基态与激发态之间的能量差别小，因而吸收光谱的 max产生红移。由于己醇比己烷的极性更大，在已醇中* 态比态( 基态 )更稳定, 从而 * 跃迁吸收将向长波方向移动。7 今有两种溶液：苯的环己烷溶液和甲苯环己烷溶液。已知苯和甲苯在紫外光区均有吸收峰。若测得溶液1的吸收峰为261 nm，溶液2 的吸收峰为256 nm ，试判断溶液1和溶液2分别是上述哪种溶液

20、，并说明其道理? 答：溶液1为甲苯，溶液2为苯。因为CH3取代，则CH键的电子与共轭体系中的电子产生重叠，使电子活动范围扩大，形成超共轭效应，跃迁能量降低，使吸收波长红移，所以甲苯的吸收波长比苯要长。8 通常有机化合物异构体中，反式异构体的紫外-可见最大吸收波长比顺式的长 ，摩尔吸收系数要大。请以二苯乙烯为例解释。答：这是空间效应对共轭体系的影响。二苯乙烯有顺反两种结构：这两种异构体的空间排列方式不同，吸收光谱也不同。顺式异构体两个苯环在双键的一边，由于空间阻碍，影响了两个苯环与烯的碳碳双键共平面，吸收波长 max短，小；反式异构体的两个苯环可以与烯的碳碳双键共平面，形成大共轭体系，吸收波长

21、max在较长的方向，也增大。9 试述如何利用紫外吸收光谱区分以下四种化合物。答：(1) 只含一个双键，吸收波长最短。(2) 是同环共轭双键，吸收波长最长。(3)、(4) 都是异环共轭双键，吸收波长较 (1) 长，较 (2) 短。其中(3) 只有三个取代基和一个环外双键， (4)有 4 个取代基和 2 个环外双键；因此4 3 吸收波长24 3 1所以，根据它们紫外吸收光谱的吸收峰波长可区分为这四种化合物。四、计算题1 一有色溶液符合朗伯比尔定律，当使用2 cm比色皿进行测量时，测得透光率为60%，若使用1 cm或5 cm的比色皿，T及A各为多少？解：根据A = lgT = K b c对于同一溶液

22、，K和c是恒定值，所以 当使用1cm比色皿时， A = 0.111 T = 77.5%当使用5cm比色皿时， A = 0.555 T = 27.9%2 用邻二氮菲分光光度法测Fe 2+，移取0.0200 mg mL-1标准铁溶液6.00 mL于50 mL容量瓶中，加入邻二氮菲及条件试剂，用水稀释至刻度。用1 cm比色皿于510 nm 处测得该溶液的吸光度为0.488，计算吸光系数、摩尔吸光系数和桑德尔灵敏度S 。已知：Ar(Fe) =55.85解：根据A = lgT = K b c，则，所以( L g -1 cm-1) ( L mol -1 cm-1)(g cm - 2 )3 用磺基水杨酸法测定微量铁时。首先称取0.2160 g NH4Fe (SO4)212H2O 溶于少量水中，并定量转