华中师范大学等六校合编《分析化学》(第4版)(下册)配套题库-课后习题-极谱法与伏安法【圣才出品】

第五章原子吸收光谱法与原子荧光光谱法一、选择题1．原子吸收光谱是（）。

[中山大学2016研]A．分子的振动、转动能级跃迁时对光的选择吸收产生的B．基态原子吸收了特征辐射跃迁到激发态后又回到基态时所产生的C．分子的电子吸收特征辐射后跃迁到激发态所产生的D．基态原子吸收特征辐射后跃迁到激发态所产生的【答案】D【解析】根据原子结构理论，当基态原子吸收了一定辐射能后，基态原子被激发跃迁到不同的较高能态，产生原子吸收光谱。

2．在原子吸收法中，能够导致谱线峰值产生位移和轮廓不对称的变宽的是（）。

[中山大学2016研]A．热变宽B．压力变宽C．自吸变宽D．场致变宽【答案】B3．在原子吸收光谱分析中，若组分较复杂且被测组分含量较低时，为了简便准确地进行分析，最好选择何种方法进行分析？（）[安徽师范大学2016研]A．工作曲线法B．内标法C．标准加入法D．间接测定法【答案】C【解析】在原子吸收光谱分析中，当组分较复杂且被测组分含量较低时，应该采用标准加入法进行定量分析，可消除基体干扰和某些化学干扰。

4．在原子吸收光谱分析中，使吸光值减少的是（）。

[浙江工业大学2016研]A．分子吸收B．光散射C．电离干扰D．背景吸收【答案】C【解析】电离干扰是由于原子在火焰中电离而引起的效应。

分析元素在火焰中形成自由原子之后又发生电离，使基态原子数目减少，导致测定吸收光度值降低5．原子吸收光谱是（）。

[中山大学2016研]A．分子的振动、转动能级跃迁时对光的选择吸收产生的B．基态原子吸收了特征辐射跃迁到激发态后又回到基态时所产生的C．分子的电子吸收特征辐射后跃迁到激发态所产生的D．基态原子吸收特征辐射后跃迁到激发态所产生的【答案】D6．石墨炉原子吸收法与火焰法相比，其优点是（）。

[江西理工大学2016研]A．灵敏度高B．重现性好C．分析速度快D．背景吸收小【答案】A7．原子荧光的检测器应该是（）。

[温州大学2016研]A．硒光电池B．光电管C．无极放电灯D．光电倍增管【答案】D8．在原子吸收分析中，过大的灯电流除了产生光谱干扰外，还使发射共振线的谱线轮廓变宽。

第十五章色谱法导论一、选择题1．气液色谱中，下列哪个条件的变化不影响两个组分的分离度？（）[华南理工大学2016研]A．改用更灵敏的检测器B．增加柱长C．较慢的进样D．改变载气的性质【答案】A【解析】BCD三项都和色谱柱的分离效率有直接关系。

2．塔板理论不能用于（）。

[中山大学2016研]A．塔板数计算B．塔板高度计算C．解释色谱流出曲线的形状D．解释色谱流出曲线的宽度与哪些因素有关【答案】D【解析】塔板理论导出了色谱流出曲线方程，成功地解释了流出曲线的形状、浓度极大点的位置，能够评价色谱柱柱效，进而说明正常峰的峰高，可用于定量分析和提高柱效能提高色谱分析的灵敏度。

3．植物学家茨维持在研究植物色素的成分时采用的色谱方法属于（）。

[江西理工大学2016研]A．气－固色谱B．液－液色谱C．液－固色谱D．气－液色谱【答案】C【解析】1906年，俄国植物学家Tswett把碳酸钙装在一根玻璃管中，将植物叶子的石油醚提取液倒入管内，然后加入石油醚自上而下淋洗，随着淋洗的进行，试样中各种色素向下移动的速率不同，逐渐形成一圈圈的连续色带，然后按谱带的颜色进行鉴定分析。

其中管内的碳酸钙填充物为固定相，淋洗液为流动相，色谱方法属于液－固色谱。

4．同时涉及色谱过程热力学和动力学因素的参数是（）。

[江西理工大学2016研] A．分配比B．分离度C．相对保留值D．分配系数【答案】B5．根据范弟姆特方程式，在高流速情况下，影响柱效因素的主要是（）。

[苏州大学2014研]A．传质阻力B．纵向扩散C．涡流扩散D．柱弯曲因子【答案】A【解析】流动相传质阻力是由于组分分子进入色谱柱后，靠近固定相颗粒的部分分子，受到的阻力大于流束中央的分子，流动速率较慢，而流束中央的分子流动较快，从而引起峰的扩张，故流动相传质阻力即是组分在流动相及两相界面间进行交换传质的阻力。

6．下列关于色谱流出曲线的描述，正确的是（）。

[华南理工大学2014研]A．根据色谱峰的保留值和区域宽度可以评价色谱柱的分离效率B．根据色谱峰的保留值可以进行定量分析C．根据色谱峰个数，可以判断出样品所含组分的数目D．通过两个色谱峰是距离可以评价固定相（流动相）的选择是否合适【答案】B【解析】利用已知物保留值对照定性用已知物质与未知样对照定性，是气相色谱分析中最可靠的定性方法。

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第二章仪器分析数据处理方法
1．已知某一混合物中包含N 个组分，且其包含的各个组分的纯物质谱x n （n＝1，2，…，N）已知，若测得该系列混合物在L 个分析通道处获得的分析信号为Y，设分析信号y＝（y 1，y 2，…，y N ）与样本中各组分的浓度c＝（c 1，c 2，…，c
N ）服从以下关系：
试估计该混合物中各组分的浓度（写出计算式）。

解：由教材（24页）公式可得：
y＝xc＋e
略掉误差项，则有
y≈xc c 的求解可通过求矩阵伪逆而获得，其过程如下：
≈（x t x）－1x t y
式中x t x 为满秩的方阵，（x t x）－1x t 也称为矩阵x 的广义逆x
＋，为c 的估计值。

2．对于某一分析对象，其中包含的组分数N 未知，现采集了J 个试样，并在I 个分析通道上进行了分析量测，得到分析信号阵X，如何估计体系中组分数N？
解：略。

第十三章电解与库仑分析法一、选择题1．库仑分析法与一般的滴定分析相比，其特点是（）。

[西北大学2014研]A．需要标准物质进行滴定剂的校准B．很难使用不稳定的滴定剂C．测量精度相近D．不需要准备标准溶液，不稳定试剂就可以就地产生【答案】D【解析】库仑分析法是对试样溶液进行电解，但不需要称量电极上析出物的质量，而是通过测量电解过程中所消耗的电量，由法拉第电解定律计算出分析结果。

其特点是不需要准备标准溶液，不稳定试剂就可以就地产生。

2．在控制电位电解过程中，为了保持工作电极电位恒定，必须保持（）。

[华东师范大学2012研；苏州大学2014研]A．不断改变外加电压B．外加电压不变C．辅助电极电位不变D．电解电流恒定【答案】A【解析】在控制阴极电位电解过程中，要随时测量阴极电位，随时调节电压以控制阴极电位为一恒定值。

3．库仑分析法进行定量分析（）。

[厦门大学2011研]A．不需要标准物质B．需要控制电流效率100％C．依据是法拉第电解定律定量D．以上说法均正确【答案】D4．在库仑分析中，为了提高测定的选择性，一般都采用（）。

[南开大学2011研] A．大的工作电极B．大的电流C．控制电位D．控制时间【答案】C二、填空题1．库伦分析法是通过对试液进行电解，测量电解反应所消耗的，再根据计算待测物质量的一种方法。

[陕西师范大学2013研]【答案】电荷量；法拉第电解定律【解析】电解分析法（电重量法）是根据称量电解前后电极的质量来确定被测物质的含量。

如果根据电解过程中所消耗的电荷量来求得被测物质含量，则称为库仑分析法。

2．由于电解一般是在水溶液中进行，所以要控制适当的电极电位和溶液的pH值，以防止水的分解。

当工作电极为阴极时，应避免有析出，当工作电极为阳极时，应避免有______产生。

[中国科学院研究生院2012研]【答案】氢气；氧气【解析】发生氧化反应的电极为阳极，而发生还原反应的电极为阴极。

电解池的正极为阳极，它与外电源的正极相连，电解时阳极上发生氧化反应；电解池的负极为阴极，它与外电源的负极相连，电解时阴极上发生还原反应。

第二十章热分析方法1．简述热重法的基本装置、原理及其应用。

答：（1）热重法的基本装置①天平：一般由横梁、悬挂系统（包括试样坩埚支持部件）及真空密封罩等部件组成。

横梁支承方式主要有吊带支承和张丝支承两种。

②位移传感器：将横梁因试样质量变化产生的机械位移变成相应的电信号。

它包括光源、光栏和光电转换器。

③热重测量单元：由电调零、电磁阻尼、自动平衡及热重微分电路等组成。

（2）热重法的原理当坩埚中试样因受热产生质量变化时，天平横梁连同光栏将向上或向下摆动，光电转换器接受到的光源照射强度发生变化，使其输出的电信号产生变化。

变化的电信号输送给测量单元，经放大后再送给磁铁的外线圈，使磁铁产生与质量变化相反的作用力。

当试样质量变化与线圈磁场对磁铁的相反作用力相等时，天平达到平衡状态。

因此，只要测量通过线圈的电流大小变化，就能准确知道试样质量的变化。

（3）热重法的应用一般情况下，只要物质受热时发生质量变化，就可用热重法来研究其变化过程；研究固体和气体之间的反应；测定熔点、沸点。

利用热分解或蒸发、升华等，分析固体混合物。

2．差热分析法的基本原理是什么？答：差热分析法的基本原理：试样S与参比物R分别装在两个坩埚内。

在坩埚下面各有一个片状热电偶，选两个热电偶相互反接。

对S和R同时进行程序升温，当加热到某一温度试样发生放热或吸热时，试样的温度T S会高于或低于参比物温度T R产生温度差ΔT，该温度差就由上述两个反接的热电偶以差热电势形式输给差热放大器，经放大后输入记录仪，从而得到差热分析曲线。

另外，从差热电偶参比物一侧取出与参比物温度T R对应的信号，经热电偶冷端补偿后送记录仪，得到温度曲线，即T曲线。

3．简述差示扫描量热法基本原理。

答：差示扫描量热法基本原理：差示扫描量热法对试样产生的热效应能及时得到相应补偿，使得试样与参比物之间无温差，无热交换；而且试样升温速率始终跟随炉温呈线性升温，保证补偿校正系数K值恒定。

因此，不仅使测量灵敏度和精密度都大大提高，而且能进行热量的定量分析。

第九章核磁共振波谱法一、选择题1．下列化合物在NMR谱图上峰组数目最少的是（）。

A．（CH3）2CHCH2OHB．CH3CH2CH2OHC．HOH2CH2OHD．【答案】C【解析】AB两项，在NMR谱图上峰组数目都为4组；C项，在NMR谱图上峰组数目为2组；D项，在NMR谱图上峰组数目为3组。

2．关于NMR氢谱，下面叙述不正确的是（）。

A．NMR氢谱可以给出质子的类型和化学环境B．NMR氢谱可以给出质子的分布C．NMR氢谱可以给出质子间的相互关系D．NMR氢谱可以鉴别化学环境相似的烷烃【答案】D【解析】A项，通过化学位移，可以确定质子类型和所处的化学环境；B项，通过比较积分高度，可以判断质子的分布；C项，通过峰偶合和分裂，可以给出质子间的相互关系；D项，NMR氢谱不能鉴别化学环境相似的烷烃。

3．下列哪组原子核的核磁矩为零，不产生核磁共振信号？（）A．2H，14NB．19F，12CC．12C，1HD．12C，16O【答案】D【解析】质量数和原子序数均为偶数的原子核，其自旋量子数I＝0，不产生核磁共振信号。

4．某化合物中两种相互偶合质子在100兆周的仪器上测出其化学位移（δ）为1.1，偶合常数（J）为5.2Hz，在200兆周仪器测出的结果为（）。

A．样品与标准的化学位移差为2.2，J为10.4HzB．样品与标准的共振频率差为220Hz，J为5.2HzC．样品与标准的化学位移差为1.1，J为10.4HzD．样品与标准的共振频率差为110Hz，J为5.2Hz【答案】B【解析】，当δ为1.1时，样品与标准的共振频率差为220Hz。

偶合常数与外加磁场强度无关。

5．化学位移是由于核外电子云的（）所引起的共振时磁场强度的移动现象。

A．屏蔽作用B．能级裂分C．自旋偶合D．Larmor进动【答案】A6．在下列化合物中质子化学位移（δ）最大者是（）。

A．CH3BrB．CH4C．CH3ID．CH3F【答案】D【解析】化学位移值与相邻原子的电负性的大小有关，相邻原子的电负性越大，吸电子效应越大，质子核外的电子云密度越小，屏蔽作用越小，化学位移值δ越大。

第十章质谱分析法1．试说明质谱仪主要部件的作用及其工作原理。

答：质谱仪主要部件的作用及其工作原理如下：（1）真空系统：为了降低背景及减少离子间或离子与分子间的碰撞，离子源、质量分析器及检测器必须处于高真空状态。

（2）进样系统：质谱进样系统的目的是在不破坏仪器真空环境、具有可靠重复性的条件下将试样引入离子源。

（3）离子源：离子源的作用是使试样分子或原子离子化，同时具有聚焦和准直的作用，使离子汇聚成具有一定几何形状和能量的离子束。

（4）质量分析器：质量分析器的作用是将离子源产生的离子按m/z的大小分离聚焦。

（5）离子检测器和记录系统：经离子检测器检测后的电流，经放大器放大后，用记录仪快速记录到光敏记录纸上，或者用计算机处理结果。

2．有一束含有各种不同m/z值的离子，在一个具有固定狭缝位置和恒定电位的质谱仪中运动，磁感应强度慢慢地增加，首先通过狭缝的是最低还是最高m/z值的离子？为什么？答：首先通过狭缝的是m/z值最小的离子，因为固定狭缝位置，恒定电位和扫描磁场强度与质荷比成正比。

3．何谓分子离子？在质谱图中如何确定分子离子峰？答：（1）分子离子：有机化合物的分子在高真空下，被电子流轰击出一个电子，形成一个带正电的正离子，称为分子离子。

（2）分子离子峰的m/z 值就是中性分子的相对分子质量。

4．写出氯仿中所有12C、13C、35Cl、37Cl 可能的同位素组合。

在质谱图上的分子离子区内有哪些同位素峰？答：氯仿可能的同位素组合有：12CH 35Cl 3，12CH 37Cl 3，13CH 35Cl 3，13CH 37Cl 3，12CH 35Cl 137Cl 2，12CH 35Cl 237Cl 1，13CH 37Cl 135Cl 2，13CH 37Cl 35Cl 1。

5．计算下列物质（M＋2）＋峰相对于M ＋峰的丰度。

（1）C 10H 6Br 2；（2）C 3H 7ClBr；（3）C 6H 4C12。

解：丰度比为35Cl:37Cl＝3:1，79Br:81Br＝1:1（1）C 10H 6Br 2：1,1,2a b n ===，()121n a b +=++，所以[][]2:2:1M M +++=。

第十九章X射线光谱法一、简答题1．X射线发生衍射的条件是什么？答：X射线发生衍射需要满足两个条件：（1）原子层之间的间距必须与辐射的波长大致相当；（2）散射中心的空间分布必须非常规则。

2．试述几种X射线荧光光谱仪的作用原理和应用范围。

答：X射线荧光光谱仪可以分为三种类型，即波长色散型﹑能量色散型和非色散型。

其作用原理和应用范围如下：（1）波长色散型①作用原理：波长色谱仪是利用分光晶体将不同波长的X射线荧光分开并检测，得到X 射线荧光光谱。

②应用范围：波长色散型仪器分为单道和多道两种。

多道色散一起庞大且昂贵，可以同时检测多至24种元素。

（2）能量色散型①作用原理：能量色谱仪是利用X射线荧光具有不同能量的特点，将其分开并检测，不使用分光晶体，而依靠半导体探测器来完成。

②应用范围：能量色散型仪器的能量分辨率差，与晶体光谱仪相比，能量色散系统在0.1nm以上的波长区分辨率较低，但在短波长范围能量色散系统分辨率较高；其探测器必须在低温下保存；对轻元素的检测比较困难。

（3）非色散型①作用原理：非色散型仪器采用合适的放射源激发试样，发出的X 射线荧光经过两个相邻的过滤片进入一对正比计数器。

一个过滤片的吸收边界在被测线的短波方向，而另一个的在长波方向，两信号之差正比于被测元素的含量。

②应用范围：非色散型仪器一般用于一些简单试样中少数几个元素的常规分析，但这类仪器需要较长的计数时间，分析的相对标准偏差约为1％。

二、计算题欲测定Si K a 0.7126nm，应选用什么分光晶体？答：应选用PET（002）分光晶体。

根据Bragg 方程：2sin n d λθ=令1n =，则sin 2dλθ=因为0＜sin θ＜1，所以分光晶体的晶面间距满足2dλ＜1，即d ＞0.3563nm，应选用PET（002）。

第十六章气相色谱法一、选择题1．增加气相色谱的柱温，可能出现下列哪种情况？（）A．保留时间缩短，色谱峰变低，变窄，峰面积保持一定B．保留时间缩短，色谱峰变高，变窄，峰面积保持一定C．保留时间缩短，色谱峰变高，变窄，峰面积变小D．保留时间缩短，色谱峰变高，变窄，峰面积变大【答案】B2．气－液色谱可以通过改变柱子的选择性改变（）。

A．载气的种类和流速B．载体的种类和粒度C．固定相的种类或柱温D．固定相的涂渍量【答案】C3．在使用热导检测器时，为了提高检测的灵敏度，可使用的载气为（）。

A．N2B．O2C．H2D．CO2【答案】C4．在气－液色谱中，保留值实际反映下列哪种物质分子间的相互作用力？（）A．组分和载气B．载气和固定相C．组分和固定相D．组分和担体【答案】C【解析】在气相色谱中，流动相（载气）对分离起的作用不大。

故保留值反映的是组分与固定相之间的作用力。

5．下列不是气－固色谱中各组分分离的基础的是（）。

A．组分性质的不同B．组分溶解度的不同C．组分在吸附剂上吸附能力的不同D．组分在吸附剂上脱附的能力不同【答案】B6．气－液色谱柱中，与分离度无关的因素是（）。

A．增加柱长B．改用更灵敏的检测器C．调节流速D．改变固定液的化学性质【答案】B【解析】分离度与检测器的灵敏度无关。

7．气相色谱法中，提高热导检测器灵敏度的方法是（）。

A．加大进样量B．选氢气作载气C．提高检测器温度D．提高载气流速【答案】B【解析】载气与试样的热导系数相差越大，灵敏度越高。

选择热导系数大的氢气或氦气作为载气有利于提高灵敏度。

8．气相色谱法使用的氢火焰离子化检测器工作原理是（）。

A．组分在氢火焰中发射波长B．组分在氢火焰中热致电离C．组分的温度差D．组分的极性【答案】B【解析】氢火焰离子化检测器（FID）以氢气和空气燃烧的火焰作为能源，利用含碳有机化合物在火焰中燃烧产生离子，在外加的电场作用下，使离子形成离子流，根据粒子流产生的电信号强度，检测被色谱柱分离出的部分。

第十七章高效液相色谱法一、选择题1．在高效液相色谱分离中，影响色谱峰宽度的主要因素是（）。

A．流动的流动相的传质阻力项B．滞留的流动相的传质阻力项C．固定相的传质阻力项D．纵向扩散项【答案】B2．在高效液相色谱分析中，采用化学键合固定相的最大优点是（）。

A．固定相无流失和无溶解损失，使色谱柱的寿命延长B．输送流动相稳定C．可采用匀浆法装柱D．可与紫外检测器匹配使用【答案】A3．下列哪种色谱方法的流动相对色谱选择性无影响？（）A．液－固吸附色谱B．液－液分配色谱C．尺寸排阻色谱D．离子交换色谱【答案】C【解析】尺寸排阻色谱是基于试样中各组分分子的大小和形状不同来实现分离，与流动相的性质无关。

4．在高效液相色谱分析中，流动相的选择非常重要，下列哪项不符合要求？（）A．对被分离组分有适宜的溶解度B．黏度大C．与检测器匹配D．与固定相不互溶【答案】B【解析】高效液相色谱中使用高压输液，若使用高黏度溶剂，势必增高操作压力，不利于分离，同时，高的压力会损害泵和色谱柱。

5．在高效液相色谱法中，为改变色谱柱选择性，下列哪种操作效果最佳？（）A．降低进样量B．改变流动相的种类和配比C．改变柱温D．改变色谱柱的长度【答案】B【解析】通过改变流动相的种类和配比，可有效地改善色谱柱的选择性。

6．离子交换色谱适用于分离（）。

A．非电解质B．电解质C．小分子有机物D．大分子有机物【答案】B【解析】离子交换色谱是根据离子交换树脂上的可解离的离子与流动相中带相同电荷的组分离子进行可逆交换，这些离子对交换树脂具有不同的亲和力而彼此分离。

7．用高效液相色谱法测定药物的含量，使用十八烷基键合硅胶为固定相，下列流动相不能使用的是（）。

A．甲醇－水（50:50）B．乙腈－水－冰醋酸（15:84:1，pH＝3）C．乙腈－0.01mol/L磷酸二氢钾溶液（30:70）D．甲醇－水－氨水（30:68:2，pH＝9）【答案】D【解析】使用键合固定相时，应控制pH在2～8.5范围内，不适于酸﹑碱度过大或含氧化剂的缓冲溶液作流动相体系。

第十五章色谱法导论1．气相色谱分离的原理是什么？根据你所掌握的分析化学基本知识，比较色谱法与其他分析方法（电化学分析、光谱分析等）的区别。

色谱法有何成功和不足之处？答：（1）气相色谱分离的原理：利用不同物质在固定相和流动相中具有不同的分配系数，当两相作相对移动时，使这些物质在两相间进行反复多次的分配，原来微小的分配差异产生了很明显的分离效果，从而依先后顺序流出色谱柱。

（2）色谱法与其他分析方法（电化学分析、光谱分析等）的区别：①色谱法利用不同物质在不同相态的选择性分配，以流动相对固定相中的混合物进行洗脱，混合物中不同的物质会以不同的速度沿固定相移动，最终达到分离的效果；②电化学分析法是应用电化学原理和技术，利用化学电池内被分析溶液的组成及含量与其电化学性质的关系而建立起来的一类分析方法。

其特点是灵敏度高，选择性好，设备简单，操作方便，应用范围广；③光谱分析法是利用光谱学的原理和试验方法以确定物质的结构和化学成分的分析方法。

（3）色谱法的成功和不足：①成功：分离效率高、灵敏度高、分析速度快、应用范围广。

②不足：定性困难。

2．概要说明色谱法分类的依据及各类方法。

答：色谱法分类的依据及各类方法：（1）根据流动相所处的状态分类：气相色谱和液相色谱。

（2）根据固定相的固定方式分类：柱色谱、薄层色谱和纸色谱。

（3）根据分离机理分类：吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、凝胶色谱、离子对色谱和亲和色谱等。

3．简述塔板理论的要点，塔板理论有什么局限性？答：（1）塔板理论的要点①对于长度L 一定的色谱柱，塔板数n 越大，则待测组分在柱内被分配的次数越多，柱效越高，色谱峰越窄。

②用n eff 和H eff 来衡量柱效能时，应指明测定物质，因为不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同。

当两组分在同一色谱柱上的分配系数相同时，无论该色谱柱的柱效能多高，两组分无法分离。

③用来计算n 和H 的基本关系式为()()()()222/1222/1/16/54.5,//16/54.5,/Y t Y t n H L n Y t Y t n H L n R R eff eff R R '='=====（2）塔板理论的不足①无法解释为什么同一色谱柱在不同的载气流速下的柱效不同；②未能指出影响柱效的因素及提高柱效的途径和方法。