2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專業(yè)題庫——分析化學(xué)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（本大題共5小題，每小題2分，共10分。在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。）1.在環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測中，測定溶解氧（DO）時(shí)，常采用碘量法。該方法的原理是基于溶解氧能將碘離子氧化為碘單質(zhì)，下列哪個(gè)物質(zhì)在酸性條件下能實(shí)現(xiàn)此氧化反應(yīng)？A.溶解氧本身B.硫代硫酸鈉C.碘化鉀D.重鉻酸鉀2.為減少環(huán)境樣品（如河水）測定鎘（Cd）時(shí)因金屬離子水解而引起的誤差，常加入的試劑是？A.氫氧化鈉B.硝酸C.氨水D.硫酸3.在環(huán)境監(jiān)測中，氣相色譜法（GC）和液相色譜法（LC）最主要的不同點(diǎn)在于？A.檢測器類型B.流動(dòng)相狀態(tài)C.靈敏度高低D.適用于分析的物質(zhì)種類4.使用原子吸收光譜法（AAS）測定環(huán)境樣品中的鉛（Pb）時(shí)，通常需要配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。若標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過程中引入了少量雜質(zhì)，導(dǎo)致濃度偏高，使用該標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行樣品測定，則最終測定結(jié)果將？A.偏高B.偏低C.無影響D.無法判斷5.對(duì)于環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室而言，分析天平的精度通常要求達(dá)到多少？A.0.1mgB.1mgC.10mgD.0.01g二、填空題（本大題共5空，每空2分，共10分。請(qǐng)將答案填寫在答題紙上對(duì)應(yīng)的位置。）6.分析化學(xué)中，評(píng)價(jià)測量結(jié)果精密度常用的指標(biāo)是________。7.在進(jìn)行環(huán)境樣品采集時(shí)，若監(jiān)測對(duì)象是pH值，應(yīng)優(yōu)先選用________進(jìn)行采樣。8.原子熒光光譜法（AFS）測定砷（As）時(shí)，通常使用________作為載流氣和還原劑。9.保存環(huán)境水樣時(shí)，若需要測定其中的化學(xué)需氧量（COD），應(yīng)加入________并密封冷藏。10.評(píng)價(jià)一種環(huán)境監(jiān)測分析方法時(shí)，除了準(zhǔn)確度和精密度，還需要考慮其________、選擇性和抗干擾能力。三、簡答題（本大題共4小題，每小題5分，共20分。請(qǐng)將答案填寫在答題紙上對(duì)應(yīng)的位置。）11.簡述環(huán)境樣品中重金屬離子進(jìn)行原子吸收光譜法測定時(shí)，通常需要采取哪些主要的樣品預(yù)處理步驟？12.簡述紫外-可見分光光度法（UV-Vis）在環(huán)境監(jiān)測中測定水樣中化學(xué)需氧量（COD）的原理。13.什么是分析化學(xué)中的系統(tǒng)誤差？簡述在環(huán)境監(jiān)測分析中，如何減少或消除系統(tǒng)誤差的主要途徑？14.比較環(huán)境監(jiān)測中，使用離子選擇性電極法測定水樣pH值與使用pH計(jì)直接測定的主要異同點(diǎn)。四、計(jì)算題（本大題共2小題，每小題7分，共14分。請(qǐng)將計(jì)算過程和答案填寫在答題紙上對(duì)應(yīng)的位置。）15.某水樣經(jīng)適當(dāng)預(yù)處理后，取10.00mL樣品溶液，用0.0100mol/L的硝酸銀（AgNO?）標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，消耗AgNO?溶液20.50mL。計(jì)算該水樣中氯離子（Cl?）的質(zhì)量濃度（mg/L）。已知AgCl的摩爾質(zhì)量為143.5g/mol，水的密度為1.00g/mL。16.用氣相色譜法測定某空氣樣品中苯的含量。取100.0L空氣樣品，經(jīng)活性炭吸附劑富集，解吸液用氣相色譜儀測定，得到苯的峰面積相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)物（苯濃度為100mg/L的溶液）峰面積的1.50倍。已知標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)樣量為1.00mL，色譜柱載氣流量為30.0mL/min，計(jì)算空氣中苯的質(zhì)量濃度（mg/m3）。（假設(shè)進(jìn)樣體積等于解析體積，且響應(yīng)因子為1）五、論述題（本大題共1小題，共16分。請(qǐng)將答案填寫在答題紙上對(duì)應(yīng)的位置。）17.論述在進(jìn)行某工廠廢水中的總鉛（以Pb2?形式存在）濃度監(jiān)測時(shí)，應(yīng)如何選擇合適的分析方法，并簡述選擇該方法的依據(jù)以及在實(shí)際樣品分析過程中需要注意的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.B4.A5.A二、填空題6.相對(duì)平均偏差（或標(biāo)準(zhǔn)偏差、變異系數(shù)）7.玻璃瓶8.空氣（或氬氣）/硫化氫9.硫酸-重鉻酸鉀10.靈敏度三、簡答題11.答：主要的樣品預(yù)處理步驟包括：*采集代表性樣品并進(jìn)行保存（如加入穩(wěn)定劑、冷藏）。*根據(jù)樣品性質(zhì)選擇合適的消解方法（如酸消解、高溫消解）以分解有機(jī)物，使金屬離子完全轉(zhuǎn)入溶液。*必要時(shí)進(jìn)行提取和富集（如萃取、離子交換、吸附）以去除干擾物或提高目標(biāo)物的濃度。*過濾以去除不溶性雜質(zhì)。*精確移取一定體積的消解液或提取液待測。12.答：UV-Vis法測定COD原理是：在強(qiáng)酸性條件下，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液作為氧化劑，將水樣中能夠被氧化的有機(jī)物（除某些特定還原性物質(zhì)外）氧化成二氧化碳。過量的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。通過計(jì)算消耗的重鉻酸鉀與硫酸亞鐵的量關(guān)系，可以推算出水樣中有機(jī)物的含量（以氧的質(zhì)量表示）。反應(yīng)在消解罐中加熱回流完成。13.答：系統(tǒng)誤差是指由于儀器、試劑、操作或環(huán)境等因素的固定偏差，導(dǎo)致測量結(jié)果系統(tǒng)性地偏離真實(shí)值。減少或消除系統(tǒng)誤差的途徑包括：*選擇合適的分析方法，利用其選擇性克服干擾。*使用高純度的試劑和蒸餾水。*對(duì)儀器進(jìn)行精確校準(zhǔn)和檢定。*按照標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程（SOP）進(jìn)行操作，并采用空白試驗(yàn)、對(duì)照試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)加入法等方法進(jìn)行校正。*控制和改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件。14.答：相同點(diǎn)：兩者都是測量溶液pH值的方法，結(jié)果都以pH單位表示，都屬于電化學(xué)分析方法。*不同點(diǎn)：*原理：pH計(jì)直接測量溶液中氫離子活度的對(duì)數(shù)，基于能斯特方程；離子選擇性電極法是利用特定離子選擇性電極產(chǎn)生的電位變化與溶液中待測離子活度的對(duì)數(shù)成比例關(guān)系進(jìn)行測量。*儀器：pH計(jì)是通用型電化學(xué)儀器；離子選擇性電極法需要配合特定的電極和電位計(jì)/毫伏計(jì)使用。*選擇性：pH計(jì)對(duì)氫離子響應(yīng)，受多種離子和物質(zhì)影響；離子選擇性電極對(duì)特定離子響應(yīng)，選擇性相對(duì)較高。*應(yīng)用：pH計(jì)廣泛用于各類水溶液pH值測定；離子選擇性電極法用于測定多種特定離子。四、計(jì)算題15.解：根據(jù)反應(yīng)式Ag?+Cl?→AgCl↓n(Ag?)=n(Cl?)c(AgNO?)×V(AgNO?)=c(Cl?)×V(Cl?)c(Cl?)=(c(AgNO?)×V(AgNO?))/V樣品c(Cl?)=(0.0100mol/L×20.50mL)/10.00mLc(Cl?)=0.0205mol/Lm(Cl?)=c(Cl?)×M(Cl?)×ρ水m(Cl?)=0.0205mol/L×35.5g/mol×1.00g/mLm(Cl?)=0.727g/L=727mg/L答：該水樣中氯離子（Cl?）的質(zhì)量濃度為727mg/L。16.解：設(shè)空氣中苯的質(zhì)量濃度為Cmg/m3。樣品體積V樣品=100.0L=0.1m3標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度C標(biāo)=100mg/L=0.1g/L標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)樣體積V標(biāo)=1.00mL=0.001L標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)樣量對(duì)應(yīng)質(zhì)量m標(biāo)=C標(biāo)×V標(biāo)=0.1g/L×0.001L=0.0001g=0.1mg樣品測定響應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)品的1.50倍，則樣品中苯的質(zhì)量m樣品=1.50×m標(biāo)=1.50×0.1mg=0.15mg空氣體積換算：100.0L樣品空氣=100.0L×(1m3/1000L)=0.1m3C=m樣品/V樣品=0.15mg/0.1m3=1.5mg/m3答：空氣中苯的質(zhì)量濃度為1.5mg/m3。五、論述題答：選擇合適的分析方法應(yīng)綜合考慮以下因素：1.待測物性質(zhì)：鉛通常以Pb2?形式存在，易水解沉淀，且易被某些基體成分干擾。2.環(huán)境樣品特性：工廠廢水通常成分復(fù)雜，可能含有多種干擾離子。3.方法靈敏度和選擇性：需要方法有足夠的靈敏度以滿足環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)限值的要求，并具有較高的選擇性以抵抗干擾。4.分析速度和成本：環(huán)境監(jiān)測有時(shí)需要快速獲得結(jié)果，且應(yīng)考慮方法的運(yùn)行成本。5.儀器設(shè)備條件：實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的儀器設(shè)備能力。基于以上考慮，對(duì)于工廠廢水中總鉛的測定，常用的分析方法包括：*原子吸收光譜法（AAS）：特別是石墨爐原子吸收法（GFAAS），因其靈敏度較高，適用于低濃度測定，且對(duì)樣品前處理要求相對(duì)較低。但樣品基體干擾仍需注意。*電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-OES）：靈敏度高，可同時(shí)測定多種元素，選擇性好，是較先進(jìn)的方法。*電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）：靈敏度極高，檢出限低，是測定痕量鉛的理想方法，但儀器昂貴，運(yùn)行成本高。選擇依據(jù)：若實(shí)驗(yàn)室條件允許且對(duì)檢出限要求極高，ICP-MS是首選。若追求較高的靈敏度和相對(duì)較低的成本，GFAAS-AAS是常用且可靠的選擇。ICP-OES也是一個(gè)很好的選擇。實(shí)際樣品分析關(guān)鍵環(huán)節(jié)：1.樣品采集與保存：采集具有代表性的廢水樣品，盡快分析或加入合適的保存劑（如酸，防止鉛水解沉淀或被吸附）并冷藏保存。2.樣品預(yù)處理：這是至關(guān)重要的一步。對(duì)于復(fù)雜廢水，必須進(jìn)行預(yù)處理以消除干擾、提取和富集鉛。常用方法包括：*消解：使用硝酸-高氯酸或硝酸-硫酸等混合酸在加熱條件下消解樣品，使鉛完全溶解并破壞有機(jī)物。*過濾：消解后過濾去除不溶性殘?jiān)?提取/分離：對(duì)于高鹽度樣品或干擾嚴(yán)重的樣品，可采用萃取法（如用DT