化学分析工理论试题(简答∕论述题)
A级
1.分析结果准确度的检验方法有哪几种?
答:常用的检验方法有三种:平行测定、用标样对照和用不同的分析方法对照。 2.什么叫平行测定法?
答:所谓平行测定是操作分析时,对同一试样同时进行两份分析即按相同条件进行双份操作分析。平行测定要求平行测定的两个结果应很接近,未超出允许误差范围,可取平均值,否则有超差者必须重新分析结果达到接近。
3.简要说明原子吸收光谱法的基本原理是什么?
答:原子吸收光谱法的基本原理是基于元素所产生的原子蒸汽队同种元素所发射的特征谱线的吸收作用进行定量分析。即由一种特制的光源(元素的空心阴极灯)发射出元素的特征谱线,谱线通过该元素的原子蒸汽时被吸收,产生吸收信号,所吸收的吸光度的大小与试样中该元素的含量成正比。即A=K. 4.基准物质必须符合哪些条件。 答:基准物质应符合五项要求: (1)是纯度(质量分数)应≥99.9%;
(2)是组成与它的化学式完全相符,如含有结晶水,其结晶水的含量均应符合化学式; (3)是性质稳定,一般情况下不易失水、吸水或变质,不与空气中的氧气及二氧化碳反应; (4)是参加反应时,应按反应式定量地进行,没有副反应; (5)是要有较大的摩尔质量,以减小称量时的相对误差。 5.重量分析对沉淀形式有哪些要求?
答:(1)沉淀的溶解度必须很小,这样才能保证被测组分沉淀完全; (2)沉淀应易于过滤和洗涤; (3)沉淀力求纯净,尽量避免沾污杂质; (4)沉淀应易于转化为称量形式。 6.滴定分析法的基本原理
答:滴定分析是基于物质相互反应完全时,其物质的量满足一定的化学计量关系,根据消耗滴定剂的量与被测物质的量满足摩尔比关系,计算被测物质的含量。 7.晶形沉淀的沉淀条件是什么?
答: ?沉淀作用应在适当稀的溶液中进行,这样容易得到大颗粒沉淀。 ?应在不断搅拌下缓缓加入沉淀剂
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?沉淀作用宜在热溶液中进行。 ?陈化,使沉淀变得更加纯净。
8.如何开启挥发的试剂瓶(瓶内装乙醚,HNO3,HCL,NH3)?
答:尤其是夏季或室温较高的情况下,应先经流水充分冷却后,盖上湿布再打开,且不可将瓶口对着自己或他人.
9.请解释当置信概率为95%时,置信区间为67.37%-67.49%的含义。
答:含义是:对一样品的某物质通过几次测定后有95%的可靠性,认为其真实含量在67.37%-67.49%之间。
10.简述准确度与精密度的关系?
答:精密度高是准确度高的前提,即准确度高首先要精密度高;但精密度高了,准确度不一定高,在消除了系统偏差的前提下,精密度高准确度才高。 11.长期用玻璃瓶贮装的溶液会发生怎么变化?
答:会使溶液中含有钠、钙、硅酸盐杂志或使溶液中某些离子吸附于玻璃表面,使溶液中该离子浓度降低。
12.分光光度法显色反应中有哪些干扰及消除方法?
答 干扰:(1) 干扰离子本身具有颜色;(2)干扰离子与显色剂或被测组分反应,生成更稳定的配合物或发生氧化还原反应,使显色剂或被测组分的浓度降低;(3)干扰离子与显色剂反应生成有色化合物或沉淀。
消除方法:(1) 控制溶液的酸度;(2 ) 加入掩蔽剂 (3) 改变干扰离子的价态以消除干扰;(4)选择适当的入射波长消除干扰;(5 )选择合适的参比溶液;(6 )分离干扰离子。 13.什么叫指示剂的变色范围?它和指示剂的变色点有何关系?
答 指示剂明显地由一种颜色变为另一种颜色的PH范围称为指示剂的变色范围。各种指示剂由于其电离常数不同,其变色点的PH值也不相同,指示剂的变色范围通常在变色点前后各一个PH单位,即PH=PKHIn±1(pKHIn为理论变色点)。 14.什么叫吸收增强效应?
答 在X射线荧光分析中,由于试样中除分析元素外的其它元素对分析谱线强度的减弱或增强,而使得分析谱线的强度与待测元素的浓度的正比关系受到影响,这种影响称为吸收――增强效应。 15.说明滴定管的读数方法 答:滴定管读数方法应遵循:
(1)注入溶液调节初始读数时,应等待1~2分钟; (2)读数时要保证滴定管垂直向下;
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(3)初读与终读方式要保持一致,以减少视差; (4)读数要读到小数点后两位。
16.现有Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+四种离子的混合溶液,要使Fe3+与其它离子分离,请在NaOH、KOH、NH4OH、NH4Cl中选择一种试剂,并说明理由。
答:应选用NH4OH。因在浓氨溶液中Cu2+、Zn2+、Ag+均生成配离子而留在溶液中,但Fe3+生成Fe(OH)3沉淀,从而使Fe3+与其它离子分离。
17.简述高频电感耦合等离子体 (ICP)的优点。
答:①检出限低;②稳定性好,精密度、准确度高;③自吸效应、基体效应小;④选择合适的观测高度,光谱背景小。
18.分析工作对试样的分解一般要求有哪些?
答:①试样应分解完全;②试样分解过程中待测成分不应有挥发损失;③分解过程中不应引入被测组分和干扰物质。
19.原子发射光谱法主要包括哪三个过程?
答:①由光源提供能量使试样蒸发、形成气态原子,并进一步使气态原子激发而产生光辐射;②将光源发出的复合光经单色器分解成按波长顺序排列的谱线;③用检测器检测光谱中谱线的波长和强度。 20.原子吸收光谱分析中灯电流的选择原则 答 在保证放电稳定和有适当光强输出情况下,尽量选用低的工作电流。 21.简述重量分析对沉淀式的要求有哪些?
答:(1)沉淀式应具有最小的溶解度。(2)沉淀式应尽可能具有便于过滤和洗去杂质的结构。(3)沉淀式应当容易转变为称量式。
22.为下列操作选用一种合适的实验室中常用的玻璃仪器,写出名称和规格。 (1)盛装K2Cr2O7标准溶液以进行滴定,; (2)储放一升AgNO3标准溶液; (3)冷却灼烧后坩锅。
答:盛装K2Cr2O7标准溶液以进行滴定,用酸式滴定管,储放一升AgNO3标准溶液用综色细口玻璃瓶,灼烧后坩锅应在干燥内冷却。 23.如何配制和保存Na2S2O3溶液?
答:使用煮沸并冷至室温的水配制,或配好后煮沸10min。配制时可加入少许Na2CO3,以抑制细菌的作用。配好的溶液应茶色瓶中密封保存,放置两周后过滤备用。 24.标准物质的基本特征是什么?
答案:化学成分分布的均匀性,化学成份量量准确性和样品的长期稳定性是标准物质的基本特征,也
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是标准物质的基本要求。
25.试分析酸碱滴定法中,酸碱标准溶液浓度太浓或太稀的弊端。
答案:当酸碱标准溶液浓度过高时,所产生的误差比较大,而浓度太低时,指示剂变色不明显,也将引起分析误差。
26.为什么在酸碱滴定时常用强酸或强碱作滴定剂?
答案:为使酸碱滴定pH突跃范围尽可能大,以利指示剂的选择并减小误差,常用强酸或强碱作滴定剂,被测定的物质(酸或碱)是不能人为选择的,但滴定剂可以人为选用。 27.分析结果报出时的有效数字位数规定是什么? 答:在分析结果报出时
①当分析结果数据≥10%时,分析结果保留4位有效数字; ②10%>当分析结果数据≥1%时,分析结果保留3位有效数字; ③当分析结果数据﹤1%时,分析结果保留2位有效数字。 28.滴定至临近终点时加入半滴的操作是怎样进行的?
答:加入半滴的操作是:将酸式滴定管的旋塞稍稍转动或碱式滴定管的乳胶管稍微松动,使半滴溶液悬于管口,将锥形瓶内壁与管口接触,使液滴流出,并用洗瓶以纯水冲下。
29.标准溶液装入滴定管之前,为什么要用该溶液润洗滴定管2~3次?而锥形瓶是否也需用该溶液润洗或烘干,为什么?
答:为了避免装入后的标准溶液被稀释,所以应用该标准溶液润洗滴管2~3次。而锥形瓶中有水也不会影响被测物质量的变化,所以锥形瓶不需先用标准溶液润洗或烘干。 30.化学分析常用的试剂分几级?怎样表示? 答:分四级。
一级 优级纯 (标签绿色) 用GR表示 二级 分析纯 (标签红色) 用AR表示 三级 化学纯 (标签蓝色) 用CP表示 四级 化学实验试剂 (标签黄色) 用LR表示 此外还有更高的基准试剂、光谱纯试剂。
31.实验室如何用浓硫酸配置稀硫酸?为什么要这样操作?
答:纯H2SO4与水反应时放出大量热,故在配制稀H2SO4时应将浓H2SO4徐徐加入水中并加以搅拌以散热,切不可反向进行,否则放出大量的热,水迅速蒸发飞溅带出浓H2SO4伤人。 32.试样分解时常用的方法有哪些?
答: 溶解法和熔融法。溶解法:是用酸或碱直接进行溶解的方法。熔融法:是一种用酸性和碱性熔剂
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与试样在高温下进行复合分解反应的方法。
33.矿样粉碎全部通过一定的筛目,不允许将粗粒弃去,为什么?
答:在矿石中难破碎的粗粒与易破碎的细粒的成份常常不同,在任何次过筛时,应将未通过孔的粗粒进一步破碎,直到全部过筛为止,不可将粗粒弃去。 34.什么叫四分法?
答:先将以破的样充分混匀,堆成圆锥形,将它压成圆饼状,通过中心按十字形切为四等份,弃去任意对角两份。
35.通常作为溶剂的酸有几种?
答:常用作溶剂的酸有盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、高氯酸、氢氟酸以及它们的混合酸。 36.简述溶度积和溶解度的关系?
答:溶度积表示难溶解电解质在一定温度下溶解能力的大小,对于同类型难溶电解质,溶度积小者其溶解度也小,可以说沉淀的溶度积是反映沉淀溶解度的标志,两者之间具有内在的相互联系,可以用溶解度求它的溶度积,反过来可以根据溶度积求溶解度。
37.过硫酸铵银盐氧化-硫酸亚铁铵标准溶液滴定容量法测定铬的方法中,当溶液中同时存在锰、钒、铬离子时,过硫酸铵先氧化哪种离子,为什么?
答;氧化顺序为钒、铬、锰。因为它们的标准电极电位分别为;E(S2O8E(Cr2O702?02?/SO42?)=2.01V,
/Cr
3?)=1.33V, E(MnO40?/Mn
2?)=1.51V, E(VO3/VO
0?2?)=0.999V。电极电位越低,表
示其还原态的还原能力越强,首先被氧化,所以钒先被氧化。
38.用NaOH标液滴定0.1mol/L的HCL-H3PO4混合液,可以出现几个滴定突跃范围? 答:两个
第一个突跃为HCL被滴定,H3PO4被滴定到H2PO4 - 第二个突跃为H2PO4-被滴定到HPO42-
39.有一碱溶液可能是NaOH,NaHCO3,Na2CO3或以上几种物质混合物,用HCL标准溶液滴定,以酚酞为指示剂滴定到终点时消耗HCL V1 mL;继续以甲基橙为指示剂滴定到终点时消耗HCL V2 mL,由以下V1和V2的关系判断该碱溶液的组成。 (1)V1 > 0, V2 = 0 (2)V2 > 0, V1 = 0 (3)V1 = V2 (4)V1 > V2 > 0 (5)V2 > V1 > 0
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答:V1 > 0, V2 = 0 NaOH V2 > 0, V1 = 0 NaHCO3 V1 > V2 > 0 NaOH + Na2CO3 V2 > V1 > 0 NaHCO3 + Na2CO3 V1 = V2 Na2CO3
40.下列情况分别引起什么误差?如果是系统误差,应如何消除? ?砝码被腐蚀; ?天平两臂不等长; ?容量瓶和吸管不配套; ?重量分析中杂质被共沉淀;
?天平称量时,最后一位读数估计不准;
?以含量为99%的邻苯二甲酸氢钾作基准物标定碱溶液。 答:?引起系统误差,校正仪器; ?引起系统误差,校正仪器; ?引起系统误差,校正仪器; ?引起系统误差,做对照实验; ?引起偶然误差;
?引起系统误差,做对照实验或提纯试剂。 41.化学计量点和滴定终点是否相同?为什么?
答:不同,化学计量点是指:在滴定过程中,当滴入的标准溶液的物质的量与待测定组分的物质的量恰好符合化学反应式所表示的化学计量关系时,我们称反应到达了化学计量点;滴定终点是指:指示剂颜色发生变化时,即停止滴定,这一点称为滴定终点。
两者不同点:化学计量点是根据化学反应的计量关系求得的理论值, 而滴定终点是实际滴定时的测得值。
在滴定分析中,化学计量点与滴定终点的关系是:两者愈接近,滴定误差愈小。 42.什么叫滴定度?滴定度与物质的量浓度如何换算?试举例说明之。 答:滴定度是指与每毫升标准溶液相当的被测组分的质量,
用T被测物/滴定剂表示,如T=0.005682g/mL,即表示1mL KMnO4溶液相当于0.005682克铁。 滴定度与物质的量浓度之间的换算关系为:
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43.原子发射光谱法的特点是什么?
答:原子发射光谱分析的优点:(1)多元素同时检测能力;(2)分析速度快;(3)选择性好;(4)检出限低;(5)准确度较高;(6)试样消耗少;(7)ICP光源校准曲线线性范围可达4~6个数量级。 原子发射光谱分析的缺点:常见的非金属元素如氧、硫、氮、卤素等谱线在远紫外线区,目前一般的光谱仪尚无法检测;还有一些非金属元素,如P,Se,Te等,由于其激发电位高,灵敏度较低。 44.NaOH标准溶液能否用直接配制法配制?为什么?
答:由于NaOH容易吸收空气中的水分和二氧化碳,因此氢氧化钠标准溶液不能直接配制,只能配成近似浓度后,用基准物质标定其浓度 45.实验室质量控制的内容有哪些?
试剂和环境的控制;样品的采取、制备、保管及处理控制;标准操作程序、专门的实验记录;分析数据的处理;计量器具的检定和校准;工作人员的培训和考核;经常的质量监督与检查等。 46.仪器分析主要有那些特点?
?试样用量少,适用于微量、半微量乃至超微量分析; ?检测灵敏度高,最低检出量和检出浓度大大降低;
?重现性好,分析速度快,操作简便,易于实现自动化、信息化和在线检测; ?实现试样非破坏性分析及表面、微区、形态等分析;
?可实现复杂混合成分分离、鉴定或结构测定;一般化学分析难于实现; ?仪器分析一般相对误差较高,为3%~5%,不适宜常量和高含量成分分析; ?需要结构较复杂的昂贵仪器设备,分析成本一般比化学分析高。 47.缓冲溶液的选择原则
答:分析化学中应用缓冲溶液的场合非常多,选择缓冲溶液时,通常要根据实际情况,依据以下原则: (1)缓冲溶液对测量过程应无干扰。
(2)所需控制的PH应在缓冲溶液的缓冲范围之内。 (3)应有足够的缓冲容量。
(4)缓冲物质应廉价易得,避免污染。
48.什么是基准物质,基准物质的选择应符合哪些要求?
答:能用于直接配制或标定标准溶液的物质称为基准物质,它应符合下列要求: (1)试剂的组成与化学式完全相符。
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(2)试剂的纯度(质量分数)在99.9%以上。
(3)性质稳定,储存及使用过程中不会发生性质的改变。 (4)最好有较大的摩尔质量,以减小称量误差。 49.简述氧化还原指示剂的种类 答:氧化还原滴定常用指示剂有以下几种类型。
(1)自身指示剂。在氧化还原滴定中,有些标准溶液或被滴定的物质本身有颜色,如果反应后变为无色或浅色物质,那么滴定时就不必另加指示剂。
(2)显色指示剂。有的物质本身并不具有氧化还原性,但它能与氧化剂或还原剂产生特殊的颜色,因而可以指示滴定终点。
(3)本身发生氧化还原反应的指示剂。这类指示剂的氧化态和还原态具有不同的颜色,在滴定过程中,随着氧化态和还原态浓度发生变化使得颜色发生改变,从而可指示滴定的终点。 50.简述滴定操作的注意事项。
答案:(1) 最好每次滴定都从0.00mL开始,或接近0的任一刻度开始,这样可减少滴定误差。 (2) 滴定过程中左手不要离开活塞而任溶液自流。
(3) 滴定时,要观察滴落点周围颜色的变化,不要去看滴定管上的刻度变化。
(4) 控制适当的滴定速度,一般每分钟10mL左右,接近终点时要一滴一滴加入,即加一滴摇几下,最后还要加一次或几次半滴溶液直至终点。
(5)读数时将滴定管从滴定管架上取下,用右手拇指和食指捏住滴定管上部无刻度处,使滴定管保持垂直,然后再读数。
51.为什么硝酸要存放在黑暗及温度较低的地方?
答:由于硝酸很不稳定,容易分解成氮的氧化物、水和氧气。纯硝酸或浓硝酸在常温下见光就会分解,受热时分解更快。反应如下:
见光或受热4HNO3?????2H2O?4NO2?O2?
硝酸溶液越浓,温度越高就越容易分解。分解时,一部分二氧化氮溶解在溶液中,是溶液显黄色。因此,为了防止硝酸分解,平时必须将其放在黑暗及温度较低的地方保管。 52.光谱仪的光学系统由哪五个主要组成部分?
答案::由入射狭缝、光栅、出射狭缝、发射镜、光电倍增管五个主要组成部分。 53.什么是系统误差?
答案::由于某些比较确定的原因所引起的有一定规律性的,对测定值的影响比较固定、能够校正的误差。
54.影响氧化还原反应速度的因素有哪些?
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答: (1)氧化剂和还原剂的性质 (2)反应物的浓度对反应速度的影响 (3)温度对反应速度的影响
(4)催化剂和诱导反应对速度的影响。 55.试述配位滴定中金属指示剂变色原理。
答:金属指示剂用来指示配位滴定终点。例如EDTA滴定Mg2+,用铬黑T(简称EBT)作指示剂。EBT与Mg2+生成红色配合物。在滴定开始到等当点前溶液呈红色。加入EDTA,Mg2+逐步被配合,当反应达到等当点时,溶液中的Mg2+急剧减少,此时稍过量的EDTA将EBT-Mg2+中的Mg2+全部夺取,释放出相应的EBT。EBT本身为蓝色,根据溶液由红色转变为蓝色即可确定滴定终点。 56.操作者如何注意保护X射线管?
答:一般说来,管流取决于灯丝电流,当灯丝电流高于某值时,管流开始增加,此后随灯丝电流的增大,而管流则急剧增高,因此操作者切不可将灯丝电流调整得过大,以免烧坏X射线管。X射线管对运行条件的要求是极严格的,电压不能过高,功率不能超过额定功率(功率=管压×管流)。然而电压也不可调得太低,不能在低管压高管流的条件下运行,更不能在不清楚运行参数指标的条件下,将X射线管置于运行状态。
57.试从分光原理和分光的优缺点比较棱镜和光栅。 答:分光原理: 棱镜:光的折射原理
光栅:狭缝的干涉和光栅的衍射 分光的优缺点比较:
与棱镜相比,光栅作为色散元件有以下优点:
适用范围广;色散率大,分辨率高;色散率不随波长变化。但光栅光谱有级,级与级之间有重叠现象,而棱镜光谱则无这种现象。
58.如何减少偶然误差?如何减少系统误差?
答: 在一定测定次数范围内,适当增加测定次数,可以减少偶然误差。
针对系统误差产生的原因不同,可采用选择标准方法、进行试剂的提纯和使用校正值等办法加以消除。如选择一种标准方法与所采用的方法作对照试验或选择与试样组成接近的标准试样做对照试验,找出校正值加以校正。对试剂或实验用水是否带入被测成分,或所含杂质是否有干扰,可通过空白试验扣除空白值加以校正。
59.甲、乙两人同时分析一矿物中的含硫量。每次取样3.5g,分析结果分别报告为 甲:0.042%,0.041%。乙:0.04199%,0.04201%。哪一份报告是合理的?为什么?
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答:甲的报告是合理的。
因为取样时称量结果为2位有效数字,结果最多保留2位有效数字。甲的分析结果是2位有效数字,正确地反映了测量的精确程度;乙的分析结果保留了4位有效数字,人为地夸大了测量的精确程度,不合理。
60.引起化学试剂变质的因素有哪些?
答:引起化学试剂变质的因素有:空气中O2、CO2的影响;光线的影响;温度的影响;湿度的影响。 61.固体试样的称量方法有几种?分别适用于哪种试样?
答:固体试样的称量方法有:指定称量法,直接称量法,减量法。前两种适用于在空气中性质比较稳定的试样,后一种适用于易吸湿、易氧化、易与CO2反应的试样,也适用于连续称量的试样。 62.滴定分析法对化学反应的主要要求是什么?
答:反应必须按一定的反应方程式定量完成,无副反应;反应速度要快;有适当的方法确定终点。 63.简述何为再现性及作用
答:再现性是指在任意两个实验室,由不同分析人员,用不同仪器,在不同或相同的时间内,用同一分析方法,对同一量进行两个单次测定值按指定概率的允许差。它反映了实验室间的系统误差与在重复测定条件下不会存在的其它随机误差,是实验室间测定波动性的量度。 再现性用来检查实验室间测定的精密度是否符合要求。 64.简述急性中毒现场抢救一般应遵循的原则。 答:1 救护者做好个人防护。 2 切断毒物来源
3 采取有效措施防止毒物继续侵入体内。 65.简述化学危险品的分类:
答:爆炸品、氧化剂、压缩空气、自燃品、遇水易燃物品、易燃液体、易燃固体、毒害物品、腐蚀物品、放射性物品。
66.分离不同含量待测组分对回收率有什么要求?
答:由于分离过程中待测组分的挥发、分解、器皿的吸附或人为因素引起待测组分的损失,RT通常小于1。对于含量1%以上的组分,回收率应在99%以上即可,对于微量组分,要求回收率大于95%即可。某些痕量分析方法,例如放射化学分析法允许其回收率更低些。 67.红外碳硫分析中氧气的作用是什么?
评分标准:共5分,每个2.5分。内容相似或相近均得分。答:氧气作用有两个:(1)一是有助于试样的燃烧,作为燃烧气体使用。
(2)二是载气,燃烧释放出的气体被氧气载入检测器进行检测。
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2)形成混晶:存在与构晶离子晶体构型相同、离子半径相近、电子层结构相同的杂质离子,沉淀时进入晶格中形成混晶。减小方法,a将杂质事先分离除去;b加入络合剂或改变沉淀剂,以消除干扰离子。 2、后沉淀(继沉淀):溶液中被测组分析出沉淀之后在与母液放置过程中,溶液中其他本来难以析出沉淀的组分(杂质离子)在该沉淀表面继续沉积的现象。 消除方法,缩短沉淀与母液的共置时间。
104.说明以下测定中,分析结果偏高、偏低还是没影响?为什么? ?在pH=4或pH=11时,以铬酸钾指示剂法测定Cl-。 ?采用铁铵钒指示剂法测定Cl-或Br-,未加硝基苯。 ?吸附指示剂法测定Cl-,选择曙红为指示剂。 答:?偏高,指示剂变色延迟或Ag+水解。 ?偏低,沉淀转化,消耗过多的SCN-。 ?偏低,指示剂吸附太强,重点提前。 105.简述ICP光源的优缺点?
答:1、ICP光源的优点:(1)具有好的检出限;(2)ICP稳定性好,精密度高;(3)基体效应小;(4)选择合适的观测高度光谱背景小;(5)准确度高,相对误差为1%。(6)自吸效应小。 2、ICP光源的缺点:(1)对非金属测定灵敏度低;(2)仪器价格较贵;(3)维持费用也较高。 106.以H2SO4为沉淀剂沉淀为BaSO4,测定钡含量时:
(1)为什么要在稀热溶液中且不断搅拌条件下逐滴加入沉淀剂沉淀BaSO4? (2)为什么要在热溶液中沉淀BaSO4?
答:(1)在适当稀的溶液中,使部分SO42-成为HSO4-,稍微增大沉淀的溶解度,而降低溶液的过饱和度,同时可防止溶胶作用。(2)在热溶液中进行沉淀,并不断搅拌,以降低过饱和度,避免局部浓度过高的现象,同时也减小杂质的吸附。
107.火焰原子吸收法消除化学干扰的方法主要有哪些? ?改变火焰类型; ?改变火焰特性; ?加入释放剂; ?加入保护剂; ?加入缓冲剂; ?采用标准加入法。
108.典型的单色器主要有哪些部分组成? ?入射狭缝;
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?准直装置; ?色散装置;
?聚焦透镜或凹面反射镜; ?出射狭缝。
109.用基准Na2CO3标定HCl溶液时,下列情况会对HCl的浓度产生何种影响(偏高、偏低或没有影响)?
(a)滴定时速度太快,附在滴定管壁的HCl来不及流下来就读取体积; (b)称取Na2CO3时,实际质量为0.1834g,记录时误记为0.1824g; (c)在将HCl标准溶液倒入滴定管之前,没有用HCl溶液荡洗滴定管; (d)锥形瓶中的Na2CO3用蒸馏水溶解时,多加了50 mL蒸馏水; (e)滴定开始之前,忘记调节零点,HCl溶液的液面高于零点; (f)滴定管活塞漏出HCl溶液; (g)称取Na2CO3时撒在天平盘上; (h)配制HCl溶液时没有混匀。
答:该题涉及的概念是中和反应的计算,滴定过程中可能出现的操作失误,其中涉及的化学反应为: Na2CO3十2HCl=2NaCl十H2O十CO2
(a)可能使滴定读数VT偏大,使HCl的浓度偏小。
(b)这样会使Na2CO3的计算摩尔数小于实际摩尔数(nB小),当用盐酸滴定时,使实际消耗的盐酸体积VT较大,从而使盐酸浓度偏小。
(c)因为此操作会使滴定管中盐酸浓度较标准溶液瓶中的盐酸浓度减小,所以滴定时,消耗盐酸的体积偏大,则使盐酸浓度偏小。
(d)此操作相当于稀释了Na2CO3,当用盐酸滴定时,终点会因溶液被稀释而推后,故消耗的盐酸体积增大,使盐酸浓度偏低。
(e)这样使实际读数VT小于实际消耗的盐酸体积,使盐酸浓度偏高。
(f)因为漏液可能漏出滴定管,而没有漏入锥形瓶中,所以这种情况就会使实际消耗的盐酸体积VT偏大,使盐酸浓度偏低。
(g)撒在天平盘上的Na2CO3质量已计入称量质量,实际锥形瓶中的Na2CO3质量小于称量质量,故在用盐酸滴定时,消耗的盐酸体积仅为锥形瓶中的Na2CO3质量,这样就使盐酸的浓度偏大。 (h) HCl溶液没有混匀,可能造成浓度偏大或偏小。
110.下列情况各引起什么误差?如果是系统误差,如何消除? (1)砝码腐蚀。
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(2)称量时试样吸收了空气中的水分。 (3)天平零点稍有变动。
(4)读取滴定管读数时,最后一位数字估测不准。 (5)以含量为98%的金属锌作为基推物质标定EDTA。 (6)试剂中含有微量被测组分。
(7)用重量法测定SiO2时,试液中硅酸沉淀不完全。 答:(1)系统误差。对砝码进行校正。 (2)系统误差。样品烘干后再称量。 (3)偶然误差 (4)偶然误差
(5)系统误差,改用纯锌(含量99.9%以上)作基准物。 (6)系统误差,作试剂空白。
(7)系统误差,可将滤液中的SiO2含量测定出来(可用比色法),然后加到重量法的结果中。 111.直接碘量法和间接碘量法有什么不同?
答:直接碘量法是以I2为滴定剂,直接滴定一些较强的还原剂。间接碘量法是利用I为中等强度的还原剂,可被一般氧化剂定量氧化而析出I2,然后用Na2S2O3标准溶液滴定析出的I2,从而间接测定氧化性物质的方法。
112.配制碘标准溶液的注意事项是什么?
答:配制碘标准溶液时,由于碘极易挥发,在常温下是固体,易升华,在水中溶解度不大,但易溶于KI、HI和其他碘化物溶液中,形成I3离子。因此,需加入一定量的KI,使其在溶液中形成I3离子。 113.采用磷酸溶解样品有什么缺点,如何解决?
答:磷酸溶解样品时的缺点是:如加热温度过高,时间过长,会析出难溶性的焦磷酸盐沉淀,并对玻璃器皿腐蚀严重,且溶样后如冷却过久,再用水稀释,会析出凝胶。因此,在溶样时,样品粒度要小,溶样温度要低,时间短,并不断摇动,溶液冒白烟就立即停止加热,且在溶液未完全冷却即用水稀释。 114.为什么离子选择性电极对特定离子具有选择性?
答案:离子选择性电极之所以能对某一特定离子产生响应,主要是由于溶液中的离子与电极膜上的相关离子之间发生交换,从而使电极膜两侧产生膜电位。 115.简述如何配制Na2S2O3标准溶液?
答案:应使用煮沸并冷却至室温的水配制。或配好后煮沸10min。配制时可加入少许Na2CO3,以抑制细菌的作用。配好后的溶液应在棕色瓶中保存,放置两周后过滤备用。
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116.说明滴定分析中滴定反应的条件。 答案:滴定分析中滴定反应的条件是: ?反应必须是定量地完成,不得有副反应;
?反应应迅速完成,速度慢时可采取加热或加入催化剂等方式来加快反应速度; ?有比较简便可靠的方法指示等当点; ?共存物质不产生干扰或者能被掩蔽。
117.什么叫仪器的漂移?它有多少种?一般采用什么办法消除它的影响?
答:分析仪器的测量强度,由于仪器的外部条件和本身条件的变化,随时间改变的现象叫漂移。漂移分为电学漂移、光学漂移、环境条件漂移等。漂移使工作曲线变动而使分析结果产生误差,一般采用标准化的方法来消除它的影响。
118.有人说“滴定分析所用标准溶液浓度不宜过大的原因是由于过量一滴所造成的误差必然相应增大”,你认为正确吗? 试说明:
(1) 由于过量一滴所造成的误差与浓度有何关系? (2) 浓度大时对终点误差的影响是有利或是无利? (3) 浓度不宜过大原因是什么? 答: 上述说法不正确。
(1) 此时必须增大试样量,使消耗体积与原来相近,这时过量1滴(0.04mL)所造成的误差为0.04×c/V×c = 0.04/V, 它仅与总消耗体积有关,而与浓度无关;
(2)对终点误差而言,则是浓度大些好,以NaOH滴定HCl为例,若是以酚酞为指示剂, Et = 10-5×V/c×V = 10-5/c,即浓度大则终点误差小; (3)浓度不能过大,原因是防止造成浪费。
119.为什么原子发射光谱法对火焰温度的变化比原子吸收和原子荧光光谱法更为敏感?
答:原子发射光谱法以测定发射线为基础,火焰温度的变化会对激发态原子数及电离原子数产生重大的影响;而原子吸收和原子荧光光谱法是以开始时未被激发的原子为基础,与温度的依赖关系较小,故原子发射光谱法对火焰温度的变化比原子吸收和原子荧光光谱法更为敏感。 120.何谓内标法?光谱定量分析时为何要采用内标法?
答:在被测元素的谱线中选一条分析线,在基体元素谱线中选一条与它相匀称的内标线,根据这一对谱线强度的比值对被测元素的含量制作工作曲线,然后对未知试样进行定量分析的方法称为内标法。 因为谱线强度 I 不仅与元素的浓度有关,还受到许多因素的影响,采用内标法可消除因实验条件的波动等因素带来的影响,提高准确度。
121.标准滴定溶液的配制方法有哪两种?如何正确选用?
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答:标准滴定溶液的配制方法有:直接配制法和标定法。标准溶液本身是基准物的可直接配制,不是基准物的必须用标定法配制。 122.标定标准溶液的方法有哪几种?
答:标定标准溶液的方法有三种:用基准物标定;用已知准确浓度的标准溶液标定;用已知准确含量的标准样品标定。
123.如何配制Na2S2O3标准滴定溶液?
答:Na2S2O3标准溶液要用煮沸过的蒸馏水,除去CO2和细菌;加少量的Na2CO3抑制细菌生长;在棕色瓶中静置一周后再标定;使用后要定期标定。
124.草酸和邻苯二甲酸氢钾均可作为标定NaOH溶液的基准物,二者比较哪个较好,为什么? 答:邻苯二甲酸氢钾。原因:
(1)邻苯二甲酸氢钾分子量大,称样量大,引进的相对误差小。
(2)邻苯二甲酸氢钾不含结晶水,不易风化;草酸含有两个结晶水,在空气中及高温时会失去结晶水,使其结构和分子式不符,产生较大误差。
(3)邻苯二甲酸氢钾易制得纯品,可作为基准物,也可配成溶液使用。 125.简述ICP光源对雾室的要求。
答:1 细化雾珠,去除大颗粒雾滴,与雾化器配合,向ICP光源提供均匀而细小的高密度试液气溶胶 2 较小的容积,较低的记忆效应,容易清洗
3 缓冲由于进样而引起的脉动,使载气气溶胶流能平稳进入光源 能连续平稳地排出废液。
126.原子吸收分光光度计和紫外可见分子吸收分光光度计在仪器装置上有哪些异同点? 为什么? 答:二种分光光度计均由光源、单色器、吸收池(或原子化器)、检测器和记录仪组成,但在设计位置上是不同的。单色器放在原子化器后面是为了避免火焰中非吸收光的干扰。 前者 光源→原子化器 → 单色器 → 检测 → 记录 后者 光源 → 单色器 → 吸收池 → 检测 → 记录 127.分光光度法中选择显色反应时应考虑的因素有哪些? 答:①显色反应的选择性要好。②显色反应的灵敏度要高。 ③显色剂与有色化合物之间的颜色差别要大。 ④反应生成的有色化合物组成要恒定。 ⑤有色化合物的化学性质要稳定。 ⑥有色化合物的离解常数要小。 ⑦显色反应的条件易于控制。
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蚀天平。
(3)天平载重不得超过最大负荷,被称物应放在干燥清洁的器皿中称量,挥发性、腐蚀性的物体必须放在密封加盖的容器中称量。
(4)不要把热的或过冷的物体放到天平中称量。应在物体和天平室的温度一致后进行称量。 (5)被称物体和砝码应放在秤盘中央,开门、取放物体、砝码时必须休止天平,转动天平停动手钮要缓慢均匀。
(6)称量完毕应及时取出所称样品,把砝码放回盒中,指数盘转到零位,关好天平各门,拔下电源插头,罩上防尘罩。
(7)搬动天平时应卸下秤盘、吊耳、横梁等部件,天平零件不得拆散挪作它用。 (8)搬动或拆装天平后应检查天平性能。 252.影响氧化还原反应速度的因素有哪些?
答:(1)氧化剂和还源剂的性质:不同性质的氧化剂和还原剂其反应速度相差很大,这与它们电子层结构、条件电位的差别和反应历程有关。
(2)反应物浓度:一般来说反应物的浓度越大,反应速度越快。
(3)温度:对大多数反应升高温度可以提高反应速度,但并不是所有的反应都能用升温的办法来加快反应速度。如具有挥发性的物质(如I2)、极易被空气中的氧氧化的物质(如Fe2+、Sn2+等)加热会引起挥发或氧化,从而引起误差。
(4)催化剂:有正催化剂和负催化剂之分。正催化剂可加快反应速度,负催化剂可减慢反应速度(也称“阻化剂”)。在实际工作中可根据需要选择催化剂或阻化剂。 253.简述电感耦合等离子炬(ICP)的主要组成部分及其作用
答案:电感耦合等离子炬(ICP)主要由三部分组成:高频发生器、等离子体炬管和雾化系统。 1、高频发生器其作用是产生高频磁场,供给等离子体能量。
2、等离子体炬管是ICP的核心部件,其性能对ICP的形成、稳定以及结果的准确度都有明显的影响。ICP炬管是一个由三层同心石英管制成的玻璃管。工作气体通常是氩气,提供三部分需要。外层石英管中切向方向引入气体作为冷却气(也称等离子气),作用是冷却外管壁和维持等离子体,次部分气体用量最大;中间管引入气体作为辅助气,作用是点燃等离子体。在进样稳定后,也可关闭该气体;内管气体称为载气,作用是输送试样气溶胶进入等离子体。
3、雾化系统作用是将试样溶液雾化成细小的雾珠,形成气溶胶,由载气送入等离子体 254.原子发射光谱定性分析可分为哪几类?并简述各类的用途。
答案:原子发射光谱定性分析可分为两大类,一是指定元素分析,二是未知元素全分析。
1、指定元素分析:如果需检测指定的几种元素,可采用与标准试样光谱图比较的方法,即将待测元素
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的标准试样与未知试样并列摄谱,然后在映谱仪上观察二者特征谱线重叠情况。一般地,如果待测元素有2~3条特征谱线与标准样品特征谱线重合,可任务试样中存在该元素。
2、未知元素全分析:通常采用与铁谱比较的方法。纯铁谱线很多,在210~660nm范围内有4000多条谱线,且每条谱线波长均已经过精确测定,这样就使铁光谱成为一个天然的波长标尺。将各元素特征波长标在相应的位置,并注明元素的名称和谱线强度,就构成了元素的标准光谱图。
定性分析时将被测试样和纯铁并列摄谱,然后在映谱仪上放大。将试样谱图上的铁光谱与元素标准光谱图上的铁光谱重合,进行观察比较。若待测元素的有2~3条特征谱线与标准谱图中某元素的特征谱线重合,便可确定该元素存在。 255.简述原子发射光谱产生的基本原理。
答案:原子中的电子处在一定的能级上,具有一定的能量。在正常情况下原子处于稳定状态,此时能量最低,这种状态的原子称为基态原子。当物质受到外界能量(电或热能)的作用下,核外电子就跃迁到高能级,这种状态称为激发态原子。激发态原子很不稳定,存在时间约为10-8秒,即从高能的激发态原子跃迁到基态或较低能态时,将多余的能量以光辐射的形式释放出来,释放出的能量△E与辐射出的光的波长有下列关系:△E=h·c/λ。因为不同元素的原子能级之间△E不同,所以释放出来的光辐射具有不同的波长。
256.X射线荧光光谱分析中怎样消除谱线重叠干扰?
答案:?选择无干扰的谱线;?降低电压至干扰元素激发电压以下,防止产生干扰元素的谱线;?适当选择分析晶体、计数管或调整脉冲高度分析器,提高分辨本领。?在分析晶体与检测器之间放置滤光片,滤去或减弱干扰谱线。?用数学校正法消除干扰影响。 257.ICP光源的干扰由哪些类型?它的背景值为什么往往很高?
答案:ICP光源的干扰主要有化学干扰、物理干扰和背景干扰。其中主要是氩气、水和酸等物质电离成Ar-、OH-、NO-、MH-等而产生光谱重叠干扰和复合成分子后产生连续背景干扰;其次是进样系统和激发系统产生的物理干扰,这些干扰多使背景强度增加,因此背景值往往很高。 258.为什么要进行光电直读光谱分析准确度管理?目的是什么?
答案:仪器分析是一种相对分析法,由于各种干扰因素的影响,光谱分析值有系统误差的可能性。为确保分析的准确度,一方面要通过仪器的精度来保证,另一方面要通过化学分析标准方法或其他更准确的仪器分析方法对照分析进行系统全面校正,这个过程就是准确度管理。通过准确度管理,逐步提高光电直读光谱分析准确性、可靠性,达到提高分析质量的目的。
259.氧化还原滴定中,可用哪些方法指示终点?氧化还原指示剂的变色原理和选择原则与酸碱指示剂有何异同?
答案:(1)电位法、指示剂法
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(2)变色原理:
氧化还原指示剂是具有氧化还原性质的有机化合物,发生氧化还原反应,氧化态、还原态有不同颜色。酸碱指示剂是有机的弱酸或弱碱,发生酸碱反应,酸式和碱式有不同颜色。 选择原则:
氧化还原指示剂的条件电位尽量与反应的化学计量点的电位相一致;酸碱指示剂的变色范围应在滴定突跃范围之内。
260. 以醋酸-醋酸钠缓冲溶液为例,说明溶液能稳定酸度的作用。
答:缓冲溶液能起稳定溶液酸度的作用。例如在醋酸-醋酸钠缓冲溶液中,加入少量的酸,则加入的氢离子便于溶液中的Ac反应,生成HAc,消耗增加的氢离子;如果溶液中加入少量的碱,则HAc便离解,给出氢离子中和增加的碱。这样缓冲溶液可抵御溶液中氢离子浓度的变化,起稳定溶液酸度的作用。
261. 举例说明酸碱滴定中指示剂变色的原理。
答:酸碱指示剂本身是一个弱酸,它的酸式结构与碱式结构有显著不同的颜色。例如,用甲基红可指示氢氧化钠滴定盐酸的终点,在盐酸溶液中甲基红呈红色,滴定过程中溶液pH逐渐增大,当滴定接近和达到化学计量点(pH5~6)时,甲基红由其酸式的红色转变成碱式的黄色,即看指示滴定终点的到达。
262. 为什么说EDTA滴定金属离子有一个高允许酸度,有时还有一个最低允许酸度。
答:EDTA是一个六元弱酸,由于酸效应,当溶液超过某一酸度时,EDTA不能有效与金属离子络合,络合滴定就不能进行;虽然降低溶液酸度,可减小EDTA的酸效应,但当酸度降到某一程度时,金属离子可能开始水解,生成各种羟基络合物甚至产生沉淀,同样EDTA不能有效与金属离子络合。所以EDTA滴定金属离子都有一个合适的酸度范围。
263. 简述分光光度分析中吸光度偏离朗伯-比尔定律的原因。
答:偏离朗伯-比尔定律的主要原因可归纳为:? 光度计非单色光引起吸光度的变化,分光器单色性愈差,引起偏离愈大;? 由于介质不均匀引起光的散射;? 有色化合物的离解、生成多元络合物引起吸光度的变化;? 干扰物质存在产生副反应,使吸光度增大或降低。
264. 列出重铬酸钾滴定铁矿石中铁量的测量结果不确定度评定中主要的不确定度分量,并请大致按不确定度分量的大小先后排列。
答:通常情况下,铁量的不确定度分量大致可按以下顺序排列: ? 测量重复性不确定度分量; ? 滴定体积测量的不确定度分量; ? 标准溶液的不确定度分量;
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? 样品称量的不确定度分量; ? 铁摩尔质量的不确定度分量。
265. 为什么不能用EDTA直接滴定铝离子,而通常在热溶液中,采用返滴定的置换滴定方式测定铝。 答:通常EDTD与铝离子络合的酸度在pH5~6范围间,这正是铝离子水解的酸度范围,采用返滴定方式可避免铝离子的水解;常温下,铝离子与EDTA的反应速度十分缓慢,所以滴定要在热溶液中进行;在pH5~6范围,EDTA可与很多离子络合,利用氟化物与铝生成稳定络合物的特性,采用置换滴定方式可提高铝滴定的选择性。
266. 分析测试中氢氧化钠(或氢氧化钾)和氨水是最常用的试剂,请各举两个实例说明它们的应用。 答:氢氧化钠(或氢氧化钾)的应用:
? 沉淀分离中用氢氧化钠将铝与铁、钛、锰等元素分离;
? 配制氢氧化钠标准溶液,应用于氟硅酸钾沉淀滴定样品中的硅(及其它滴定); ? EDTA滴定钙时,用加氢氧化钾溶液使溶液pH大于12;
? 测定硼铁或高硼样品中的硼,用氢氧化钠标准溶液滴定硼(以甘露醇络合硼酸)。 氨水的应用:
? 用于溶液酸度的调节;
? 配制氨水-氯化铵缓冲溶液(如用于钙、镁的滴定,BCO显色铜控制pH9等); ? 用氨水控制溶液的pH,沉淀铁、铝、钛等离子与钙、镁离子分离;
? 过量氨水存在下,使Cu2、Zn2等与Fe3等离子分离,可在氨性溶液中滴定Zn、镍等元素。
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267. 简述化学分离中常用的方法。
答:化学分离常用方法有,?沉淀分离法;? 萃取分离法;? 蒸馏分离法;? 挥发分离法;? 离子交换分离法。
268. 简述ICP发射光谱法中共存元素常见干扰。
答:通常由共存元素引起的干扰有光谱干扰、化学干扰和电离干扰。
269. 为何在X荧光光谱仪和ICP光谱仪的分光室中多采用真空型或驱气型而在原子吸收光谱仪和分光光度计中不采用?
答:X荧光光谱仪分析和ICP光谱仪所分析谱线的波长通常200nm以下,其谱线易被空气中的氧所吸收,因此需要抽真空或驱气将分光室中的氧元素除净。原子吸收光谱仪和分光光度计的分析谱线波长在200nm以上,基本不会被氧吸收,因此不需要抽真空或驱气。 270. 通常,火花直读光谱仪的分光系统由哪几部分组成?
答:通常有以下几个部分组成,?入射狭缝;?准直装置,使光线成平行光传播;?色散装置(棱镜或光栅);?聚焦装置,使单色光束在单色器的出口曲面上成像;?出射狭缝,通过出射狭缝的光信号
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用检测器检测。
271. 典型的光谱仪一般由哪几部分组成?
答:一般由以下几个部分组成,? 光源系统;? 试样引入系统;? 分光系统;? 检测系统,将光信号转换为电信号;?信号处理和读出系统。
272. 火花直读原子发射光谱仪分析的基本原理是什么?
答:在高频高压电源作用下,试样和钨电极间产生火花放电,试样中的原子在高温下被激发,得到能量成为激发态,激发态不稳定,瞬间其回到基态时,多余的能量以光子的形式发出,形成元素的特征光谱。通过光谱仪对特征光谱的波长和强度进行分析、检测,利用校准曲线,就能得到试样中元素的种类和含量大小。
273. 可采用哪些方法对检测的有效性实施监控? 答:可采用以下一些方法进行监控:
? 定期使用检查标准或有证标准物质进行质量控制; ? 参加实验室间比对或能力验证; ? 用相同或不同方法进行重复检测; ? 对留样进行再检测; ? 分析相关量的相关性。
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