仪器分析解析课习题.docx

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1、仪器分析课习题第一章电磁辐射基础1对下列单位进行换算：(1) 1.50某射线的波数(cm-l) (6.66某107) (2) 670.7nm锂线的频 率(HZ) (4.47 某 IOl4) (3) 3300Cm-I 波数的波长(nm) (3030) (4) Na5889.95相应的能量(eV) (2.11) 2写出下列各种跃迁所需的能量范 围(eV)26(1)原子内层电子跃迁(L2某10-1.2某10) (2)原子外层电子跃迁 (6.2-1.7)(3 )分子的电子跃迁(6.2-1.7)( 4)分子振动能级跃迁(0.5-0.02)27(5)分子转动能级跃迁(2某10-4某10)3某种玻璃的折射率

2、为1.7000, 求光在此玻璃介质中的传播速度(L76某IolOCm/)4辐射通过空气与玻 璃界面时,其反射损失大约有多少(4%)5解释下列名词单重态与三重态原子荧光与分子荧光选择跃迁与禁阻跃迁激 发电位与共振电位6阐明光谱项符号和能级图的意义7用光谱项符号写出Mg2852(共振线)的跃迁(31SO-31P1)8下列哪种跃迁 不能产生,为什么(1)31SO-31P1(2)31SO-31D2 (3)33P2-33D3(4)43Sl-43Pl(31S0-31D2)第二章原子发射光谱分析法1解释下列名词激发电位和电离电位;(2)原子线和离子线乂3)共振线和共振电位;(4)等 离子体;(5)谱线的自吸

3、.2计算Cu3273.96和Na5895.92的激发电位(eV)(3.78,2.:IO)3谱线自吸对 光谱分析有什么影响4说明影响原子发射光谱分析中谱线强度的主要因素.5阐述原子发射光谱定性分析的原理,怎样选择摄谱法定性分析时的主 要工作条件.6光谱定性分析摄谱时,为什么要用哈德曼光栏7推导摄谱法原子发射光谱定量分析的基本关系式.8选择分析线应根据 什么原则9下表中列出铅的某些分析线,若测定水中痕量铅应选用哪条谱线,当试 样中含量为0.1%时是否仍选用此线.说明理由铅 线 波 长/ 激 发 电 位 /eV2833.0714.372802.0015.742873.3215.632663.1715

4、.972393.7916.5010 说明选择内标元素及内标线的原则11说明缓蚀剂在矿石定量分析中所起的作用12采用K4047.20作分析线 时,受Fe4045.82和弱鼠带的干扰,可用何种物质消除此干扰13为什么在碳电极直流电弧光源中采用惰性气氛14分析下列试样应选 用什么光源：矿石的定性、半定量；(2)合金中的铜(某) ;(3)钢中的镒(0.0某 -0.某);划污水中的61/1比如艮等励171某).15分析下列试样时应选用什么 类型的光谱仪:矿石的定性、半定量；高纯Y2O3中的稀土杂质元素;卤水中的微量枷、的.16说明乳剂特性曲线的制作及其在光谱定性和定量分析中的作用.17简 述ICP光源的

5、特点及应用.18试比较摄谱法与光电法.19绘出原子发射光谱仪的方框图,并指出各部件的具体名称及主要作 用.20当试样量很少而又必须进行多元素测定时,应选用下列那种方法乂1) 单道ICP-AES;(2)原子吸收光谱法； 摄谱法原子发射光谱法21若光栅刻痕为1200条mm,当入射光垂直照射时,求3000波长光的一级衍射角(21.10)22当一级光谱波长为5000时,其入射角为60。,反射角(衍射角)为40。,此 光栅的刻痕数应为多少条mm(446条mm)23有某红外光栅(72条mm), 当入射角为50。,反射角为20。时,其一级和二级光谱的波长为多少 (UmMI5.4,7.7)24当某光栅(125

6、0条mm)的焦距为1.6m时,计算其一级和 二级光谱的倒线色散率(5mm,2.5mm)25若光栅宽度为50mm,刻痕数 为1200条mm,此光栅的理论分辨率应为多少(60000)26上述光栅能否将铜3094.18与铝3092.71分开为什么27试对棱镜光 谱与光栅光谱进行比较.28若光谱工作范围为200-40Onm,应选用什么材料制作棱镜和透镜,为什 么第三章原子吸收与原子荧光光谱法1试比较原子吸收与分子吸收光谱法2解释下列名词：多普勒变宽(2)自然宽度压力变宽振子强度光谱通带3计算在火焰温度为3000K时,Na5890谱线的激发态与基态原子数的比 值(PjP0=2).(6 某 10-4)4原

7、子吸收光度计的单色器倒线色散率为16mm,欲测定Si2516.1的吸收 值,为了消除多重线Si2514.3和Si2519.2的干扰,应采取什么措施5采用 那些措施才能检测到原子吸收信号,并说明其理由.6简述常用原子化器 的类型及其特点.7测定人发中硒时,应选用何种火焰,并说明其理由.8分析矿石中的错时, 应选用何种火焰,并说明其理由.9怎样能使空心阴极灯处于最佳工作状态如果不处于最佳状态时,对分 析工作有什么影响10火焰的高度和气体的比例对被测元素有什么影响,试举例说明.11说 明原子吸收光谱中产生背景的主要原因及影响.12如何用笊灯法校正背 景,此法尚存在什么问题13什么是原子吸收光谱分析中

8、的化学干扰用哪些方法可消除此类干扰14在测定血清中钾时,先用水将试样稀释40倍,再加入钠盐至800ugmL. 试解释此操作的理由,并说明标准溶液应如何配制15指出下列原子荧光跃迁的类型(共振、非共振)(1) Cu3274(42Sl2-42Pl2) (2) Cd2288(51S0-51Pl) (3) Sn3034(53Pl-53P0) (4) A2350(42S32-42Pl2)16试从产生原理上对原子荧光与原子发射光谱进行比较.17试从仪器部 件及光路结构对原子与原子荧光仪进行比较.18欲测定下述物质,应选用 哪一种原子光谱法，并说明其理由：(1)血清中锌和镉 (Zn2ugml,Cd0.003

9、ugml) 乂2)鱼肉中汞的测定(某PPm) ； (3)水中碑的 测定(0.某ppm)；(4)矿石中La、Ce Pr. Nd、Sm的测定(0.00某0.某)；废水中Fe、 Mn Ak Ni、Co、Cr 的测定(PPm-O.某%)。19试从原理、仪器、应用三方面对原子发射、原子吸收、原子荧光光 谱法进行比较。第四章紫外、可见分光光度法1采用什么方法，可以区别n玲TT*和n玲*跃迁类型？2 (CH3) 3N能发生n6*跃迁，其入ma某为227nm (900),试问， 若在酸中测定时，该峰会怎样变化？为什么？3试估计下列化合物中，何者吸收的光波最长？何者最短？为什么？(CAB) 4某化合物的入ma某

10、己烷=305nm,其入ma某乙醇=307nm, 试问该吸收是由n玲n*还是nfi*跃迁引起？ (n玲*)5某化合物在乙醇中入ma某=287nm,其在二氧六环中入ma某=295nm,试 问引起该吸收的跃迁为何种类型？(n* ) 6已知某化合物分子内含 有四个碳原子、一个滨原子和一个双键，无210nm以上的特征紫外光 谱数据，写出其结果。(C=C-CCBr) 7莱基化氧有两种异构形式存在:CH3-C (CH3) =CH-C0-CH3 O 和 CH2=C (CH3) -CH2-CO-CH3 (M) 一个 在235nm处有最大吸收，ma某为12000；另一个在220nm以外无高 强吸收，鉴别各属于哪一

11、个异构体？(入ma某=235nm, ) 8在下列信息的基础上，说明各属于哪种异构体: a异构体的吸收峰在228nm (=14000),而b异构体在296nm处有一 吸收带(111000),这两种结构是：(b, ； a, H) 9如何用紫外光谱 判断下列异构体：(a,254nm;b,219nm;c268nm;d,298nm)10下面两个化合物能否用紫外光谱区别？(A, 353nm； B, 303nm)11计算下述化合物的入ma某。(252nm)12根据红外光谱及核磁共振谱推定某一化合物的结构可能为(A)或(B), 起UV光谱为入ma某甲醇=284nm (9700),试问结构为何？(A)乙醇13计

12、算下述化合物的入ma某(A, 338nm; B, 286nm) 14计算下述化合物的入ma某(A, 254nr; B, 274nm)15试指出紫外吸收光谱曲线中定性的参数.16试指出n(nl)阶导数光谱曲线与零阶导数光谱曲线的关系.171.0某10-3molL-l的K2Cr2O7溶液在波长450nm和530nm处的吸光 度 A 分另IJ为 0.200 和 0.050.1.0 某 10-4molL-lKMnO4 溶液在 450nm 处无 吸收,在530nm处的吸光度为0.420.今测得某K2Cr2O7和KMnO4的混合 液在450nm和53Onm处吸光度分别为0.380和0.710.试计算该混合

13、液中 K2Cr2O7和KMnO4的浓度.假设吸收池长为IOnm.(K2Cr2O7,1.9 某 IO-3molLl;KMnc)4,1.46 某 10-4molL-l)18 已知亚异丙基 丙酮(CH3)2C=CHCOCH3在各种溶剂中实现nf TJ大跃迁的紫外光谱特征 如下：溶剂环己烷乙醇甲醇水,ma某335nm320nm312nm300nmma 某 256363112假定这些光谱的移动系全部由与溶剂分子生成氢键所产生。试计算在各种极性溶剂中氢键的强度(kJmol-1)(乙醇,17.15;甲醇,26.36;水,41.84)19某化合物，分子式为C7H100,经IR 光谱测定有C=O,-CH3,-C

14、H2-及C=CV,UV 测定入ma 某 EtOH=257nm, 试推断其结构。(CH2=CH-C (CH3) =CH-CO-CH3)第五章红外光谱法1试说明影响红外吸收峰强度的主要因素.2已知HCI在红外光谱中吸收频率为2993cml,试指出H-Cl键的键力常 数.(5.1Ncm)3HF中键的力常数约为9Ncm:(a)计算HF的振动吸收峰频率(4023Cm-I)(b)计算DF的振动吸收峰频率 (4122cm-l)4分别在95%乙醇和正己烷中测定2-戊酮的红外吸收光谱,试预计VC=O 吸收带在哪一种溶剂中出现的频率较高为什么5分子在振动过程中,有偶极矩的改变才有红外吸收,有红外吸收的称为 红外活

15、性,相反,则称为非红外活性,指出下列振动是否有红外活性.6CS2是线性分子,试画出它的基本振动类型,并指出那些振动是红外活性 的7某化合物分子式为C5H8O,有下面的红外吸收带3020,290Cu690和 1620cml,在紫外区,它的吸收在227nm(=104),试提出一个结构,并且说 明它是否是唯一可能的结构.(H2C=C(CH3)-CO-CH3) 8 皴基化合物 R-CO-RzzR-CO-CIzR-CO-HzR-CO-FzF-CO-F 中,C=O 伸缩振动频率 出现最高者是什么化合物(F-CO-F)9不考虑其他因素条件影响,在酸、醛、酯、酰卤、酰胺类化合物中,出现 C=O伸缩振动频率的大

16、小顺序应是怎样(酰卤酸酯醛酰胺)10有一种晶体物质，据信不是羟乙基代氨月青() 就是亚氨恶嗖烷(M) ： ： NC-NH2+-CH-CH2OHM: HN=CH-NH-C0-CH2- 在 3330cm-l(3.0um)和 1600cm-l (6.25um)处有锐陡带,但在 2300cm-l(4.35um)-1或3600Cm (2.78um)处没有吸收带,问上列两种结构中的哪一种和此红 外数据吻合(M) H从以下红外数据来鉴定特定的二甲苯:化合物A:吸收带在767 和692cm-l处化合物B:吸收带在792cm-l处化合物C:吸收带在742cm： 处(A,间位;B,对位;C,邻位)12 一种漠甲苯

17、,C7H7Br,在801cm-l处有一个单吸收带,它的正确结构是什么（对澳甲苯）13 一种氯苯在900和690cm-l间无吸收带,它的可能结构是什么（六氯苯）14下面两个化合物的红外光谱有何不同15图5-19示出了不同条件下,丁二烯（1,3）均聚的红外光谱图,试指出它们 的键结构.16下列基团的VC-H出现在什么位置-CH3, CH=CH2, CCH, -CO-H （回）（团）（0）（团）（团：2960 和 2870cm-l;回：3040-3010cm-l;回：3300cm-l; 0： 2720cm-l）17顺式环戊二醇-1, 2的CCI4稀溶液，在3620cm-l及3455cm-l处出现 两

18、个吸收峰？为什么？18下面两个化合物中，哪一个化合物VC=O吸收带出现在较高频率？为 什么？ab（ab）19某化合物的分子式为C4H5N,红外光谱如图5-20所示，试推断其结构。(CH2=CH-CH2-CN) 20某化合物的分子式为C6H10O,红外光谱如图5-21所示，试推断其结 构。（异丙叉丙酮）21某化合物的分子式为C8H14O3,红外光谱如图5.22所示，试推断其 结构。（CH3CH2CH2CO-O-CO-CH2CH2CH3）第八章分子发光一一荧光、磷光和化学发光法1试从原理、仪器两方面对分子荧光、磷光和化学发光进行比较。2阐 明原子荧光、某荧光和分子荧光的产生原理。3解释下列名词（1

19、）量子产率（2）荧光猝灭（3）系间窜跃（4）振动弛豫（5）重原 子效应4区别814谱图中的三个峰：吸收峰、荧光峰、磷光峰，并说 明判断原则。5若10ugmL的核黄素的吸收曲线（实线）与荧光曲线（虚线）如图8-15 所示，试拟出测定荧光的实验条件（激发光波长和发射光波长）6阐明无机离子形成荧光化合物的条件。7根据蔡和菲的谱图（8-16, 17）,设计-分析方法检测其混合物中的蔡、菲。8简述流动注射分析法及其特点。第九章激光光谱分析法1解释下列名词（1）自发辐射与受激辐射；（2）拉曼散射与瑞利散射；（3）弹性碰 撞与非弹性碰撞；（4）退偏度2产生激光的必要条件有哪些，并说明 其理由3试对常用的三种

20、气体激光器（氢-氟、二氧化碳、氮离子）的特性进行 比较4简要说明固体激光器中三能级系统与四能级系统的区别5简述激 光在分析化学中的应用6散射光有几种？它们各具有什么特点？7具有哪些分子结构的物质能产生拉曼光谱，为什么？8根据图9-13,可得到有关CCI4产生拉曼光谱时的哪些信息，图中外层 线表示偏振器在平行方向上时散射光的强度，内层线表示偏振器在垂直 方向上时散射光的强度9试对拉曼光谱法和红外光谱法进行比较10根据图9-14推断某化合物的结构（相对分子质量为54）第十八章色谱法原理1用3米长的填充柱得到如图18-9所示的分离,为了得到1.5的分辨率，柱子长度最短需多少?(0.75m) 2已知某

21、组份峰的底宽为40,保留时间为400,(1)计算此色谱柱的理论塔板数；(1600块)(2)若柱长为LOom, 求此理论塔板高度(0.625mm) 3在某气液色谱柱上组份A流出需 15.0min,组份B流出需25.0min,而不溶于固定相的物质C流出需2.0min, 问：(I)B组份相对于A的相对保留时间是多少？(1.77) (2) A组份相 对于B的相对保留时间是多少？ (0.57) (3)组份A在柱中的容量因子是 多少？(6.5) (4)组份B流出柱子需25.0min,那么，B分子通过固定相 的平均时间是多少？(23.0min)4组份P和Q在某色谱柱上的分配系数分 别为490和460,那么,

22、哪一个组份先流出色谱柱(Q)5混合样品进入气液色谱柱后,测定各组份的保留时间为:空气45,丙烷 1.5min,正戊烷 2.35min,丙酮 2.45min,丁醛 3.95min,二甲苯 15.Omin,当使 用正戊烷做基准组份时,各有机化合物的相对保留时间为多少(丙酮1.06)6在某色谱分析中得到下列数据:保留时间(tR)为5.0min,死时 间(tM)为LOmin,液相体积(VS)为2.0mL,柱出口载气体积流速(Ue)为 50mLmin,试计算：分配比k;(4.0)死体积Vm;(5OmL)分配系数K;(IOo)保留体积 VR(250mL)7某色谱峰峰底宽为50,它的保留时间为50min,在

23、此情况下，该柱子有多少块理论塔板(57600块)8在一根已知有8100块理论塔板的色谱柱上,异辛烷和正辛烷的调整保留时间为800和815,设(k+l)k=l,试 问：如果一个含有上述两组份的样品通过这根柱子,所得到的分辨率为多 少(0.414)(2)假定调整保留时间不变,当使分辨率达到1.00时,所需的塔板 数为多少(47234块)(3)假定调整保留时间不变,当使分辨率为1.5时,所需要的塔板 数为多少12已知R=2(tR2-tRl)(Y2+Yl),设相邻两峰的峰底宽度相等,证明R=13根据范第姆特方程，推导出以A、B、C常数表示的最佳线速度和最 小塔板高度。14长度相等的二根色谱柱，其范第姆

24、特常数如下：ABC 柱 10.18cm0.40cm2-10.24 柱 20.05cm0.50cm2-10.10如果载气流速是0.50cml,那么,这两根柱子给出的理论塔板数哪一个 大(相等)(2)柱1的最佳流速是多少(1.29Cm-I)15当色谱柱温为150团时, 其范第姆特方程中的常数A=0.08cm,B=0.15cm2l,00.03,这根柱子的最 佳流速为多少所对应的最小塔板高度为多少(u最佳=2.24Cm-1;H最小=2.14mm)16组份A和B在一根30cm柱上分离, 其保留时间分别为16.40和17.63min;峰底宽分别为1.11和1.2Imm,不 被保留组份通过色谱柱需1.3Om

25、in,试计算：分离度(Lc)6)(2)柱子的平均塔板数(3.34某103)板高H(8.71某 103cm)分离度RS=1.5时.所需柱长(60.1Cm)在长柱子上,组份B的保 留时间(35.3min)17假设两组份的调整保留时间分别为19及20min,死时 间为Imin,计算：较晚流出的第二组份的分配比k2;(20)欲达到分离度R=0.75时所需 的理论塔板数(39块)第十九章气相色谱法1试用方框图说明气相色谱仪的流程。2热导池、氢火焰检测器是根据何种原理制成的？3热导池检测器的灵敏度测定：进纯苯IuL,苯的色谱流出峰高为4mV, 半峰宽为Imin,柱出口载气流速为20mLmin,求该检测器灵

26、敏度。(91mVmLmg) 4氢焰检测器灵敏度测定：注入含苯0.05%的CS2溶液 IUL,苯的色谱峰高为10Crn,半峰宽为0.5Cm,记录仪纸速为1Cmmin,记录 纸每厘米宽为0.2mV,总机械噪音为0.02mV,求其灵敏度和检测限.(1.36某108mVg,L47某1010g)5以正丁烷一丁二烯为基准,在氧二丙月青和角鲨烷上测得的相对保留值分别为6.24和0,95,试求正丁烷.丁二烯相 对保留值为1时,固定液的极性P.(2.7)6已知含n-C10,n-Cll和n-C12烷煌 的混合物,在某色谱分析条件下流出时n-C10和n-C12调整保留时间分别 为10和14min,求n-Cll的调整

27、保留时间.(11.8)7在某一色谱分析条件下,把含A和B以及相邻的两种正构烷煌的 混合物注入色谱柱分析,A在相邻的两种正构烷煌之间流出,它们的保留 时间分别为10、11和12min,最先流出的正构烷煌的保留指数为800, 而组份B的保留指数为882.3,求组份A的保留指数,试问A和B有可能 是同系物吗(IA=852.3,不是)8进样速度慢,对谱峰有何影响9用气相色谱法分离正己醇、正庚醇、正辛醇、正壬醇以20%聚乙二醇 -20000于ChrOmOOrbW上为固定相，以氢为流动相时，其保留时间顺序 如何？10根据范氏方程解释柱温和载气流速对柱效能的影响，若要实现色谱 的快速分析如何选择操作条件？1

28、1根据碳数规律，推导下式I 某=IOon+lgtR(某卜IgtR(n)lgfR(n+l)lgtR(n)12已知C02气体体积含量分别为80%、40%、20%时,其峰高分别为100、50、25mm (等体积进样)，试作出外标曲线，现进一个等体积的样品,C02的峰高为75mm,试问此样品中C02的体积百分含量是多少？(60%) 13醋酸甲酯、丙酸甲酯、n丁酸甲酯在邻苯二甲酸二葵酯上的 保留时间分别为2.14、4.32、8.63min,试指出它们在阿皮松上分离时, 保留时间是增长还是缩短？为什么？14改变如下条件，对板高有何影响？ (1)增加固定液的含量；(2) 减慢进样速度；(3)增加气化室的温度

29、；(4)增加载气的流速；(5) 减小填料的颗度；(6)降低柱温。15试计算下列化合物的保留指数I：(a)丙烷,t,R=1.29min(300)(b)n- 丁 烷,t,R=2.21min(400)(c)n-戊 烷,t,R=4.10min(500)(d)n- 己 烷，tR=7.61min(600e)n庚 烷 zrR=14.08min(700)(f)n-辛 烷 zt,R=25.11min(800)(g) 甲 苯,t,R=l.32min(724)(h)异丁烷 /R=2.67min(431)(i)n-丙醇 zt,R=7.60min(600)(j)甲基乙基酮，tR=8.40min(616)(k)环己 t,

30、R=94min(585)(l)n-T,t,R=9.83min(642)16 试计算乙醇和正己醇在 题15所述柱子上的调整保留时间(5.87z16.48min) 17在气相色谱分析中,为了测定下面组份,宜选用哪种 检测器(a)农作物中含氯农药的饿残留量;(b)酒中水的含量XC)啤酒中微 量硫化物Xd)苯和二甲苯的异构体第二十章高效液相色谱法1什么是化学键合固定相它的突出优点是什么2什么叫梯度洗脱它与气相色谱中的程序升温有何异同3在液相色谱中,提高柱效的途径有哪些其中最有效的途径是什么4指出 下列各种色谱法,最适宜分离的物质：气液色谱(b)正相色谱反相色谱(d)离子交换色谱(e)凝胶色谱气固色谱(g)液固色谱5分离下列物质,宜用何种液相色谱 方法(b)CH3CH2OH 和 CH3CH2CH2OH(c)Ba2+和 Sr2+(d)C4H9COOH和C5HllCOOH(e)高相对分子质量的葡萄昔6在硅胶柱上,用甲苯为流动相,某溶质的保留时间为28min。若改用四氯 化碳或三氯甲烷为流动相，试指出哪一种溶剂能减小该溶质的保留时间？(CHCI3) 7指出下列物质在正相色谱中的洗脱顺序。(a)正己烷，正己 醇，苯(b)乙酸乙酯，乙酸，硝基丁烷 8指出习题7中物质在反相色谱中的洗脱顺序。