2025年大學(xué)《化學(xué)測量學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——化學(xué)測量學(xué)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項(xiàng)字母填在題干后的括號內(nèi)）1.在環(huán)境監(jiān)測中，需要測定某水體中痕量重金屬Pb2?，選擇原子吸收光譜法（AAS）而非紫外可見分光光度法，主要原因是（）。A.AAS法靈敏度更高B.AAS法選擇性好，干擾少C.AAS法儀器價(jià)格更便宜D.AAS法操作更簡單2.使用標(biāo)準(zhǔn)加入法測定某樣品中某組分的濃度，其主要目的是為了（）。A.提高分析速度B.消除系統(tǒng)誤差C.消除隨機(jī)誤差D.擴(kuò)展測量范圍3.在環(huán)境樣品前處理中，對于含有機(jī)物的酸性廢水樣品，進(jìn)行濕法消解時通常加入的試劑是（）。A.硝酸-高氯酸混合酸B.硫酸-高氯酸混合酸C.氫氧化鈉溶液D.鹽酸溶液4.下列哪種環(huán)境監(jiān)測技術(shù)屬于非接觸式監(jiān)測？（）A.人工采樣后實(shí)驗(yàn)室分析B.基于光譜原理的遙感監(jiān)測C.便攜式離子選擇性電極現(xiàn)場測定D.現(xiàn)場比色法測定溶解氧5.在色譜分析中，若要增加分離度，可以采取的措施是（）。A.降低柱溫B.使用更長的色譜柱C.改變流動相極性D.提高載氣流速6.評價(jià)一個分析方法準(zhǔn)確性的常用指標(biāo)是（）。A.靈敏度B.檢出限C.精密度D.回收率7.測量某大氣污染物濃度時，多次重復(fù)測定結(jié)果的一致性反映了該測量過程的（）。A.系統(tǒng)誤差大小B.隨機(jī)誤差大小C.靈敏度高低D.選擇性好壞8.電化學(xué)分析法中，伏安分析法與電位分析法的主要區(qū)別在于（）。A.測量儀器不同B.傳感器類型不同C.基本原理不同D.應(yīng)用領(lǐng)域不同9.為確保環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性，對用于定量分析的化學(xué)試劑，通常要求其純度至少達(dá)到（）。A.95%B.99%C.99.9%D.99.99%10.環(huán)境樣品采集后，若不能立即進(jìn)行分析，為防止樣品組分發(fā)生變化，通常需要（）。A.立即冷凍保存B.加入穩(wěn)定劑C.貼好標(biāo)簽D.立即消解二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在題干橫線上）1.測量結(jié)果與真實(shí)值之差稱為________，它包括系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。2.在環(huán)境監(jiān)測中，原子吸收光譜法（AAS）主要用于測定________元素。3.色譜分析中，分離度（Rs）是衡量分離效果的重要指標(biāo)，其定義為兩個相鄰峰峰底寬度之差與兩峰峰高之和的比值。4.電位分析法是基于測量________的大小來進(jìn)行定量分析的。5.配制標(biāo)準(zhǔn)溶液時，若使用的是基準(zhǔn)物質(zhì)，則配制過程屬于________準(zhǔn)確度操作。6.測定大氣中PM2.5濃度時，常用的采集方法是________采樣。7.為了減少樣品前處理過程中待測物的損失，有時會采用________技術(shù)。8.在環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量保證中，使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)控屬于________評價(jià)。9.離子選擇性電極屬于一種________電極。10.化學(xué)計(jì)量學(xué)方法在環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)解析中可用于________和________等任務(wù)。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述光譜分析法的基本原理。2.簡述色譜分析中，選擇固定相和流動相的基本原則。3.簡述在環(huán)境監(jiān)測現(xiàn)場進(jìn)行水質(zhì)pH值測定的意義。4.簡述樣品采集對環(huán)境監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確性的影響。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某分析方法的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.05mg/L，置信度為95%（t=2.06），樣品平行測定兩次，其結(jié)果報(bào)告范圍為10.12mg/L-10.28mg/L。問此報(bào)告范圍是否滿足質(zhì)量控制要求（假設(shè)樣品濃度真實(shí)值接近10.2mg/L）？2.某水樣中COD（化學(xué)需氧量）的測定采用重鉻酸鉀法，取10.00mL水樣進(jìn)行測定，消耗了0.01560mol/L的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL。計(jì)算該水樣COD的濃度（單位：mg/L，假設(shè)換算系數(shù)為1.00）。五、論述題（每題10分，共20分）1.論述選擇化學(xué)測量技術(shù)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測時應(yīng)考慮的主要因素。2.論述樣品前處理在環(huán)境監(jiān)測分析中的重要性及可能面臨的挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.B2.B3.A4.B5.B6.D7.B8.C9.C10.B二、填空題1.絕對誤差2.金屬3.（保留原句）4.電位5.直接6.重量7.萃取8.內(nèi)部9.指示10.模式識別；因子分析三、簡答題1.解析思路：光譜分析法基于物質(zhì)對特定波長輻射的吸收、發(fā)射或散射特性進(jìn)行物質(zhì)成分和含量分析。其基本原理是：當(dāng)特定波長的光通過被測物質(zhì)時，物質(zhì)會吸收部分光能，吸收的量與物質(zhì)的濃度和光程長度成正比（符合朗伯-比爾定律）。通過測量透光率或吸光度，可以計(jì)算出物質(zhì)的濃度或存在與否。2.解析思路：選擇固定相需考慮其化學(xué)性質(zhì)（如極性、酸堿性）與待分離物質(zhì)及流動相的匹配性，常用原則是“相似相溶”或“極性相反易分離”；同時考慮其物理性質(zhì)，如粒徑、孔徑、比表面積等，影響分離效率和傳質(zhì)速率。選擇流動相需考慮其極性、與固定相的相互作用（如極性固定相常用極性流動相，非極性固定相常用非極性流動相）、與待分離物質(zhì)的相互作用、粘度、安全性、價(jià)格等，目的是使不同組分在固定相上的保留時間不同，從而實(shí)現(xiàn)分離。3.解析思路：現(xiàn)場測定水樣pH值可以快速了解水體的酸堿狀態(tài)，這是評價(jià)水體環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。pH值會顯著影響水中許多污染物的遷移轉(zhuǎn)化過程（如重金屬溶解度、有機(jī)物降解速率、營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)等）、有毒物質(zhì)的毒性以及水生生物的生存環(huán)境?，F(xiàn)場測定可以及時掌握污染狀況，為現(xiàn)場應(yīng)急決策提供依據(jù)，并確保采集的水樣性質(zhì)接近原水，減少運(yùn)輸和保存過程中可能引起的pH值變化對分析結(jié)果的影響。4.解析思路：樣品采集是環(huán)境監(jiān)測的第一步，其代表性直接決定了后續(xù)分析結(jié)果的可靠性。如果樣品采集方法不當(dāng)，未能真實(shí)反映監(jiān)測點(diǎn)的環(huán)境狀況（如采樣位置偏離污染源、采樣時間不對、采樣量不足、采樣工具污染或未清洗等），即使分析過程再精確，得到的濃度數(shù)據(jù)也會是虛假的，無法代表真實(shí)環(huán)境質(zhì)量。因此，選擇合適的采樣點(diǎn)位、采樣時間和采樣方法，保證樣品的代表性，是獲得準(zhǔn)確可靠環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的前提和關(guān)鍵。四、計(jì)算題1.解析思路：首先計(jì)算在真實(shí)濃度下兩次平行測定的預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)偏差。根據(jù)公式s_exp=s_std*sqrt(2/(n-1))計(jì)算預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)偏差s_exp=0.05*sqrt(2/1)=0.0707mg/L。然后計(jì)算測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度U=t*s_exp=2.06*0.0707=0.1457mg/L。將擴(kuò)展不確定度加到真實(shí)濃度值上得到置信區(qū)間上限，減去擴(kuò)展不確定度得到置信區(qū)間下限。上限：10.2+0.1457=10.3457mg/L；下限：10.2-0.1457=10.0543mg/L。比較此區(qū)間與報(bào)告范圍10.12mg/L-10.28mg/L，發(fā)現(xiàn)報(bào)告范圍完全在此置信區(qū)間內(nèi)，說明兩次平行測定的結(jié)果報(bào)告范圍滿足質(zhì)量控制要求。2.解析思路：首先根據(jù)重鉻酸鉀的摩爾反應(yīng)量與COD的關(guān)系（通常1molK?Cr?O?約相當(dāng)于708mgCOD），計(jì)算消耗重鉻酸鉀對應(yīng)的COD量。消耗的K?Cr?O?物質(zhì)的量=C*V=0.01560mol/L*20.00mL/1000mL/L=0.000312molK?Cr?O?。根據(jù)化學(xué)計(jì)量關(guān)系，水樣中COD的物質(zhì)的量=0.000312molK?Cr?O?*(2molCOD/1molK?Cr?O?)=0.000624molCOD。將COD物質(zhì)的量換算為濃度（mg/L）：濃度=(0.000624mol*708g/mol)/(10.00mL/1000mL/L)=44.2mg/L。注意單位換算和換算系數(shù)的使用。五、論述題1.解析思路：選擇化學(xué)測量技術(shù)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測需綜合考慮以下因素：①待測物性質(zhì)：如濃度水平（痕量、微量、常量）、物理化學(xué)形態(tài)、是否存在干擾物等；②分析要求：如所需分析速度（快速在線監(jiān)測vs實(shí)驗(yàn)室常規(guī)分析）、準(zhǔn)確性、靈敏度、選擇性好壞等；③樣品類型：水、氣、土壤、生物樣品等性質(zhì)不同，影響技術(shù)選擇；④儀器條件與成本：實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備、購買或維護(hù)成本；⑤操作復(fù)雜性與便捷性：是否需要復(fù)雜的前處理、操作是否簡便；⑥法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求：是否有強(qiáng)制性的分析方法標(biāo)準(zhǔn)；⑦環(huán)境影響：分析過程是否產(chǎn)生二次污染等。需在滿足監(jiān)測目標(biāo)的前提下，選擇技術(shù)性能、成本、效率、可靠性等方面綜合最優(yōu)的方案。2.解析思路：樣品前處理是連接現(xiàn)場采樣與分析儀器的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其重要性體現(xiàn)在：①去除干擾物質(zhì)，使待測物能夠被有效、準(zhǔn)確地測定；②將待測物轉(zhuǎn)化為適合儀器檢測的形態(tài)或富集目標(biāo)組分，提高分析的靈敏度和準(zhǔn)確性；③改變待測物的物理化學(xué)狀態(tài)，使其適應(yīng)分析儀器的要求；④消除樣品基質(zhì)效應(yīng)，確保分析結(jié)果的可靠性