华中师范大学等六校合编《分析化学》(第4版)(下册)-课后习题第十一章至第二十章【圣才出品】
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第三章光学分析法导论1.解释下列名词(1)原子光谱和分子光谱;(2)发射光谱和吸收光谱;(3)线光谱和带光谱;(4)光谱项和光谱支项;(5)统计权重和简并度;(6)禁戒跃迁和亚稳态;(7)单重态和多重态;(8)原子发射光谱和原子荧光光谱;(9)荧光、磷光和化学发光;(10)Raman光谱。
答:(1)由原子的外层电子能级跃迁产生的光谱称为原子光谱;由分子的各能级跃迁产生的光谱称为分子光谱。
(2)当原子受到外界能量的作用时,激发到较高能级上处于激发态。
但激发态的原子很不稳定,一般在10-8s内返回到基态或较低能态而发射出的特征谱线形成的光谱称为原子发射光谱;当基态原子蒸气选择性地吸收一定频率的光辐射后跃迁到较高能级,这种选择性吸收产生的原子特征的光谱称为原子吸收光谱。
(3)从谱线上看时线状的,谱峰很锐,很尖,谱宽大概3~10nm,主要是原子受激辐射的谱线称为线光谱。
带状的,谱峰较宽,像山峰一样,谱宽从几十纳米到几百纳米都有,主要是分子受激辐射的谱线称为带光谱。
(4)用n、L、S、J四个量子数来表示的能量状态称为光谱项,符号为n2S+1L;把J 值不同的光谱项称为光谱支项,符号为n2S+1L J。
(5)由能级简并引起的概率权重称为统计权重;在磁场作用下,同一光谱支项会分裂称2J+1个不同的支能级,2J+1称为能级的简并度。
(6)不符合光谱选择定则的跃迁称为禁戒跃迁;若两光谱项之间为禁戒跃迁,处于较高能级的原子具有较长的寿命,原子的这种状态称为亚稳态。
(7)单重态电子两两成对,单电子数为零;多重态是有两个电子自旋平行。
(8)利用物质在热激发或电激发下,每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成,而进行元素的定性与定量分析的方法称为原子发射光谱;原子荧光光谱法是测量待测元素的原子蒸气在一定波长的辐射能激发下发射的荧光强度进行定量分析的方法。
(9)光照射到某些原子时,光的能量使原子核周围的一些电子由原来的轨道跃迁到了能量更高的轨道,第一激发单线态是不稳定的,当电子由第一激发单线态恢复到基态时,能量会以光的形式释放,产生的光称为荧光;如果受激发分子的电子在激发态发生自旋反转,当它所处单重态的较低振动能级与激发三重态的较高能级重叠时,就会发生系间窜跃,到达激发三重态,经过振动驰豫达到最低振动能级,然后以辐射形式发射光子跃迁到基态的任一振动能级上,这时发射的光子称为磷光;物质在进行化学反应过程中伴随的一种光辐射现象称为化学发光。
目录第一章绪论1.1 复习笔记1.2 课后习题详解1.3 名校考研真题详解第二章仪器分析数据处理方法2.1 复习笔记2.2 课后习题详解2.3 名校考研真题详解第三章光学分析法导论3.1 复习笔记3.2 课后习题详解3.3 名校考研真题详解第四章原子发射光谱法4.1 复习笔记4.2 课后习题详解4.3 名校考研真题详解第五章原子吸收与原子荧光光谱法5.1 复习笔记5.2 课后习题详解5.3 名校考研真题详解第六章分子发光分析法6.1 复习笔记6.2 课后习题详解第七章紫外-可见吸收光谱法7.1 复习笔记7.7 课后习题详解7.3 名校考研真题详解第八章红外光谱法和Raman光谱法8.1 复习笔记8.2 课后习题详解8.3 名校考研真题详解第九章核磁共振波谱法9.1 复习笔记9.2 课后习题详解9.3 名校考研真题详解第十章质谱分析法10.1 复习笔记10.2 课后习题详解10.3 名校考研真题详解第十一章电分析化学导论11.1 复习笔记11.2 课后习题详解11.3 名校考研真题详解第十二章电位分析法12.1 复习笔记12.2 课后习题详解第十三章电解与库仑分析法13.1 复习笔记13.2 课后习题详解13.3 名校考研真题详解第十四章极谱法与伏安法14.1 复习笔记14.2 课后习题详解14.3 名校考研真题详解第十五章色谱法导论15.1 复习笔记15.2 课后习题详解15.3 名校考研真题详解第十六章气相色谱法16.1 复习笔记16.2 课后习题详解16.3 名校考研真题详解第十七章高效液相色谱法17.1 复习笔记17.2 课后习题详解17.3 名校考研真题详解第十八章毛细管电泳和其他分离技术18.1 复习笔记18.2 课后习题详解第十九章X射线光谱法19.1 复习笔记19.2 课后习题详解19.3 名校考研真题详解第二十章热分析方法20.1 复习笔记20.2 课后习题详解20.3 名校考研真题详解第一章绪论1.1 复习笔记一、仪器分析简介1.仪器分析和化学分析(1)化学分析化学分析是指基于化学反应及其计量关系来确定被测物质组成和含量的一类分析方法。
第一章 绪 论1. 解释下列名词:(1)仪器分析和化学分析;(2)标准曲线与线性范围;(3)灵敏度、精密度、准确度和检出限。
答:(1)仪器分析和化学分析:以物质的物理性质和物理化学性质(光、电、热、磁等)为基础的分析方法,这类方法一般需要特殊的仪器,又称为仪器分析法;化学分析是以物质化学反应为基础的分析方法.(2)标准曲线与线性范围:标准曲线是被测物质的浓度或含量与仪器响应信号的关系曲线;标准曲线的直线部分所对应的被测物质浓度(或含量)的范围称为该方法的线性范围。
(3)灵敏度、精密度、准确度和检出限:物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度,称为方法的灵敏度;精密度是指使用同一方法,对同一试样进行多次测定所得测定结果的一致程度;试样含量的测定值与试样含量的真实值(或标准值)相符合的程度称为准确度;某一方法在给定的置信水平上可以检出被测物质的最小浓度或最小质量,称为这种方法对该物质的检出限。
2. 对试样中某一成分进行5次测定,所得测定结果(单位g mL 1)分别为 0.36,0。
38,0.35,0。
37,0.39。
(1) 计算测定结果的相对标准偏差;(2) 如果试样中该成分的真实含量是0。
38 g mL 1,试计算测定结果的相对误差。
解:(1)测定结果的平均值37.0539.037.035.038.036.0=++++=x g mL 1标准偏差122222120158.015)37.039.0()37.037.0()37.035.0()37.038.0()37.036.0(1)(-=⋅=--+-+-+-+-=--=∑mL g n x x s ni i μ 相对标准偏差 %27.4%10037.00158.0%100=⨯=⨯=x s s r(2)相对误差 %63.2%10038.038.037.0%100-=⨯-=⨯-=μμx E r 。
3. 用次甲基蓝二氯乙烷光度法测定试样中硼时,为制作标准曲线,配制一系列质量浓度B (单位mg L 1)分别为0.5,1。
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 +++=。
第一章绪论答案:1.仪器分析法灵敏度高。
2.仪器分析法多数选择性较好。
3.仪器分析法分析速度较快,利于批量样品分析。
4.易于使分析工作自动化。
5.相对误差较大。
6.设备复杂、价格昂贵,对仪器工作环境要求较高。
第二章定性分析1.解:最底浓度1:G=1:5×1042.解:检出限量3.答:应选用(2)1mol•L-1HCl作洗液,因为HCl含有与氯化物沉淀的共同离子,可以减少洗涤时的溶解损失,又保持一定的酸度条件,避免某些水解盐的沉淀析出,另外HCl为强电解质避免因洗涤剂而引起胶体现象。
如果用蒸馏水洗涤,则不具备上述条件,使沉淀的溶解损失太大,特别是PbCl2﹑HNO3不含共同离子,反而引起盐效应而使沉淀溶解度大,NaCl则虽具有共同离子,但不具备酸性条件,所以亦不宜采用。
4.解:(1)用NH4Ac溶解PbSO4,而不溶解Hg2SO4 。
(2)用氨水溶解Ag2CrO4,而不溶解Hg2CrO4 。
(3) 用NaOH溶解PbCrO4,而不溶解Hg2CrO4 。
(4) 用氨水溶解AgCl,而不溶解PbSO4 。
(5) 用HNO3溶解Pb(OH)2,而不溶解AgCl 。
(6) 用氨水溶解AgCl, 而不溶解Hg2SO4 。
5.答:(1)H2O2+2H+ +2e=2H2O E0=1.77 VSn4++2e=Sn2+ Eo=0.154 VH2O2是比Sn4+强的氧化剂,所以H2O2可以氧化Sn2+为Sn4+(2 ) I2(固)+2e=2I- Eo=0.5345 VAsO43-+4H++2e=AsO33-+2H2O Eo=0.559 VI-是比AsO33-强的还原剂,所以NH4I可以还原AsO43-6.答:(1)因为HNO3是强的氧化剂会把组试剂H2S氧化成硫而沉淀。
(2)用H2SO4代替HCl,引入了SO42-,使Ba2+﹑Sr2+﹑Ca2+及Pb2+离子生成硫酸盐沉淀,将妨碍这些离子的分析。
(3)用HAc代替HCl,则由于它是弱酸,不可能调至所需要的酸度。
《分析化学》习题答案(华中师范大学)————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:21世纪师范类教学用书国家“十二五”规划教材参考分析化学(含仪器分析)---课后参考答案汇编陕西师范大学华东师范大学北京师范大学东北师范大学合编刘瑞林主编陕西师范大学出版社出版第一章 绪 论答案:1.仪器分析法灵敏度高。
2.仪器分析法多数选择性较好。
3.仪器分析法分析速度较快,利于批量样品分析。
4.易于使分析工作自动化。
5.相对误差较大。
6.设备复杂、价格昂贵,对仪器工作环境要求较高。
第二章 定性分析1.解:最底浓度 12005.01-⋅===mL g V m B μρ 610=⋅G B ρΘ 466105201010⨯===∴B G ρ 1:G=1:5×1042.解:检出限量 g V m B μρ510005.0=⨯=⋅=3.答:应选用(2)1mol·L -1HCl 作洗液,因为HCl 含有与氯化物沉淀的共同离子,可以减少洗涤时的溶解损失,又保持一定的酸度条件,避免某些水解盐的沉淀析出,另外HCl 为强电解质避免因洗涤剂而引起胶体现象。
如果用蒸馏水洗涤,则不具备上述条件,使沉淀的溶解损失太大,特别是PbCl 2﹑HNO 3不含共同离子,反而引起盐效应而使沉淀溶解度大,NaCl 则虽具有共同离子,但不具备酸性条件,所以亦不宜采用。
4.解:(1)用NH 4Ac 溶解PbSO 4,而不溶解Hg 2SO 4 。
(2)用氨水溶解Ag 2CrO 4,而不溶解Hg 2CrO 4 。
(3) 用NaOH 溶解PbCrO 4,而不溶解Hg 2CrO 4 。
(4) 用氨水溶解AgCl ,而不溶解PbSO 4 。
(5) 用HNO 3溶解Pb(OH)2,而不溶解AgCl 。
(6) 用氨水溶解AgCl, 而不溶解Hg 2SO 4 。
第10章沉淀重量分析法一、选择题1.在重量分析中,洗涤无定形沉淀的洗涤液应是()。
A.冷水B.含沉淀剂的稀溶液C.热的电解质溶液D.热水【答案】C【解析】在重量分析中为了防止无定形沉淀胶溶,洗涤液常用热的电解质溶液。
2.准确称取0.4829g合金试样,溶解后使其中的Ni沉淀为丁二酮肟镍NiC8H14O4N4(M r =288.84g/mol)。
经过过滤、洗涤、烘干,称得质量为0.2671g,则试样中Ni(A r=58.69g/mol)的质量分数为()。
A.1.24%B.5.62%C.11.24%D.22.48%【答案】C3.准确移取饱和Ca(OH)2溶液50.00mL,用0.05000mol/L HCl标准溶液滴定,终点时消耗20.00mL,求Ca(OH)2沉淀的K sp为()。
A.1.6×10-5B.1.6×10-6C.1.6×10-7D.4.0×10-6【答案】D4.准确称取0.5000g硅酸盐试样,经碱熔、浸取、凝聚、过滤、灼烧得含杂质的SiO2为0.2835g,再经HF-H2SO4处理飞硅后,称得残渣重0.0015g。
则试样中SiO2(M r=60.08g/mol)的质量分数为()。
A.55.70%B.56.00%C.56.40%D.57.00%【答案】C5.称取含吸湿水0.55%的磷矿样0.5000g,经处理得到0.3050g的Mg2P2O7。
已知A r(P)=30.97g/mol;M r(P2O5)=141.94g/mol;M r(Mg2P2O7)=222.55g/mol。
则扣除吸湿水后试样中P2O5的质量分数为()。
A.78.26%B.9.57%C.7.01%D.39.13%【答案】D6.称取666-DDT杀虫剂试样0.3000g,在氧中燃烧,产物为CO2,H2O,HCl,经NaHCO3溶液吸收,酸化后加入过量的AgNO3,处理得AgCl0.7260g,已知M r(AgCl)=143.32g/mol;M r(666)=280g/mol;M r(DDT)=360g/mol;则DDT的质量分数为()。
第二部分课后习题第一章绪论1.解释名词(1)化学分析与仪器分析;(2)标准曲线与线性范围;(3)灵敏度与检出限。
答:(1)化学分析和仪器分析①化学分析是指基于化学反应和其计量数关系来确定被测物质组成和含量的分析方法。
②仪器分析是指基于测量某些物质的物理性质或物理化学性质、参数及其变化来确定测定物质组成和含量的分析方法。
因这类方法一般需要特殊的仪器,又称仪器分析法。
(2)标准曲线与线性范围①标准曲线是指被测物质的浓度或含量与仪器响应信号的关系曲线。
②线性范围是指标准曲线的直线部所对应的被测物质浓度或含量的范围。
(3)灵敏度与检出限①灵敏度是指物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度。
②检出限是指某一方法在给定的置信水平上可以检出被测物质的最小浓度或最小质量。
2.分析仪器一般包括哪些基本组成部分?试画出其构造框图。
答:(1)分析仪器一般包括以下五部分:①取样装置;②预处理系统;③分离装置;④检测器及检测系统;⑤测量装置及信号处理系统。
(2)其构造框图略。
3.试说明仪器分析、分析仪器、分析技术和仪器分析方法的联系与区别。
答:(1)仪器分析、分析仪器、分析技术和仪器分析方法的联系①仪器分析的原理创新是现代仪器分析的前沿。
基于物理、生命科学和材料科学等的重大发现和满足现实的重大需求,研制新型分析仪器或核心部件,这将极大地促进仪器分析的发展。
②分析仪器和仪器分析方法将进一步向更高分辨率、更高灵敏度和更高选择性方向发展。
建立新的分析方法,提高和改进分析方法的“3S+2A”是仪器分析方法发展的主线。
③分析仪器是仪器分析方法实施的技术设备。
(2)仪器分析、分析仪器、分析技术和仪器分析方法的区别①仪器分析是以物质的物理性质和物理化学性质为基础的分析方法,这类方法一般需要特殊的仪器。
②分析仪器是仪器分析方法实施的技术设备。
③分析技术是在化学分析或仪器分析中使用的技术。
④仪器分析方法测量原理和信号特点的分析方法。
第11章吸光光度法一、选择题1.有A、B两份不同浓度的有色溶液,A溶液用1.0cm吸收池,B溶液用3.0cm吸收池,在同一波长下测得的吸光度值相等,则它们的浓度关系为()。
[华中农业大学2015研] A.A是B的1/3B.A等于BC.B是A的3倍D.B是A的1/3【答案】D【解析】由朗伯-比尔定律A=κbc可计算出B的浓度是A的1/3。
2.有色配合物的摩尔吸光系数与下列哪个因素有关?()[华侨大学2015研]A.比色皿的厚度B.有色物质浓度C.吸收池材料D.入射光波长【答案】D【解析】摩尔吸光系数的值取决于入射光的波长和吸光物质的吸光特性,亦受溶剂和温度的影响。
3.用普通分光光度法测得标准溶液C1的吸光度为0.21,试液的吸光度为0.54;若以示差法测定,以C1为参比溶液,则试液的吸光度为()。
[华南理工大学2015研]A .0.75B .0.33C .0.54D .0.21【答案】B【解析】示差法实际测得的试液的吸光度为x s =0.540.21=0.33--A A 。
4.某同学进行吸光光度分析时,误将参比溶液调至90%而不是100%,在此条件下,测得有色溶液的透射比为35%,该有色溶液的正确透射比是()。
[国际关系学院2014研;北京科技大学2014研]A .38.9%B .34.5%C .36.0%D .32.1%【答案】A5.吸光光度分析中比较适宜的吸光度范围是()。
[北京科技大学2014研]A .0.1~1.2B .0.2~0.8C .0.05~0.6D .0.2~1.5【答案】B6.以下说法错误的是()。
[中国科学院大学2013研]A.摩尔吸光系数随着浓度增大而增大B.吸光度A随浓度增大而增大C.透光率T随浓度增大而减小D.透光率T随比色皿加厚而减小【答案】A【解析】摩尔吸光系数与入射光波长有关,与浓度无关。
7.下面会引起标准曲线偏离朗伯-比尔定律的因素是()。
[陕西师范大学2013研] A.溶液为稀溶液B.入射光为单色光C.溶液为胶体溶液D.以上均不是【答案】C【解析】比尔定律要求吸光物质的溶液是均匀非散射的,如果溶液不均匀,则产生胶体,会引起标准曲线的偏离。
第十五章色谱法导论一、选择题1.根据van Deemter方程,下列哪种说法是正确的?()A.最佳流速时,塔板高度最小B.最佳流速时,塔板高度最大C.塔板高度与流速成正比D.塔板高度与流速成反比【答案】A2.速率理论方程式H=A+B/u+C u中三项按顺序分别称为()。
A.传质阻力项、分子扩散项、涡流扩散项B.分子扩散项、传质阻力项、涡流扩散项C.涡流扩散项、分子扩散项、传质阻力项D.传质阻力项、涡流扩散项、分子扩散项【答案】C【解析】速率理论方程式中A为涡流扩散项,B/u为分子扩散项,C u为传质阻力项。
3.提高色谱柱柱效的可行方法是()。
A.选择粒度为3~5μm的固定相B.增加柱长C.选择适宜流动相D.降低流速【答案】A【解析】采用直径小﹑粒度均匀的固定相可以降低涡流扩散,提高色谱柱柱效。
4.下列哪个因素会引起相对保留值的增加?()A.增加柱长B.降低柱温C.把N2换成H2D.降低流动相速度【答案】B【解析】相对保留值仅与柱温和固定相性质有关,而与柱长﹑柱温等其他实验条件无关。
5.气相色谱中,调整保留值实际上反映了哪些部分分子间的相互作用?()A.组分和载气B.组分与固定相C.组分与组分D.载气与固定相【答案】B【解析】调整保留值可认为是组分由于被固定相溶解或吸附,比不被固定相溶解或吸附的组分在色谱柱中多消耗的时间。
6.两色谱峰的相对保留值r21等于()。
A.B.C.D.【答案】B【解析】相对保留值r21是指在相同条件下,某组分调整保留值与另一组分的调整保留值的比值。
7.速率理论方程式中,受分离温度影响较大,且随分离温度增加而降低的项是()。
A.涡流扩散项B.分子扩散项C.传质阻力项D.载气阻力项【答案】C【解析】在速率理论方程中,当温度升高时,分子运动加快,传质阻力降低。
8.为改善某样品中两组分的色谱分离效率,应当()。
A.改换载体B.改换柱管C.增加柱长D.改换固定液【答案】D【解析】色谱分离的原理是利用固定相与被分离组分的吸附力不同而达到分离的目的,故可改换固定液,以提高色谱分离效率。