2025年大學(xué)《應(yīng)用化學(xué)》專業(yè)題庫——應(yīng)用化學(xué)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用實踐考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題均有多個正確選項，請將正確選項的字母代號填在題干后的括號內(nèi)。多選、錯選、漏選均不得分。）1.環(huán)境監(jiān)測的主要目的包括（）。A.評價環(huán)境質(zhì)量B.判斷污染程度C.保護人體健康和生態(tài)系統(tǒng)D.為環(huán)境管理提供依據(jù)E.研發(fā)新的化學(xué)分析方法2.下列哪些屬于環(huán)境監(jiān)測樣品采集過程中需要考慮的基本原則？（）A.代表性B.準(zhǔn)確性C.及時性D.經(jīng)濟性E.采集人員個人喜好3.在進行水體pH值測定時，若采用酸堿滴定法，常用的指示劑有（）。A.酚酞B.甲基橙C.百里酚藍D.酚紅E.溴甲酚綠4.重鉻酸鉀法測定水中化學(xué)需氧量（COD）時，其基本原理是利用重鉻酸鉀在酸性條件下將水樣中的有機物氧化，涉及的化學(xué)反應(yīng)類型包括（）。A.氧化還原反應(yīng)B.酸堿反應(yīng)C.沉淀反應(yīng)D.配位反應(yīng)E.復(fù)分解反應(yīng)5.常用于測定水中溶解氧（DO）的方法有（）。A.碘量法B.電化學(xué)法（如氧電極）C.光度法D.比色法E.膜電極法6.大氣顆粒物（PM）的化學(xué)成分分析可能涉及的技術(shù)手段有（）。A.火焰原子吸收光譜法（AAS）B.X射線熒光光譜法（XRF）C.離子色譜法D.掃描電子顯微鏡（SEM）-能譜儀（EDS）E.氣相色譜法（GC）7.下列關(guān)于環(huán)境監(jiān)測樣品保存的敘述，正確的是（）。A.含有Cl-的樣品應(yīng)使用聚四氟乙烯（PTFE）容器B.測定重金屬的樣品應(yīng)盡快分析，否則需加入硝酸酸化冷藏保存C.測定氨氮的樣品應(yīng)使用玻璃瓶并盡快分析D.所有水樣保存都應(yīng)避免光照E.測定總磷的樣品應(yīng)加入硫酸酸化冷藏保存8.下列分析方法中，屬于儀器分析方法的有（）。A.原子吸收光譜法（AAS）B.紫外可見分光光度法C.滴定分析法D.氣相色譜法（GC）E.離子選擇性電極法9.在環(huán)境監(jiān)測分析中，進行空白試驗的主要目的是（）。A.消除系統(tǒng)誤差B.消除隨機誤差C.評估方法的靈敏度D.確定方法的檢出限E.校準(zhǔn)儀器10.下列關(guān)于環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系的敘述，正確的是（）。A.環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是衡量環(huán)境優(yōu)劣的依據(jù)B.污染物排放標(biāo)準(zhǔn)是控制污染源排污的依據(jù)C.環(huán)境基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)是制定環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)D.環(huán)境方法標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了環(huán)境監(jiān)測分析的技術(shù)要求E.環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)分為國家、地方、行業(yè)三級二、填空題（每空2分，共20分。請將正確答案填在橫線上。）1.環(huán)境監(jiān)測樣品的預(yù)處理目的是去除干擾物質(zhì)，使待測組分轉(zhuǎn)化為__________，并減少其損失。2.在進行環(huán)境監(jiān)測時，為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，必須嚴(yán)格遵循__________和__________的原則。3.測定水樣中COD時，重鉻酸鉀法通常使用__________酸調(diào)節(jié)溶液酸度。4.大氣中主要的二次污染物包括__________、__________和臭氧（O?）。5.環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中，__________是指水體中某種污染物允許的最大濃度限值。6.選擇環(huán)境監(jiān)測分析方法時，應(yīng)考慮方法的__________、__________、選擇性和操作簡便性等因素。7.測定水中氟化物時，常用的化學(xué)方法有氟離子選擇電極法和__________法。8.原子吸收光譜法（AAS）主要用于測定環(huán)境樣品中的__________元素。9.土壤樣品采集時應(yīng)采用__________或__________的采樣方法，以確保樣品的代表性。10.現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢包括自動化、__________、快速化和智能化。三、簡答題（每小題5分，共20分。）1.簡述酸雨的形成過程及其對環(huán)境的主要危害。2.簡述水中化學(xué)需氧量（COD）和生物需氧量（BOD）的概念及其主要區(qū)別。3.簡述選擇環(huán)境監(jiān)測分析方法時應(yīng)考慮的主要因素。4.簡述環(huán)境監(jiān)測過程中質(zhì)控（QA/QC）的主要內(nèi)容和意義。四、計算題（每小題10分，共20分。）1.某水樣經(jīng)重鉻酸鉀法測定COD，取水樣20.00mL，加入重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL（已知重鉻酸鉀濃度為0.05000mol/L），酸化后加熱消解，用0.02000mol/L的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗體積為18.50mL。計算該水樣的COD（以CODCr計，單位：mg/L，假設(shè)重鉻酸鉀與有機物的摩爾比為1:1.25，水的密度為1.00g/mL）。(請寫出計算過程和結(jié)果)2.某水樣中氯離子的濃度測定結(jié)果如下：平行測定三次，分別為：15.8mg/L,15.6mg/L,15.9mg/L。計算該水樣中氯離子的平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。（請寫出計算過程和結(jié)果）五、論述題（10分。）結(jié)合所學(xué)知識，論述應(yīng)用化學(xué)的哪些分支學(xué)科（或技術(shù)）在現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測中發(fā)揮著重要作用，并舉例說明它們是如何應(yīng)用于環(huán)境污染物分析或監(jiān)測的。試卷答案一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題均有多個正確選項，請將正確選項的字母代號填在題干后的括號內(nèi)。多選、錯選、漏選均不得分。）1.ABCD*解析：環(huán)境監(jiān)測的主要目的是獲取環(huán)境信息，評價環(huán)境質(zhì)量狀況，判斷是否存在污染及污染程度，為環(huán)境保護、環(huán)境管理和生態(tài)建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)，最終目的是保護人體健康和生態(tài)環(huán)境。研發(fā)新分析方法屬于科學(xué)研究范疇，不是監(jiān)測的主要目的。2.ABCD*解析：環(huán)境監(jiān)測樣品采集必須保證樣品能代表所采集區(qū)域或源頭的實際情況，這是樣品代表性的要求。監(jiān)測結(jié)果要準(zhǔn)確反映真實情況，采集過程不能引入誤差，需保證準(zhǔn)確性和及時性，同時也要考慮成本效益，選擇經(jīng)濟合理的采集方式。3.ABCD*解析：酚酞、甲基橙、百里酚藍、酚紅都是常用的酸堿指示劑，它們在不同pH范圍變色，適用于酸堿滴定法確定終點。溴甲酚綠主要用于酸堿滴定或某些金屬離子的滴定，在堿性范圍變色，相對不太常用作一般酸堿滴定的指示劑。4.AE*解析：重鉻酸鉀法測定COD是強氧化劑（重鉻酸鉀）在酸性條件下氧化水樣中的有機物，本身被還原為三價鉻。這是一個典型的氧化還原反應(yīng)。雖然是在酸性條件下進行，涉及H?離子，但核心反應(yīng)類型是氧化還原。酸堿反應(yīng)、沉淀反應(yīng)、配位反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)在此過程中不是主要反應(yīng)類型。5.AB*解析：碘量法是經(jīng)典的測定溶解氧方法，通過氧化劑氧化水樣中的溶解氧，再用硫代硫酸鈉滴定剩余的氧化劑。電化學(xué)法利用氧電極直接測量溶解氧的電化學(xué)電位。這兩種方法是測定DO的常用化學(xué)（或化學(xué)-物理）方法。比色法和膜電極法也是測定DO的方法，但碘量法是典型的基于化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方法，電化學(xué)法是直接的物理化學(xué)方法，與題目“化學(xué)監(jiān)測方法”關(guān)聯(lián)更緊密。6.BCD*解析：X射線熒光光譜法（XRF）可以直接測定元素組成。掃描電子顯微鏡結(jié)合能譜儀（EDS）可以進行元素面分布和點分析。離子色譜法可以分離和測定水溶液中的陰、陽離子。AAS主要用于測定金屬元素，對于非金屬顆粒物成分分析能力有限。GC主要用于有機物分離分析，對無機顆粒物分析不適用。7.ABD*解析：含有Cl-的樣品可能干擾后續(xù)分析（如AAS測定Ca、Mg時），應(yīng)使用惰性材料（如PTFE）的容器。測定重金屬樣品易被氧化或吸附損失，加入硝酸酸化可抑制微生物活動、防止金屬水解沉淀、增強氧化性，并冷藏保存以減少損失。測定氨氮時，為防止微生物作用分解氨，應(yīng)使用玻璃瓶并盡快分析或加入保存劑。所有水樣應(yīng)避免光照以防止某些物質(zhì)分解或轉(zhuǎn)化。總磷測定通常加入硫酸酸化冷藏，但選項E與AAS測定重金屬矛盾，且酸化冷藏并非唯一方法，故不選。8.ABD*解析：原子吸收光譜法（AAS）、紫外可見分光光度法（包括比色法）、氣相色譜法（GC）都屬于利用儀器進行測定的儀器分析方法。滴定分析法是經(jīng)典的化學(xué)分析法，基于化學(xué)反應(yīng)進行滴定，通常使用滴定管、指示劑等基本玻璃儀器，不依賴大型專用儀器設(shè)備。離子選擇性電極法是一種電化學(xué)分析法，雖然需要電極等裝置，但通常不歸為大型復(fù)雜儀器分析范疇。9.A*解析：空白試驗是指在不加待測樣品溶液的情況下，按與測定樣品完全相同的步驟和條件進行的平行試驗。其結(jié)果用于扣除由試劑、溶劑、容器和環(huán)境等因素引入的系統(tǒng)性（固定性）誤差，從而提高測定結(jié)果的準(zhǔn)確度。隨機誤差無法通過空白試驗完全消除。10.ABCD*解析：環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了環(huán)境介質(zhì)（如空氣、水體、土壤）中各種污染物的最高允許濃度或環(huán)境要素應(yīng)達到的水平，是評價環(huán)境優(yōu)劣的依據(jù)。污染物排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了排放源向環(huán)境排放污染物的最高允許濃度和總量控制要求，是控制污染源排污的依據(jù)。環(huán)境基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)是規(guī)定環(huán)境監(jiān)測中通用的術(shù)語、符號、原則、方法等基礎(chǔ)性內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)，是制定其他環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。環(huán)境方法標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了環(huán)境監(jiān)測分析中樣品的采集、保存、制備、分析步驟、質(zhì)量保證措施以及結(jié)果處理等技術(shù)要求，是確保監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠的技術(shù)規(guī)范。我國環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系確實分為國家、地方、行業(yè)三級。二、填空題（每空2分，共20分。請將正確答案填在橫線上。）1.易于測定或分離2.標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量控制3.硫酸4.二氧化硫氮氧化物5.污染物排放標(biāo)準(zhǔn)6.準(zhǔn)確性選擇性7.離子選擇電極8.金屬9.五點法對角線法10.在線化三、簡答題（每小題5分，共20分。）1.簡述酸雨的形成過程及其對環(huán)境的主要危害。*解析：酸雨主要是由大氣中的二氧化硫（SO?）和氮氧化物（NOx）等酸性氣體，經(jīng)過大氣化學(xué)反應(yīng)（如氧化、溶解、催化轉(zhuǎn)化等）生成硫酸、硝酸等強酸，后被雨水、雪、霧等形式降至地面的現(xiàn)象。形成過程涉及：污染物排放->大氣傳輸->化學(xué)轉(zhuǎn)化->降水。酸雨的危害：腐蝕建筑物和材料；酸化土壤和水體，危害植物生長和aquaticlife；導(dǎo)致森林衰退；加劇水體污染；危害人體健康（吸入酸霧刺激呼吸道）。2.簡述水中化學(xué)需氧量（COD）和生物需氧量（BOD）的概念及其主要區(qū)別。*解析：COD是指在一定條件下，用強氧化劑（如重鉻酸鉀）處理水樣時，水中所含各種有機物氧化所需消耗的氧化劑的量，通常以氧的毫克數(shù)表示，能反映水中總有機物的含量。BOD是指在一定溫度（通常是20℃）和有氧條件下，由微生物分解水中可生物降解有機物所消耗的溶解氧量。主要區(qū)別：①COD測定范圍更廣，幾乎能氧化所有有機物（包括部分無機還原性物質(zhì)），而BOD只反映可被微生物分解的有機物。②COD測定條件harsher（高溫、強氧化劑），BOD測定條件模擬自然環(huán)境（常溫、微生物作用）。③COD值通常遠(yuǎn)大于BOD值，COD與BOD的差值反映了水中難生物降解有機物的含量。④COD測定快速但結(jié)果較粗略，BOD測定較慢但能反映真實的生物降解耗氧情況。3.簡述選擇環(huán)境監(jiān)測分析方法時應(yīng)考慮的主要因素。*解析：選擇分析方法需綜合考慮：①待測物性質(zhì)：濃度范圍、存在形態(tài)、物理化學(xué)性質(zhì)。②準(zhǔn)確度與靈敏度：要求達到的測定準(zhǔn)確度和檢出限。③選擇性：樣品復(fù)雜時，方法對干擾物的抑制或分離能力。④穩(wěn)定性與重現(xiàn)性：方法重復(fù)測定結(jié)果的可靠性。⑤分析速度與效率：滿足監(jiān)測時效性要求。⑥成本與設(shè)備要求：實驗室現(xiàn)有條件、試劑與設(shè)備投入。⑦操作簡便性：對操作人員技能要求。⑧安全性：分析過程對人員和環(huán)境的安全性。⑨標(biāo)準(zhǔn)化程度：是否有標(biāo)準(zhǔn)方法可供遵循。4.簡述環(huán)境監(jiān)測過程中質(zhì)控（QA/QC）的主要內(nèi)容和意義。*解析：質(zhì)控（QA/QC）是保證環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量的全過程控制。主要內(nèi)容：①儀器校準(zhǔn)與維護：定期校準(zhǔn)儀器，確保儀器性能穩(wěn)定。②試劑與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：使用分析純試劑，使用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（CRM）或標(biāo)準(zhǔn)溶液進行標(biāo)定和驗證。③空白試驗：扣除背景干擾。④平行樣測定：評價分析精密度。⑤加標(biāo)回收試驗：評價方法準(zhǔn)確度和樣品保存運輸是否引入誤差。⑥參比實驗室/能力驗證：通過比對或參加能力驗證來評估實驗室能力。⑦數(shù)據(jù)審核：檢查數(shù)據(jù)合理性，剔除異常值。⑧質(zhì)量記錄：規(guī)范記錄所有操作和質(zhì)量控制信息。意義：QA/QC是確保監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠、具有可比性和可用于科學(xué)決策的必要手段，能夠識別和減少分析過程中的各種誤差，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，是環(huán)境監(jiān)測工作的基石。四、計算題（每小題10分，共20分。）1.某水樣經(jīng)重鉻酸鉀法測定COD，取水樣20.00mL，加入重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL（已知重鉻酸鉀濃度為0.05000mol/L），酸化后加熱消解，用0.02000mol/L的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗體積為18.50mL。計算該水樣的COD（以CODCr計，單位：mg/L，假設(shè)重鉻酸鉀與有機物的摩爾比為1:1.25，水的密度為1.00g/mL）。(請寫出計算過程和結(jié)果)*解析：1.計算加入重鉻酸鉀的摩爾數(shù)：n(K?Cr?O?)=C×V=0.05000mol/L×0.02000L=0.001000mol2.計算消耗硫酸亞鐵銨的摩爾數(shù)：n(NH?)?Fe(SO?)?=C×V=0.02000mol/L×0.01850L=0.000370mol3.根據(jù)反應(yīng)，每摩爾重鉻酸鉀可氧化相當(dāng)于6摩爾Fe2?（或5摩爾(NH?)?Fe(SO?)?）的有機物。滴定消耗的Fe2?是未被有機物氧化的Cr?O?2?還原成的，所以實際參與氧化的Cr?O?2?摩爾數(shù)為：n(Cr?O?2?,oxidized)=n(總Cr?O?)-n(Fe2?,consumedbyCr?O?2?)n(Cr?O?2?,oxidized)=0.001000mol-0.000370mol=0.000630mol4.計算水樣中有機物的量（以氧計）。根據(jù)題設(shè)，1摩爾Cr?O?2?氧化1.25摩爾有機物。n(有機物,asO)=n(Cr?O?2?,oxidized)×1.25=0.000630mol×1.25=0.0007875mol5.計算氧的質(zhì)量（氧的摩爾質(zhì)量為16.00g/mol）：m(O)=n(有機物,asO)×M(O)=0.0007875mol×16.00g/mol=0.01260g=12.60mg6.將氧的質(zhì)量換算為CODCr值（假設(shè)水樣密度為1.00g/mL，則20.00mL水樣質(zhì)量為20.00g）：CODCr(mg/L)=(m(O)/m(水樣))×1000=(12.60mg/20.00g)×1000=630.0mg/L結(jié)果：該水樣的CODCr為630.0mg/L。2.某水樣中氯離子的濃度測定結(jié)果如下：平行測定三次，分別為：15.8mg/L,15.6mg/L,15.9mg/L。計算該水樣中氯離子的平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。（請寫出計算過程和結(jié)果）*解析：1.計算平均值(x?)：x?=(x?+x?+x?)/n=(15.8+15.6+15.9)/3=47.3/3=15.7667mg/L≈15.77mg/L2.計算標(biāo)準(zhǔn)偏差(s)：s=√[Σ(xi-x?)2/(n-1)]=√[((15.8-15.7667)2+(15.6-15.7667)2+(15.9-15.7667)2)/(3-1)]=√[((0.0333)2+(-0.1667)2+(0.1333)2)/2]=√[(0.00111+0.02778+0.01778)/2]=√[0.04667/2]=√0.02333=0.1527mg/L≈0.153mg/L3.計算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)：RSD=(s/x?)×100%=(0.1527/15.7667)×100%≈0.970%≈0.97%結(jié)果：平均值15.77mg/L；標(biāo)準(zhǔn)偏差0.153mg/L；相對標(biāo)準(zhǔn)偏差0.97%。五、論述題（10分。）結(jié)合所學(xué)知識，論述應(yīng)用化學(xué)的哪些分支學(xué)科（或技術(shù)）在現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測中發(fā)揮著重要作用，并舉例說明它們是如何應(yīng)用于環(huán)境污染物分析或監(jiān)測的。*解析：應(yīng)用化學(xué)的多個分支學(xué)科及其技術(shù)對現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測發(fā)揮著關(guān)鍵作用。1.分析化學(xué)：是環(huán)境監(jiān)測的基礎(chǔ)。它提供了定性和定量分析環(huán)境樣品中各種污染物的理論、方法和技術(shù)。例如，利用滴定分析法（如酸堿滴定、氧化還原滴定）測定水體中的pH、溶解氧、化學(xué)需氧量等；利用光譜分析法（紫外-可見分光光度法、原子吸收光譜法AAS、原子熒光光譜法AFS、紅外光譜法IR）測定水、氣、土壤樣品中的金屬離子（如Cu2?、Pb2?）、氰化