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） 1.50X 射线的波数（cm -1） (6.6610 7)（2） 670.7nm 锂线的频率（HZ） （4.4710 14)（3）3300cm -1波数的波长（nm） （3030）（4）Na 5889.95 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）（1） 原子内层电子跃迁 (1.210 2-1.2106)（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)（5）分子转动能级跃迁 (210-2-410-7)3 某种玻璃的折
2、射率为 1.7000,求光在此玻璃介质中的传播速度.(1.761010cm/s)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(1)单重态与三重态 (2)原子荧光与分子荧光(3)选择跃迁与禁阻跃迁 (4)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 Mg 2852(共振线)的跃迁 (31S0-31P1)8 下列哪种跃迁不能产生,为什么?(1) 31S0-31P1 (2) 31S0-31D2 (3) 33P2-33D3 (4) 43S1-43P1 (31S0-31D2)第二章 原子发射光谱分析法1 解释下列名词(1)激发电位和电离电位;(
3、2)原子线和离子线;(3)共振线和共振电位;(4)等离子体;(5)谱线的自吸.2 计算 Cu3273.96 和 Na 5895.92 的激发电位(eV) (3.78,2.10)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/ eV
4、2833.071 4.372802.001 5.742873.321 5.632663.171 5.972393.791 6.5010 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 和弱氰带的干扰,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:(1)矿石的定性、半定量；(2)合金中的铜（x%）; (3)钢中的锰（0.0 x-0.X%）;(4)污水中的 Cr.Mn.Cu.Fe.V.Ti 等(ppm- x%).15 分析下列试样时应选用什么类型
5、的光谱仪:(1)矿石的定性、半定量；(2)高纯 Y2O3中的稀土杂质元素;(3)卤水中的微量铷、铯.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:(1) 单道 ICP-AES;(2)原子吸收光谱法;(3)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 6
6、0,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(um)? (15.4,7.7)24 当某光栅(1250 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. (5/ mm,2.5 / mm)25 若光栅宽度为 50 mm,刻痕数为 1200 条/ mm,此光栅的理论分辨率应为多少?( 60000 )26 上述光栅能否将铌 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
7、 200-400nm,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:(1)多普勒变宽 (2)自然宽度(3)压力变宽 (4)振子强度(5)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(Pj/P0=2). (610-4)4 原子吸收光度计的单色器倒线色散率为 16/ mm,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
8、.7 测定人发中硒时,应选用何种火焰,并说明其理由.8 分析矿石中的锆时,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 如何用氘灯法校正背景,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 800ug/mL.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）
9、Cu 3274(4 2S1/2-42P1/2)（2）Cd 2288(5 1S0-51P1)（3）Sn 3034(5 3P1-53P0)（4）As 2350(4 2S3/2-42P1/2)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(Zn 2ug/ml,Cd 0.003ug/ml）;(2)鱼肉中汞的测定（x ppm） ；(3)水中砷的测定(0.x ppm)；(4)矿石中 La、Ce、Pr、Nd、Sm 的测定(0.00x-0.x%)；(5)废水中 Fe、M
10、n、Al、Ni、Co、Cr 的测定(ppm-0.x%)。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 和 跃迁类型？2 （CH 3） 3N 能发生 n 跃迁，其 max为 227 nm（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 max己烷 =305nm,其 max乙醇 =307nm，试问该吸收是由 n 还是 跃迁引起？ （ ）5 某化合物在乙醇中 max=287 nm,其在二氧六环中 max=295
11、nm,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、一个溴原子和一个双键，无 210 nm 以上的特征紫外光谱数据，写出其结果。 （C=C-C-C-Br）7 莱基化氧有两种异构形式存在：CH3-C（CH3）=CH-CO-CH3 （） 和 CH2=C（CH3）-CH2-CO-CH3 （ ）一个在 235 nm 处有最大吸收， max 为 12000；另一个在 220nm 以外无高强吸收，鉴别各属于哪一个异构体？（max=235 nm ，）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 228 nm （=14000） ，而 b 异构体在 296
12、 nm 处有一吸收带（=11000） ，这两种结构是：（b ，；a， ）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，353 nm；B，303 nm）11 计算下述化合物的 max。（252 nm ）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 max甲醇 =284 nm（9700） ，试问结构为何？（A）13 计算下述化合物的 max乙醇（A， 338 nm ；B，286 nm）14 计算下述化合物的 max（A， 254 nm ；B，274 nm
13、）15 试指出紫外吸收光谱曲线中定性的参数.16 试指出 n(n1) 阶导数光谱曲线与零阶导数光谱曲线的关系.17 1.010-3molL-1 的 K2Cr2O7 溶液在波长 450 nm 和 530 nm 处的吸光度 A 分别为 0.200 和 0.050. 1.010-4molL-1KMnO4 溶液在 450 nm 处无吸收,在 530 nm 处的吸光度为 0.420.今测得某 K2Cr2O7 和 KMnO4 的混合液在 450 nm 和 530 nm 处吸光度分别为 0.380 和 0.710.试计算该混合液中 K2Cr2O7 和 KMnO4 的浓度.假设吸收池长为 10 nm.(K2C
14、r2O7, 1.910-3molL-1; KMnO4, 1.4610-4molL-1)18 已知亚异丙基丙酮(CH 3)2C=CHCOCH3 在各种溶剂中实现 n 跃迁的紫外光谱特征如下:溶剂 环己烷 乙醇 甲醇 水max 335 nm 320 nm 312 nm 300 nmmax 25 63 63 112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 C7H10O，经 IR 光谱测定有C=O，-CH 3，-CH 2-及C=C，UV 测定 maxEtOH
15、=257 nm，试推断其结构。（CH 2=CH-C（CH 3）=CH-CO-CH 3）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 HCl 在红外光谱中吸收频率为 2993cm-1,试指出 H-Cl 键的键力常数.(5.1N/ cm)3 HF 中键的力常数约为 9 N/ cm:(a)计算 HF 的振动吸收峰频率 (4023 cm-1)(b)计算 DF 的振动吸收峰频率 (4122 cm-1)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
16、的称为红外活性,相反,则称为非红外活性,指出下列振动是否有红外活性.6 CS2 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:3020,2900,1690 和 1620 cm-1,在紫外区,它的吸收在 227 nm(=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 羰基化合物 R-CO-R,R-CO-Cl,R-CO-H,R-CO-F,F-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
17、合物中,出现 C=O伸缩振动频率的大小顺序应是怎样?(酰卤酸酯 醛酰胺)10 有一种晶体物质，据信不是羟乙基代氨腈（）就是亚氨恶唑烷（）：N C-NH2+-CH-CH2OH：HN=CH-NH-CO-CH 2-在 3330 cm-1（3.0um）和 1600 cm-1（6.25um）处有锐陡带 ,但在 2300 cm-1（4.35um）或 3600 cm-1（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?（ ）11 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 692 cm-1 处化合物 B:吸收带在 792cm-1 处化合物 C:吸收带在 742
18、cm-1 处( A,间位;B,对位;C,邻位)12 一种溴甲苯,C 7H7Br,在 801 cm-1 处有一个单吸收带 ,它的正确结构是什么?(对-溴甲苯)13 一种氯苯在 900 和 690 cm-1 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， COH（） （） （） （）（：2960 和 2870 cm-1；：3040-3010 cm-1；：3300 cm-1；：2720 cm-1
19、）17 顺式环戊二醇 -1，2 的 CCl4 稀溶液，在 3620 cm-1 及 3455 cm-1 处出现两个吸收峰？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？a b(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。（CH 2=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。（CH 3CH2CH2CO-O-CO-CH2CH2CH3）第八章 分子发光荧光、磷
20、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、X 荧光和分子荧光的产生原理。3 解释下列名词（1）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 8-14 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 10ug/mL 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 根据萘和菲的谱图（8-16，17） ，设计-分析方法检测其混合物中的萘、菲。8 简述流动注射分析法及其特点。第九章 激光光谱分析
21、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 试对常用的三种气体激光器（氦-氖、二氧化碳、氩离子）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 CCl4 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
22、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 已知某组份峰的底宽为 40s，保留时间为 400s， （1）计算此色谱柱的理论塔板数； （1600 块）（2）若柱长为 1.00m，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：（1）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
23、 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,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 s,丙烷 1.5min,正戊烷 2.35min,丙酮 2.45min,丁醛 3.95min,二甲苯 15.0 min,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
24、时间(t R)为 5.0 min,死时间(t M)为 1.0 min,液相体积(V S)为 2.0mL,柱出口载气体积流速(Ue) 为 50 mL/ min,试计算:(1)分配比 k; (4.0)(2)死体积 Vm; (50 mL)(3)分配系数 K; (100)(4)保留体积 VR (250 mL)7 某色谱峰峰底宽为 50 s,它的保留时间为 50 min,在此情况下,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 s 和 815 s,设(k+1)/k=1, 试问:(1)如果一个含有上述两组份的样品通过
25、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?(106277 块)9 已知某色谱柱的理论塔板数为 2500 块,组份 A 和 B 在该柱上的保留距离分别为 25 和 36mm,求 A 和 B 的峰底宽. (2.0 mm;2.88 mm)10 已知某色谱柱的有效塔板数为 1600 块, 组份 A 和 B 在该柱上的调整保留时间分别为 90 s 和 100 s,求其分辨率. (1.05)11 柱效能指标和柱的分离度有什么区别和联
26、系?12 已知 Rs=2(tR2-tR1)/(Y2+Y1),设相邻两峰的峰底宽度相等,证明 Rs=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，其范第姆特常数如下：A B C柱 1 0.18cm 0.40cm2s-1 0.24s柱 2 0.05cm 0.50 cm2s-1 0.10s(1)如果载气流速是 0.50 cms-1,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? (1.29 cms-1)15 当色谱柱温为 150时,其范第姆特方程中的常数 A=0.08 cm,B=0.15 cm2s-1
27、,C=0.03 s,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 =2.24cms-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 17.63 min;峰底宽分别为 1.11 和 1.21 mm,不被保留组份通过色谱柱需 1.30 min,试计算:(1)分离度 (1.06)(2)柱子的平均塔板数 (3.34103)(3)板高 H (8.7110-3cm)(4)分离度 RS=1.5 时.所需柱长 (60.1cm)(5)在长柱子上,组份 B 的保留时间 (35.3 min)17 假设两组份的调整保留时间分别为
28、19 及 20 min,死时间为 1 min,计算:(1)较晚流出的第二组份的分配比 k2; (20)(2)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 1uL，苯的色谱流出峰高为 4mV，半峰宽为 1 min ，柱出口载气流速为 20mL/min，求该检测器灵敏度。 （91 mV mL/mg）4 氢焰检测器灵敏度测定：注入含苯 0.05%的 CS2 溶液 1 uL,苯的色谱峰高为10cm,半峰宽为 0.5 cm,记录仪纸速为 1 cm /min,记录纸每厘米宽为 0.2 mV,总机械噪音为 0.02 mV,求其灵敏度和检测限.(1.36108 mVs/g,1.4710-10g/s)5 以正丁烷-丁二烯为基准,在氧二丙腈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-C11 和 n-C12 烷烃的混合物,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 14 min,求 n-C11 的调整保留时间.(11.8)
