原子发射光谱分析习题
一、选择题
1. 原子发射光谱的光源中，火花光源的蒸发温度（Ta ）比直流电弧的蒸发温度（T b ） ( )
A Ta= T b B Ta＜ T b C Ta＞ T
b D 无法确定
2. 光电直读光谱仪中，使用的传感器是 ( )
A 感光板 B 光电倍增管 C 两者均可 D
3. 光电直读光谱仪中，若光源为ICP ，测定时的试样是 ( )
A 固体 B 粉末 C 溶液 D
4. 用摄谱法进行元素定性分析时, 测量感光板上的光谱图采用 ( )
A 光度计 B 测微光度计 C 映谱仪 D
5. 在原子发射光谱的光源中，激发温度最高的是
( )
A 交流电弧 B 火花 C ICP D
6. 在摄谱仪中，使用的传感器是 ( )
A 光电倍增管 B 感光板 C 两者均
可 D .
7. 用摄谱法进行元素定量分析时，测量感光板上的光谱图采用 ( )
A 光度计 B 仪映谱 C 测微光度计 D
8. 在原子发射光谱分析法中，选择激发电位相近的分析线对是为了 ( )
A 减小基体效应 B 提高激发几率 C 消除弧温的影响 D
9. 矿石粉末的定性分析，一般选用下列哪种光源
( )
A 交流电弧 B 高压火花 C 等离子体光源 D
10. 原子发射光谱的产生是由于 ( )
A 原子的次外层电子在不同能级间的跃近
B 原子的外层电子在不同能级间的跃近
C 原子外层电子的振动和转动
11. 下面几种常用的激发光源中, 分析的线性范围最大的是 ( )
A直流电弧 B交流电弧 C电火花 D 高频电感耦合等离子体
12. 摄谱法原子光谱定量分析是根据下列哪种关系建立的(I——光强, N 基——基态原子数, S ——分析线
对黑度差, c——浓度, I——分析线强度, S——黑度) ？( )
A I －N 基 B S －lgc C I － lgc
D S－ lgN基
二、正误判断
1．原子内部的电子跃迁可以在任意两个能级之间进行，所以原子光谱是由众多条光谱线按一定顺序组成。 （ ）
2．由第一激发态回到基态所产生的谱线，通常也是最灵敏线、最后线。 （ ）
3．自吸现象是由于激发态原子与基态原子之间的相互碰撞失去能量所造成的。 （ ）
4．光谱线的强度与跃迁能级的能量差、高能级上的原子总数及跃迁概率有关。 （ ）
5．原子发射光谱仪器类型较多，但都可分为光源、分光、检测三大部分，其中光源起着十分关键的作
用。 （ ）
三、简答题
1. 试从电极头温度、弧焰温度、稳定性及主要用途比较三种常用光源（直流、交流电弧，高压火花）的性能。
2．简述ICP 的形成原理及其特点。
3．何谓元素的共振线、灵敏线、最后线、分析线，它们之间有何联系？
4. 光谱定性分析的基本原理是什么？进行光谱定性分析时可以有哪几种方法？说明各个方法的基本原理和使用场合。
5. 结合实验说明进行光谱定性分析的过程。
6. 试述光谱半定量分析的基本原理，如何进行？
7. 光谱定量分析的依据是什么？为什么要采用内标？简述内标法的原理。内标元素和分析线对应具备哪些条件？为什么？
8. 何谓三标准试样法？
原子发射光谱分析习题解答
一、选择题
B 、B 、C 、C 、C 、 B 、C 、C 、A 、B 、 D 、B
二、正误判断
⨯、√、⨯、√、√
三、简答题
1. 试从电极头温度、弧焰温度、稳定性及主要用途比较三种常用光源（直流、交流电弧，高压火花）的性能。
2．简述ICP 的形成原理及其特点。
解：ICP 是利用高频加热原理。
当在感应线圈上施加高频电场时，由于某种原因（如电火花等）在等离子体工作气体中部分电离产生的带电粒子在高频交变电磁场的作用下做高速运动，碰撞气体原子，使之迅速、大量电离，形成雪崩式放电，电离的气体在垂直于磁场方向的截面上形成闭合环形的涡流，在感应线圈内形成相当于变压器的次级线圈并同相当于初级线圈的感应线圈耦合，这种高频感应电流产生的高温又将气体加热、电离，并在管口形成一个火炬状的稳定的等离子体焰矩。
其特点如下：
（1）工作温度高、同时工作气体为惰性气体，因此原子化条件良好，有利于难熔化合物的分解及元素的激发，对大多数元素有很高的灵敏度。
（2）稳定性高，自吸现象小，测定的线性范围宽。
（3）由于电子密度高，所以碱金属的电离引起的干扰较小。
（4）ICP 属无极放电，不存在电极污染现象。
（5）ICP 的载气流速较低，有利于试样在中央通道中充分激发，而且耗样量也较少。
（6）采用惰性气体作工作气体，因而光谱背景干扰少。
3. 何谓元素的共振线、灵敏线、最后线、分析线，它们之间有何联系？
解：由激发态向基态跃迁所发射的谱线称为共振线(resonance line) 。共振线具有最小的激发电位，因此最容易被激发，为该元素最强的谱线。
灵敏线(sensitive line) 是元素激发电位低、强度较大的谱线，多是共振线(resonance line)。
最后线(last line) 是指当样品中某元素的含量逐渐减少时，最后仍能观察到的几条谱线。它也是该元素的最灵敏线。
进行分析时所使用的谱线称为 分析线(analytical line)。
由于共振线是最强的谱线，所以在没有其它谱线干扰的情况下，通常选择共振线作为分析线。
4. 光谱定性分析的基本原理是什么？进行光谱定性分析时可以有哪几种方法？说明各个方法的基本原理和使用场合。
解：由于各种元素的原子结构不同，在光源的激发下，可以产生各自的特征谱线，其波长是由每种元素的原子性质决定的，具有特征性和唯一性，因此可以通过检查谱片上有无特征谱线的出现来确定该元素是否存在，这就是光谱定性分析的基础。
进行光谱定性分析有以下三种方法：
（1）比较法。将要检出元素的纯物质或纯化合物与试样并列摄谱于同一感光板上，在映谱仪上检查试样光谱与纯物质光谱。若两者谱线出现在同一波长位置上，即可说明某一元素的某条谱线存在。本方法简单易行，但只适用于试样中指定组分的定性。
（2）对于复杂组分及其光谱定性全分析，需要用铁的光谱进行比较。采用铁的光谱作为波长的标尺，来判断其他元素的谱线。
（3）当上述两种方法均无法确定未知试样中某些谱线属于何种元素时，可以采用波长比较法。即准确测出该谱线的波长，然后从元素的波长表中查出未知谱线相对应的元素进行定性。
5. 结合实验说明进行光谱定性分析的过程。
解：光谱定性分析包括试样处理、摄谱、检查谱线等几个基本过程。
6. 试述光谱半定量分析的基本原理，如何进行？
解：光谱半定量分析主要方法．
谱线强度比较法．可以将被测元素配制成不同浓度的标准系列，然后分别与试样同时摄谱，并控制相同的摄谱条件，通过比较被测元素的灵敏线与标准试样中该元素的相应谱线的黑度，用目视进行比较，进行半定量分析．
7. 光谱定量分析的依据是什么？为什么要采用内标？简述内标法的原理。内标元素和分析线对应具备哪些条件？为什么？
解：在光谱定量分析中，元素谱线的强度I 与该元素在试样中的浓度C 呈下述关系：
I= aC b
在一定条件下，a,b 为常数，因此
log I = b logC +log a
亦即谱线强度的对数与浓度对数呈线性关系，这就是光谱定量分析的依据。
在光谱定量分析时，由于a,b 随被测元素的含量及实验条件（如蒸发、激发条件，取样量，感光板特性及显影条件等）的变化而变化，而且这种变化往往很难避免，因此要根据谱线强度的绝对值进行定量常常难以得到准确结果。所以常采用内标法消除工作条件的变化对测定结果的影响。
用内标法进行测定时，是在被测元素的谱线中选择一条谱线作为分析线，在基体元素（或定量加入的其它元素）的谱线中选择一条与分析线均称的谱线作为内标线，组成分析线对，利用分析线与内标线绝对强度的比值及相对强度来进行定量分析。这时存在如下的基本关系：
log R = log(I1/I2) = b1log C + logA
其中A=a1/I2
内标元素和分析线对应具备的条件
①内标元素与被测元素在光源作用下应有相近的蒸发性质；
②内标元素若是外加的，必须是试样中不含或含量极少可以忽略的。 ③分析线对选择需匹配；
两条原子线或两条离子线, 两条谱线的强度不宜相差过大。
④分析线对两条谱线的激发电位相近。
若内标元素与被测元素的电离电位相近，分析线对激发电位也相近，这样的分析线对称为“均匀线对”。
⑤分析线对波长应尽可能接近。
分析线对两条谱线应没有自吸或自吸很小，并不受其它谱线的干扰。 ⑥内标元素含量一定的。
8. 何谓三标准试样法？
解：三标准试样法就是将三个或三个以上的标准试样和被分析试样于同一实验条件下，在同一感光板上进行 摄谱。由每个标准试样分析线对的黑度差与标准试样中欲测成分含量 c 的对数绘制工作曲线，然 后由被测试样光谱中测得的分析线 对的黑度差，从工作曲线中查出待测成分的含量。
9.
原子发射光谱分析习题
一、选择题
1. 原子发射光谱的光源中，火花光源的蒸发温度（Ta ）比直流电弧的蒸发温度（T b ） ( )
A Ta= T b B Ta＜ T b C Ta＞ T
b D 无法确定
2. 光电直读光谱仪中，使用的传感器是 ( )
A 感光板 B 光电倍增管 C 两者均可 D
3. 光电直读光谱仪中，若光源为ICP ，测定时的试样是 ( )
A 固体 B 粉末 C 溶液 D
4. 用摄谱法进行元素定性分析时, 测量感光板上的光谱图采用 ( )
A 光度计 B 测微光度计 C 映谱仪 D
5. 在原子发射光谱的光源中，激发温度最高的是
( )
A 交流电弧 B 火花 C ICP D
6. 在摄谱仪中，使用的传感器是 ( )
A 光电倍增管 B 感光板 C 两者均
可 D .
7. 用摄谱法进行元素定量分析时，测量感光板上的光谱图采用 ( )
A 光度计 B 仪映谱 C 测微光度计 D
8. 在原子发射光谱分析法中，选择激发电位相近的分析线对是为了 ( )
A 减小基体效应 B 提高激发几率 C 消除弧温的影响 D
9. 矿石粉末的定性分析，一般选用下列哪种光源
( )
A 交流电弧 B 高压火花 C 等离子体光源 D
10. 原子发射光谱的产生是由于 ( )
A 原子的次外层电子在不同能级间的跃近
B 原子的外层电子在不同能级间的跃近
C 原子外层电子的振动和转动
11. 下面几种常用的激发光源中, 分析的线性范围最大的是 ( )
A直流电弧 B交流电弧 C电火花 D 高频电感耦合等离子体
12. 摄谱法原子光谱定量分析是根据下列哪种关系建立的(I——光强, N 基——基态原子数, S ——分析线
对黑度差, c——浓度, I——分析线强度, S——黑度) ？( )
A I －N 基 B S －lgc C I － lgc
D S－ lgN基
二、正误判断
1．原子内部的电子跃迁可以在任意两个能级之间进行，所以原子光谱是由众多条光谱线按一定顺序组成。 （ ）
2．由第一激发态回到基态所产生的谱线，通常也是最灵敏线、最后线。 （ ）
3．自吸现象是由于激发态原子与基态原子之间的相互碰撞失去能量所造成的。 （ ）
4．光谱线的强度与跃迁能级的能量差、高能级上的原子总数及跃迁概率有关。 （ ）
5．原子发射光谱仪器类型较多，但都可分为光源、分光、检测三大部分，其中光源起着十分关键的作
用。 （ ）
三、简答题
1. 试从电极头温度、弧焰温度、稳定性及主要用途比较三种常用光源（直流、交流电弧，高压火花）的性能。
2．简述ICP 的形成原理及其特点。
3．何谓元素的共振线、灵敏线、最后线、分析线，它们之间有何联系？
4. 光谱定性分析的基本原理是什么？进行光谱定性分析时可以有哪几种方法？说明各个方法的基本原理和使用场合。
5. 结合实验说明进行光谱定性分析的过程。
6. 试述光谱半定量分析的基本原理，如何进行？
7. 光谱定量分析的依据是什么？为什么要采用内标？简述内标法的原理。内标元素和分析线对应具备哪些条件？为什么？
8. 何谓三标准试样法？
原子发射光谱分析习题解答
一、选择题
B 、B 、C 、C 、C 、 B 、C 、C 、A 、B 、 D 、B
二、正误判断
⨯、√、⨯、√、√
三、简答题
1. 试从电极头温度、弧焰温度、稳定性及主要用途比较三种常用光源（直流、交流电弧，高压火花）的性能。
2．简述ICP 的形成原理及其特点。
解：ICP 是利用高频加热原理。
当在感应线圈上施加高频电场时，由于某种原因（如电火花等）在等离子体工作气体中部分电离产生的带电粒子在高频交变电磁场的作用下做高速运动，碰撞气体原子，使之迅速、大量电离，形成雪崩式放电，电离的气体在垂直于磁场方向的截面上形成闭合环形的涡流，在感应线圈内形成相当于变压器的次级线圈并同相当于初级线圈的感应线圈耦合，这种高频感应电流产生的高温又将气体加热、电离，并在管口形成一个火炬状的稳定的等离子体焰矩。
其特点如下：
（1）工作温度高、同时工作气体为惰性气体，因此原子化条件良好，有利于难熔化合物的分解及元素的激发，对大多数元素有很高的灵敏度。
（2）稳定性高，自吸现象小，测定的线性范围宽。
（3）由于电子密度高，所以碱金属的电离引起的干扰较小。
（4）ICP 属无极放电，不存在电极污染现象。
（5）ICP 的载气流速较低，有利于试样在中央通道中充分激发，而且耗样量也较少。
（6）采用惰性气体作工作气体，因而光谱背景干扰少。
3. 何谓元素的共振线、灵敏线、最后线、分析线，它们之间有何联系？
解：由激发态向基态跃迁所发射的谱线称为共振线(resonance line) 。共振线具有最小的激发电位，因此最容易被激发，为该元素最强的谱线。
灵敏线(sensitive line) 是元素激发电位低、强度较大的谱线，多是共振线(resonance line)。
最后线(last line) 是指当样品中某元素的含量逐渐减少时，最后仍能观察到的几条谱线。它也是该元素的最灵敏线。
进行分析时所使用的谱线称为 分析线(analytical line)。
由于共振线是最强的谱线，所以在没有其它谱线干扰的情况下，通常选择共振线作为分析线。
4. 光谱定性分析的基本原理是什么？进行光谱定性分析时可以有哪几种方法？说明各个方法的基本原理和使用场合。
解：由于各种元素的原子结构不同，在光源的激发下，可以产生各自的特征谱线，其波长是由每种元素的原子性质决定的，具有特征性和唯一性，因此可以通过检查谱片上有无特征谱线的出现来确定该元素是否存在，这就是光谱定性分析的基础。
进行光谱定性分析有以下三种方法：
（1）比较法。将要检出元素的纯物质或纯化合物与试样并列摄谱于同一感光板上，在映谱仪上检查试样光谱与纯物质光谱。若两者谱线出现在同一波长位置上，即可说明某一元素的某条谱线存在。本方法简单易行，但只适用于试样中指定组分的定性。
（2）对于复杂组分及其光谱定性全分析，需要用铁的光谱进行比较。采用铁的光谱作为波长的标尺，来判断其他元素的谱线。
（3）当上述两种方法均无法确定未知试样中某些谱线属于何种元素时，可以采用波长比较法。即准确测出该谱线的波长，然后从元素的波长表中查出未知谱线相对应的元素进行定性。
5. 结合实验说明进行光谱定性分析的过程。
解：光谱定性分析包括试样处理、摄谱、检查谱线等几个基本过程。
6. 试述光谱半定量分析的基本原理，如何进行？
解：光谱半定量分析主要方法．
谱线强度比较法．可以将被测元素配制成不同浓度的标准系列，然后分别与试样同时摄谱，并控制相同的摄谱条件，通过比较被测元素的灵敏线与标准试样中该元素的相应谱线的黑度，用目视进行比较，进行半定量分析．
7. 光谱定量分析的依据是什么？为什么要采用内标？简述内标法的原理。内标元素和分析线对应具备哪些条件？为什么？
解：在光谱定量分析中，元素谱线的强度I 与该元素在试样中的浓度C 呈下述关系：
I= aC b
在一定条件下，a,b 为常数，因此
log I = b logC +log a
亦即谱线强度的对数与浓度对数呈线性关系，这就是光谱定量分析的依据。
在光谱定量分析时，由于a,b 随被测元素的含量及实验条件（如蒸发、激发条件，取样量，感光板特性及显影条件等）的变化而变化，而且这种变化往往很难避免，因此要根据谱线强度的绝对值进行定量常常难以得到准确结果。所以常采用内标法消除工作条件的变化对测定结果的影响。
用内标法进行测定时，是在被测元素的谱线中选择一条谱线作为分析线，在基体元素（或定量加入的其它元素）的谱线中选择一条与分析线均称的谱线作为内标线，组成分析线对，利用分析线与内标线绝对强度的比值及相对强度来进行定量分析。这时存在如下的基本关系：
log R = log(I1/I2) = b1log C + logA
其中A=a1/I2
内标元素和分析线对应具备的条件
①内标元素与被测元素在光源作用下应有相近的蒸发性质；
②内标元素若是外加的，必须是试样中不含或含量极少可以忽略的。 ③分析线对选择需匹配；
两条原子线或两条离子线, 两条谱线的强度不宜相差过大。
④分析线对两条谱线的激发电位相近。
若内标元素与被测元素的电离电位相近，分析线对激发电位也相近，这样的分析线对称为“均匀线对”。
⑤分析线对波长应尽可能接近。
分析线对两条谱线应没有自吸或自吸很小，并不受其它谱线的干扰。 ⑥内标元素含量一定的。
8. 何谓三标准试样法？
解：三标准试样法就是将三个或三个以上的标准试样和被分析试样于同一实验条件下，在同一感光板上进行 摄谱。由每个标准试样分析线对的黑度差与标准试样中欲测成分含量 c 的对数绘制工作曲线，然 后由被测试样光谱中测得的分析线 对的黑度差，从工作曲线中查出待测成分的含量。
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