2025年考研理學(xué)環(huán)境科學(xué)實(shí)驗(yàn)試卷（含答案）考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的代表字母填在題后的括號(hào)內(nèi)）1.在進(jìn)行水體溶解氧測(cè)定時(shí)，采用碘量法，若滴定終點(diǎn)判斷不當(dāng)，下列哪種情況會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高？A.滴定過(guò)量，未及時(shí)搖勻B.樣品瓶未完全密封，溶解氧逸出C.加入的淀粉指示劑過(guò)多D.使用的硫代硫酸鈉溶液濃度偏大2.使用分光光度法測(cè)定某水樣中化學(xué)需氧量（COD）時(shí)，若空白溶液吸光度偏高，會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的COD結(jié)果？A.偏高B.偏低C.無(wú)影響D.無(wú)法判斷3.關(guān)于原子吸收分光光度法（AAS）和紫外-可見分光光度法（UV-Vis）的比較，下列說(shuō)法正確的是？A.AAS適用于金屬元素分析，UV-Vis適用于非金屬元素分析B.AAS和UV-Vis的光源都是熾熱燈絲C.AAS的靈敏度和選擇性通常高于UV-VisD.UV-Vis法需要對(duì)待測(cè)物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)處理，AAS則不需要4.在進(jìn)行土壤樣品風(fēng)干處理時(shí)，主要目的是？A.消除土壤中的微生物B.使土壤顆粒分散，便于后續(xù)分析C.降低土壤含水量至安全范圍，便于保存和稱量D.使土壤中的重金屬溶出5.環(huán)境樣品（如水樣、氣樣）采集后，為防止組分變化，常采用冷藏或加入穩(wěn)定劑的方法，其主要目的是？A.減少樣品體積，便于運(yùn)輸B.沉淀大顆粒雜質(zhì)C.抑制微生物活動(dòng)，防止化學(xué)反應(yīng)發(fā)生D.使樣品溫度均勻6.使用氣相色譜法（GC）分析空氣中的揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）時(shí)，選擇合適的固定相是關(guān)鍵，其依據(jù)主要是？A.固定相的化學(xué)穩(wěn)定性B.固定相的機(jī)械強(qiáng)度C.待測(cè)物與固定相、載氣之間的相互作用力差異D.固定相的導(dǎo)熱率7.在進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析時(shí)，計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）的主要目的是？A.比較不同樣品的絕對(duì)含量差異B.衡量分析方法或操作過(guò)程的精密度C.判斷數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布D.確定數(shù)據(jù)的安全限值8.關(guān)于環(huán)境實(shí)驗(yàn)安全操作，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是？A.使用有機(jī)溶劑時(shí)應(yīng)避免明火，并在通風(fēng)櫥中操作B.佩戴護(hù)目鏡可以防止眼睛受到化學(xué)試劑濺射的傷害C.移動(dòng)玻璃器皿時(shí)應(yīng)雙手持握，防止打破后傷人D.發(fā)生化學(xué)品泄漏時(shí)，應(yīng)立即用大量水沖洗9.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，比較兩種不同吸附材料對(duì)水中某污染物（如染料）的吸附效果，應(yīng)確定的主要考察因素包括？A.吸附劑的種類和用量B.污染物的初始濃度和溶液pH值C.吸附時(shí)間和溫度D.以上所有因素10.環(huán)境科學(xué)研究中的“對(duì)照實(shí)驗(yàn)”（ControlExperiment）設(shè)置主要是為了？A.提高實(shí)驗(yàn)的重復(fù)次數(shù)B.驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性和排除干擾因素的影響C.簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)操作步驟D.節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.測(cè)定水樣pH值時(shí)，常用的玻璃電極法是基于玻璃膜兩側(cè)氫離子活度不同而產(chǎn)生_________的原理。2.在進(jìn)行重量分析法測(cè)定某固體樣品中某組分含量時(shí)，通常需要將樣品轉(zhuǎn)化為_________形態(tài)，然后通過(guò)稱重進(jìn)行計(jì)算。3.使用酸堿滴定法測(cè)定水的總堿度時(shí)，若以酚酞為指示劑，則測(cè)得的是水樣的_________堿度；若以甲基橙為指示劑，則測(cè)得的是水樣的_________堿度。4.大氣采樣時(shí)，根據(jù)采樣目的和對(duì)象不同，可以選擇_________、_________或_________等多種采樣方法。5.實(shí)驗(yàn)室常用的過(guò)濾方法有濾紙過(guò)濾和_________過(guò)濾，后者適用于過(guò)濾顆粒較粗或粘度較大的溶液。6.在環(huán)境實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，應(yīng)詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)所用的主要儀器設(shè)備名稱和_________。7.原子吸收光譜法（AAS）中，為提高信噪比，常采用_________技術(shù)來(lái)減少背景干擾。8.土壤樣品的制備過(guò)程通常包括風(fēng)干、研磨、過(guò)篩等步驟，其目的是為了_________和便于后續(xù)分析。9.氣相色譜法（GC）中，分離效率主要取決于固定相的_________和柱長(zhǎng)。10.評(píng)價(jià)一個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法是否可靠，除了精密度外，還應(yīng)考察其_________和_________。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述使用移液管（或刻度移液管）移取一定體積溶液時(shí)，應(yīng)注意哪些關(guān)鍵操作步驟？2.簡(jiǎn)述環(huán)境樣品（如水樣）采集過(guò)程中，為什么要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)保存和處理？常見的保存方法有哪些？3.簡(jiǎn)述原子吸收分光光度法（AAS）測(cè)定樣品前，為什么要進(jìn)行樣品消化或分解？常用的消化方法有哪些？4.簡(jiǎn)述氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）技術(shù)相比單獨(dú)使用GC或MS分析環(huán)境樣品的主要優(yōu)勢(shì)是什么？四、計(jì)算題（每題7分，共14分）1.某水樣經(jīng)預(yù)處理后，取10.00mL樣品，用0.01000mol/L的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗體積為20.50mL。計(jì)算該水樣中化學(xué)需氧量（COD，以mg/LCODCr計(jì)）的濃度。已知Cr的摩爾質(zhì)量為52.00g/mol。2.稱取0.5000g已充分干燥的含硫有機(jī)樣品，在氧氣流中高溫燃燒，將生成的二氧化硫全部用足量的4.000mol/L的氫氧化鈉溶液吸收，用0.02000mol/L的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴過(guò)量的氫氧化鈉，消耗鹽酸體積為12.00mL。計(jì)算該有機(jī)樣品中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（已知NaOH、HCl的摩爾質(zhì)量分別為40.00、36.46g/mol）。五、論述/實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題（每題10分，共20分）1.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，用于初步研究某吸附劑（如活性炭）對(duì)水中某污染物（如Cr(VI)）的吸附過(guò)程。請(qǐng)簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)所需的主要材料、儀器，并列出需要測(cè)定的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，以及分析吸附等溫線和吸附動(dòng)力學(xué)的方法。2.某河流受到石油類污染物污染，為評(píng)估其污染程度，需要測(cè)定水樣中的石油類含量。簡(jiǎn)述常用的測(cè)定方法（如紫外分光光度法、紅外分光光度法或氣相色譜法）的基本原理，并比較其優(yōu)缺點(diǎn)，說(shuō)明選擇哪種方法可能更合適，為什么？試卷答案一、選擇題1.D2.A3.C4.C5.C6.C7.B8.D9.D10.B二、填空題1.電位差（或電動(dòng)勢(shì)）2.沉淀（或稱量形式）3.酚酞；甲基橙4.液膜采樣；濾膜采樣；活性炭采樣5.離心6.型號(hào)（或規(guī)格）7.燃燒法（或高溫石墨爐法）8.均一化9.選擇性10.準(zhǔn)確度；靈敏度三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：移液管移液要求精確，操作需規(guī)范。關(guān)鍵步驟包括：檢查移液管是否完好，用待移取溶液潤(rùn)洗2-3次，垂直持握移液管，液面降至標(biāo)線刻度以下，用濾紙吸干管壁外部液珠（不能接觸標(biāo)線），用嘴吹出或放氣閥放氣使液面精確到達(dá)標(biāo)線，保持垂直，緩慢放入接收容器，管尖接觸內(nèi)壁但不得插入溶液，等待片刻后垂直取出。2.解析思路：環(huán)境樣品采集后，為防止污染、降解或組分變化，影響后續(xù)分析結(jié)果準(zhǔn)確性，需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)保存和處理。保存方法包括：加入固定劑（如酸、堿、氧化劑、還原劑）抑制微生物活動(dòng)或改變環(huán)境條件（如pH）；加入絡(luò)合劑或抗壞血酸掩蔽干擾離子；低溫冷藏減緩反應(yīng)速率；及時(shí)過(guò)濾去除懸浮物等。3.解析思路：許多環(huán)境樣品（特別是固體和生物樣品）基體復(fù)雜，含有大量干擾物質(zhì)，直接測(cè)定會(huì)干擾信號(hào)或?qū)е陆Y(jié)果不準(zhǔn)確。樣品消化或分解的目的是將樣品中的目標(biāo)元素轉(zhuǎn)化為可溶性離子形態(tài)，并破壞有機(jī)質(zhì)等干擾物，使待測(cè)元素能被有效釋放并準(zhǔn)確測(cè)定。常用消化方法有濕法消解（使用酸，如硝酸、高氯酸、硫酸等）和干法消解（高溫灰化）。4.解析思路：GC-MS聯(lián)用技術(shù)結(jié)合了GC的分離能力和MS的選擇性高、靈敏度高的特點(diǎn)。相比單獨(dú)使用GC，MS檢測(cè)器幾乎對(duì)所有有機(jī)物都有響應(yīng)，可以提供豐富的結(jié)構(gòu)信息，用于未知物的鑒定。相比單獨(dú)使用MS，GC對(duì)復(fù)雜混合物進(jìn)行分離，避免了組分重疊，大大提高了分析的準(zhǔn)確性和靈敏度。因此，GC-MS在環(huán)境樣品復(fù)雜組分分析中具有顯著優(yōu)勢(shì)。四、計(jì)算題1.解析思路：COD測(cè)定采用重鉻酸鉀氧化法，計(jì)算核心是求出被氧化的Cr的質(zhì)量。根據(jù)反應(yīng)關(guān)系，消耗的K?Cr?O?的摩爾數(shù)等于生成的Cr的摩爾數(shù)，也等于水樣中有機(jī)物相當(dāng)于Cr的摩爾數(shù)。先計(jì)算K?Cr?O?的摩爾數(shù)（n(K?Cr?O?)=C×V），再計(jì)算Cr的摩爾數(shù)（n(Cr)=n(K?Cr?O?)），最后計(jì)算Cr的質(zhì)量（m(Cr)=n(Cr)×M(Cr)），并將質(zhì)量轉(zhuǎn)換為mg并除以樣品體積得到濃度。注意單位換算（L→mL，mol/L→mol/L，g/mol→mg/mol）。計(jì)算過(guò)程：n(K?Cr?O?)=0.01000mol/L×20.50mL/1000mL/L=2.050×10??molm(Cr)=n(Cr)×M(Cr)=2.050×10??mol×52.00g/mol=1.066×10?2g=10.66mgCOD(Cr)=(10.66mg/10.00mL)×(1000mL/1L)=1066mg/LCODCr2.解析思路：該題涉及酸堿滴定回滴法測(cè)定硫。樣品燃燒生成的SO?被NaOH吸收生成Na?SO?，過(guò)量NaOH用HCl回滴。根據(jù)HCl消耗的量可以推算出被消耗的NaOH的量，進(jìn)而推算出樣品中硫元素燃燒后轉(zhuǎn)化為Na?SO?的量。Na?SO?中S與Na的摩爾比為1:2。先計(jì)算回滴所消耗的HCl的摩爾數(shù)（n(HCl)=C(HCl)×V(HCl)），這等于樣品中硫最終形成的Na?SO?的摩爾數(shù)。再根據(jù)Na?SO?與S的摩爾關(guān)系，計(jì)算硫的摩爾數(shù)（n(S)=n(Na?SO?)/2）。最后計(jì)算硫的質(zhì)量（m(S)=n(S)×M(S)），并將質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示為百分?jǐn)?shù)。注意單位換算（L→mL，mol/L→mol/L，g/mol→mg/g）。計(jì)算過(guò)程：n(HCl)=0.02000mol/L×12.00mL/1000mL/L=2.400×10??moln(Na?SO?)=n(HCl)=2.400×10??moln(S)=n(Na?SO?)/2=2.400×10??mol/2=1.200×10??molm(S)=n(S)×M(S)=1.200×10??mol×32.06g/mol=3.847×10?3g=3.847mgw(S)=(m(S)/m(s樣品))×100%=(3.847mg/0.5000g)×100%=0.7694%或76.94%五、論述/實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題1.解析思路：研究吸附劑對(duì)污染物的吸附過(guò)程，需考察吸附等溫線和吸附動(dòng)力學(xué)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)包含：*材料：吸附劑（活性炭）、吸附質(zhì)（Cr(VI)溶液）、去離子水、pH調(diào)節(jié)劑、指示劑、攪拌器、恒溫裝置、移液管、容量瓶、pH計(jì)、分光光度計(jì)（或ICP-MS等檢測(cè)器）。*儀器：見材料列表。*數(shù)據(jù)測(cè)定：a.吸附等溫線：固定吸附劑用量和溶液體積，改變初始Cr(VI)濃度，于設(shè)定溫度下攪拌一定時(shí)間達(dá)到吸附平衡，靜置取上清液，測(cè)定平衡時(shí)Cr(VI)濃度。計(jì)算不同平衡濃度下的吸附量（q_e=(C?-C_e)×V/m）。b.吸附動(dòng)力學(xué)：固定吸附劑用量、初始Cr(VI)濃度和溶液體積，于設(shè)定溫度下攪拌，在不同時(shí)間間隔取樣，測(cè)定溶液中剩余Cr(VI)濃度，計(jì)算不同時(shí)間下的吸附量（q_t=(C?-C_t)×V/m）。*分析方法：繪制q_e-C_e曲線（如Langmuir、Freundlich等擬合），確定吸附熱力學(xué)參數(shù)；繪制q_t-t曲線，選擇合適的動(dòng)力學(xué)模型（如偽一級(jí)、偽二級(jí)）擬合，確定吸附速率常數(shù)。2.解析思路：石油類污染物測(cè)定常用方法及比較：*紫外分光光度法（UV）：基于石油類物質(zhì)在紫外區(qū)（通常254nm）有特征吸收。方法簡(jiǎn)單快速，成本較低。缺點(diǎn)是選擇性差，水中其他有機(jī)物（如腐殖酸）可能干擾；定量范圍較窄；不能確定石油類的具體組分。*紅外分光光度法（IR）：基于石油類物質(zhì)在紅外區(qū)（通常3280-2960cm?1）有特征吸收峰（C-H伸縮振動(dòng)）。相比UV選擇性有所提高，對(duì)某些特定官能