第二十三章 紫外-可见分光光度法《基础化学》（人卫版第2版）（原卷版+解析版）

原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 《基础化学》（人卫版第2版） 章节过关卷 第二十三章 紫外-可见分光光度法 考试时间：90分钟 满分：100分 姓名 班级 学号 1 一、单选题（本题共20小题，每题2分，共40分） 1. 紫外-可见分光光度法的核心原理是基于物质对（ ）的选择性吸收 A. 特定频率的电磁波 B. 特定波长的可见光和紫外光 C. 微波 D. 红外线 E. 无线电波 2. 下列关于朗伯-比尔定律的表达式，正确的是（ ） A. B. C. D. E. 3. 朗伯-比尔定律适用于（ ） A. 所有浓度的有色溶液 B. 均匀、非散射的稀溶液 C. 浑浊的有色溶液 D. 任何均匀的溶液 E. 高浓度的电解质溶液 4. 摩尔吸光系数的单位是（ ） A. B. C. D. E. 5. 紫外-可见分光光度计中，提供入射光的部件是（ ） A. 检测器 B. 单色器 C. 光源 D. 吸收池 E. 信号处理系统 6. 下列关于单色器的作用，说法正确的是（ ） A. 将复合光分解为单色光 B. 放大光信号 C. 检测光强度 D. 盛放待测溶液 E. 提供稳定光源 7. 紫外光区测定时，吸收池的材质应选择（ ） A. 玻璃 B. 塑料 C. 石英 D. 金属 E. 陶瓷 8. 某溶液的透光率，则其吸光度A为（ ） A. 0.301 B. 0.500 C. 1.00 D. 0.200 E. 0.700 9. 下列因素中，会使摩尔吸光系数增大的是（ ） A. 溶液浓度升高 B. 光程长度增加 C. 物质的吸光能力增强 D. 透光率升高 E. 溶液温度升高 10. 紫外-可见分光光度法中，选择测定波长的原则是（ ） A. 最大吸收波长 B. 最小吸收波长 C. 任意波长 D. 干扰物质的吸收波长 E. 可见光区的波长 11. 下列化合物中，在紫外光区有吸收的是（ ） A. B. C. D. E. 12. 分光光度计的检测器将（ ）转换为电信号 A. 入射光强度 B. 透射光强度 C. 吸收光强度 D. 散射光强度 E. 反射光强度 13. 采用标准曲线法进行定量分析时，标准曲线的横坐标和纵坐标分别为（ ） A. 吸光度A，浓度c B. 浓度c，吸光度A C. 透光率T，浓度c D. 浓度c，透光率T E. 波长，吸光度A 14. 下列关于标准曲线法的说法，错误的是（ ） A. 适用于大批量样品的定量分析 B. 需配制一系列标准溶液 C. 标准曲线应呈线性关系 D. 无需扣除空白溶液的吸光度 E. 操作简便、结果准确 15. 当溶液浓度过高时，吸光度与浓度的关系偏离朗伯-比尔定律，其主要原因是（ ） A. 光的散射作用增强 B. 分子间的相互作用增强 C. 溶液的折射率变化 D. 入射光不是单色光 E. 吸收池厚度不均匀 16. 紫外-可见分光光度法中，空白溶液的作用是（ ） A. 调节仪器的透光率为100% B. 消除溶剂、试剂等的背景吸收 C. 校准仪器的波长 D. 测定摩尔吸光系数 E. 检查仪器的稳定性 17. 某有色溶液的浓度变为原来的2倍，光程长度不变，则其吸光度变为原来的（ ） A. 1/2倍 B. 2倍 C. 4倍 D.不变 E.无法确定 18. 下列电子跃迁类型中，产生的紫外吸收波长最长的是（ ） A. B. C. D. E. 19. 分光光度计的波长校准可使用（ ） A. 标准溶液 B. 空白溶液 C. 氘灯的特征谱线 D. 吸收池 E. 钨灯的连续光谱 20. 下列关于比色皿的使用，说法正确的是（ ） A. 比色皿的透光面可以用手触摸 B. 测定不同溶液时，无需清洗比色皿 C. 比色皿中溶液的体积应占其容积的2/3~3/4 D. 玻璃比色皿可用于紫外光区测定 E. 比色皿的厚度无需校准 二、多选题（本题共5小题，每题3分，共15分） 21. 紫外-可见分光光度计的基本组成部件包括（ ） A. 光源 B. 单色器 C. 吸收池 D. 检测器 E. 信号处理系统 22. 朗伯-比尔定律的偏离原因包括（ ） A. 入射光为非单色光 B. 溶液浓度过高 C. 溶液存在光散射 D. 溶液发生化学变化 E. 光程长度不均匀 23. 下列关于摩尔吸光系数的说法，正确的有（ ） A. 与物质的性质有关 B. 与入射光波长有关 C. 与溶液浓度无关 D. 与光程长度有关 E. 大，测定灵敏度越高 24. 紫外-可见分光光度法的定量方法有（ ） A. 标准曲线法 B. 直接比较法 C. 标准加入法 D. 摩尔吸光系数法 E. 内标法 25. 下列操作中，能提高分光光度法测定准确性的有（ ） A. 选择作为测定波长 B. 用空白溶液扣除背景吸收 C. 控制溶液浓度在朗伯-比尔定律线性范围内 D. 平行测定多次取平均值 E. 随意选择比色皿的厚度 三、简答题（本题共3小题，每题7分，共21分） 26．简述朗伯-比尔定律的内容、数学表达式及适用条件。 27．简述紫外-可见分光光度计的基本组成及各部件的作用。 28．什么是标准曲线法？简述其操作步骤及优缺点。 四、综合分析题（本题共2小题，每题12分，共24分） 29．某同学采用紫外-可见分光光度法测定的浓度，实验操作如下： 步骤1：直接用自来水清洗石英比色皿； 步骤2：配制5个不同浓度的标准溶液，未配制空白溶液； 步骤3：选择可见光区500nm波长进行测定（）； 步骤4：以浓度为纵坐标，吸光度为横坐标绘制标准曲线； 步骤5：测定待测溶液的吸光度，直接从标准曲线查得浓度。请回答下列问题： （1）指出实验操作中的错误之处，并说明理由。（6分） （2）若按正确操作，标准曲线的线性关系不佳，可能的原因有哪些？（6分） 30．某有色化合物的摩尔吸光系数，将其溶解在某溶剂中配成溶液，在2cm厚的比色皿中，于。请回答下列问题： （1）计算该溶液的吸光度A和物质的量浓度c。（6分） （2）若将该溶液稀释为原来的1/2，光程长度改为1cm，计算稀释后的透光率T。（6分） 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 《基础化学》（人卫版第2版） 章节过关卷 第二十三章 紫外-可见分光光度法 考试时间：90分钟 满分：100分 姓名 班级 学号 1 一、单选题（本题共20小题，每题2分，共40分） 1. 紫外-可见分光光度法的核心原理是基于物质对（ ）的选择性吸收 A. 特定频率的电磁波 B. 特定波长的可见光和紫外光 C. 微波 D. 红外线 E. 无线电波 【答案】B 【解析】紫外-可见分光光度法利用物质分子对200~760nm波长范围的紫外光和可见光的选择性吸收特性，建立吸光度与物质浓度的定量关系，B正确；A表述宽泛，C、D、E分别对应微波法、红外光谱法、核磁共振波谱法的辐射源，均错误。 2. 下列关于朗伯-比尔定律的表达式，正确的是（ ） A. B. C. D. E. 【答案】A 【解析】朗伯-比尔定律的核心表达式为，其中A为吸光度，为入射光强度，为透射光强度，为摩尔吸光系数，b为光程长度，c为物质的量浓度，A正确。 3. 朗伯-比尔定律适用于（ ） A. 所有浓度的有色溶液 B. 均匀、非散射的稀溶液 C. 浑浊的有色溶液 D. 任何均匀的溶液 E. 高浓度的电解质溶液 【答案】B 【解析】朗伯-比尔定律的适用条件为：均匀、非散射的稀溶液（浓度通常小于0.01mol/L）、单色光入射、溶液无化学变化，B正确；高浓度溶液会因分子间相互作用偏离定律，浑浊溶液存在光散射，均不适用，A、C、D、E错误。 4. 摩尔吸光系数的单位是（ ） A. B. C. D. E. 【答案】A 【解析】根据朗伯-比尔定律，A无单位，b单位为cm，c单位为mol/L，因此的单位为，A正确；E是比吸光系数的单位，错误。 5. 紫外-可见分光光度计中，提供入射光的部件是（ ） A. 检测器 B. 单色器 C. 光源 D. 吸收池 E. 信号处理系统 【答案】C 【解析】分光光度计的光源用于提供连续、稳定的入射光，紫外区常用氘灯，可见区常用钨灯，C正确；单色器用于筛选单色光，检测器用于检测光信号，吸收池用于盛放样品溶液，A、B、D、E错误。 6. 下列关于单色器的作用，说法正确的是（ ） A. 将复合光分解为单色光 B. 放大光信号 C. 检测光强度 D. 盛放待测溶液 E. 提供稳定光源 【答案】A 【解析】单色器是分光光度计的核心部件之一，其作用是将光源发出的复合光分解为按波长顺序排列的单色光，并筛选出所需波长的光，A正确；B、C是检测器的功能，D是吸收池的功能，E是光源的功能，均错误。 7. 紫外光区测定时，吸收池的材质应选择（ ） A. 玻璃 B. 塑料 C. 石英 D. 金属 E. 陶瓷 【答案】C 【解析】玻璃材质会吸收紫外光，仅适用于可见区测定；石英材质不吸收紫外光和可见光，可用于紫外-可见全波段测定，C正确；B、D、E均不适合作为吸收池材质。 8. 某溶液的透光率，则其吸光度A为（ ） A. 0.301 B. 0.500 C. 1.00 D. 0.200 E. 0.700 【答案】A 【解析】根据吸光度与透光率的关系，A正确。 9. 下列因素中，会使摩尔吸光系数增大的是（ ） A. 溶液浓度升高 B. 光程长度增加 C. 物质的吸光能力增强 D. 透光率升高 E. 溶液温度升高 【答案】C 【解析】摩尔吸光系数是物质的固有属性，仅与物质的结构、性质、入射光波长及温度有关，与浓度、光程长度无关。物质的吸光能力越强，增大。 10. 紫外-可见分光光度法中，选择测定波长的原则是（ ） A. 最大吸收波长 B. 最小吸收波长 C. 任意波长 D. 干扰物质的吸收波长 E. 可见光区的波长 【答案】A 【解析】选择最大吸收波长作为测定波长，能提高测定的灵敏度（吸光度最大），且在此波长处吸光度随波长变化较小，可减小波长误差对测定结果的影响，A正确。 11. 下列化合物中，在紫外光区有吸收的是（ ） A. B. C. D. E. 【答案】C 【解析】紫外吸收源于分子的价电子跃迁，含有共轭双键、芳香环等不饱和结构的化合物能产生紫外吸收。苯分子含有芳香环共轭体系，在紫外光区有特征吸收，C正确；A、B、D、E均为饱和化合物，无紫外吸收。 12. 分光光度计的检测器将（ ）转换为电信号 A. 入射光强度 B. 透射光强度 C. 吸收光强度 D. 散射光强度 E. 反射光强度 【答案】B 【解析】检测器的作用是检测透过吸收池后的透射光强度，并将光信号转换为可测量的电信号，再经信号处理系统转化为吸光度或透光率，B正确。 13. 采用标准曲线法进行定量分析时，标准曲线的横坐标和纵坐标分别为（ ） A. 吸光度A，浓度c B. 浓度c，吸光度A C. 透光率T，浓度c D. 浓度c，透光率T E. 波长，吸光度A 【答案】B 【解析】标准曲线法是配制一系列不同浓度的标准溶液，在选定波长下测定吸光度，以浓度c为横坐标，吸光度A为纵坐标绘制标准曲线，再根据待测溶液的吸光度从曲线上查得对应浓度，B正确。 14. 下列关于标准曲线法的说法，错误的是（ ） A. 适用于大批量样品的定量分析 B. 需配制一系列标准溶液 C. 标准曲线应呈线性关系 D. 无需扣除空白溶液的吸光度 E. 操作简便、结果准确 【答案】D 【解析】标准曲线法测定时，需先测定空白溶液（不含待测组分的溶液）的吸光度，再扣除空白值，以消除溶剂、试剂等的背景吸收，D错误；A、B、C、E均为标准曲线法的正确特点。 15. 当溶液浓度过高时，吸光度与浓度的关系偏离朗伯-比尔定律，其主要原因是（ ） A. 光的散射作用增强 B. 分子间的相互作用增强 C. 溶液的折射率变化 D. 入射光不是单色光 E. 吸收池厚度不均匀 【答案】B 【解析】高浓度溶液中，待测物质分子间的距离减小，相互作用增强，导致摩尔吸光系数发生变化，吸光度与浓度不再呈线性关系，偏离朗伯-比尔定律，B正确；A、C、D、E也会导致偏离，但不是高浓度溶液偏离的主要原因。 16. 紫外-可见分光光度法中，空白溶液的作用是（ ） A. 调节仪器的透光率为100% B. 消除溶剂、试剂等的背景吸收 C. 校准仪器的波长 D. 测定摩尔吸光系数 E. 检查仪器的稳定性 【答案】B 【解析】空白溶液的组成应与待测溶液一致（不含待测组分），测定其吸光度后，可扣除背景吸收（如溶剂、试剂、容器壁的吸收），使测定结果更准确，B正确；A是调节透光率的操作，不是空白溶液的作用，C、D、E错误。 17. 某有色溶液的浓度变为原来的2倍，光程长度不变，则其吸光度变为原来的（ ） A. 1/2倍 B. 2倍 C. 4倍 D.不变 E.无法确定 【答案】B 【解析】根据朗伯-比尔定律和b不变时，吸光度A与浓度c成正比，浓度变为2倍，吸光度也变为2倍，B正确。 18. 下列电子跃迁类型中，产生的紫外吸收波长最长的是（ ） A. B. C. D. E. 【答案】D 【解析】不同电子跃迁的能量大小顺序为：，能量越低，对应的吸收波长越长，因此跃迁的吸收波长最长，D正确。 19. 分光光度计的波长校准可使用（ ） A. 标准溶液 B. 空白溶液 C. 氘灯的特征谱线 D. 吸收池 E. 钨灯的连续光谱 【答案】C 【解析】分光光度计的波长准确性可通过标准光源的特征谱线校准，如氘灯的486.0nm和656.1nm特征谱线，C正确；A、B、D、E均不能用于波长校准。 20. 下列关于比色皿的使用，说法正确的是（ ） A. 比色皿的透光面可以用手触摸 B. 测定不同溶液时，无需清洗比色皿 C. 比色皿中溶液的体积应占其容积的2/3~3/4 D. 玻璃比色皿可用于紫外光区测定 E. 比色皿的厚度无需校准 【答案】C 【解析】使用比色皿时，溶液体积应占容积的2/3~3/4，避免溶液过少导致光未完全通过溶液，或过多导致溢出，C正确；透光面不能用手触摸（会污染），A错误；测定不同溶液时需清洗干净，B错误；玻璃比色皿不能用于紫外区，D错误；比色皿厚度需一致，必要时校准，E错误。 二、多选题（本题共5小题，每题3分，共15分） 21. 紫外-可见分光光度计的基本组成部件包括（ ） A. 光源 B. 单色器 C. 吸收池 D. 检测器 E. 信号处理系统 【答案】ABCDE 【解析】紫外-可见分光光度计的基本组成包括光源、单色器、吸收池、检测器、信号处理系统，各部件依次连接，完成光信号的产生、筛选、吸收、检测和转换，A、B、C、D、E均正确。 22. 朗伯-比尔定律的偏离原因包括（ ） A. 入射光为非单色光 B. 溶液浓度过高 C. 溶液存在光散射 D. 溶液发生化学变化 E. 光程长度不均匀 【答案】ABCDE 【解析】朗伯-比尔定律的偏离原因分为物理因素和化学因素：物理因素包括入射光非单色光、光散射、光程长度不均匀；化学因素包括溶液浓度过高（分子间作用增强）、溶液发生解离、缔合等化学变化，A、B、C、D、E均正确。 23. 下列关于摩尔吸光系数的说法，正确的有（ ） A. 与物质的性质有关 B. 与入射光波长有关 C. 与溶液浓度无关 D. 与光程长度有关 E. 大，测定灵敏度越高 【答案】ABCE 【解析】摩尔吸光系数是物质的特征常数，与物质的性质、入射光波长、温度有关，与浓度、光程长度无关；越大，表明物质对该波长光的吸收能力越强，测定灵敏度越高，A、B、C、E正确，D错误。 24. 紫外-可见分光光度法的定量方法有（ ） A. 标准曲线法 B. 直接比较法 C. 标准加入法 D. 摩尔吸光系数法 E. 内标法 【答案】ABCD 【解析】紫外-可见分光光度法常用的定量方法包括标准曲线法、直接比较法、标准加入法、摩尔吸光系数法；内标法主要用于色谱分析，E错误，A、B、C、D正确。 25. 下列操作中，能提高分光光度法测定准确性的有（ ） A. 选择作为测定波长 B. 用空白溶液扣除背景吸收 C. 控制溶液浓度在朗伯-比尔定律线性范围内 D. 平行测定多次取平均值 E. 随意选择比色皿的厚度 【答案】ABCD 【解析】选择、扣除空白吸收、控制线性浓度范围、平行测定取平均，均能提高测定准确性，A、B、C、D正确；比色皿厚度需一致，否则会引入误差，E错误。 三、简答题（本题共3小题，每题7分，共21分） 26．简述朗伯-比尔定律的内容、数学表达式及适用条件。 【答案】 （1）定律内容：当一束平行的单色光通过均匀、非散射的稀溶液时，溶液的吸光度与溶液的浓度和光程长度的乘积成正比。 （2）数学表达式 式中各符号含义： A：吸光度，无单位；：入射单色光的强度；：透射光的强度；：摩尔吸光系数，单位为；b：光程长度（比色皿厚度），单位为；c：待测物质的量浓度，单位为。 （3）适用条件： 1. 入射光为单色光；2. 溶液为均匀、非散射的稀溶液（浓度一般小于）；3. 溶液中的待测组分无解离、缔合、配位等化学变化；4. 光与物质的作用仅限于吸收，无反射、散射等其他作用。 27．简述紫外-可见分光光度计的基本组成及各部件的作用。 【答案】 紫外-可见分光光度计的基本组成包括光源、单色器、吸收池、检测器、信号处理系统，各部件作用如下： ①光源：提供连续、稳定的入射光，分为紫外光光源和可见光光源；紫外光区（200~400nm）：常用氘灯，发射连续紫外光；可见光区（400~760nm）：常用钨灯，发射连续可见光。 ②单色器：核心作用是将光源发出的复合光分解为按波长顺序排列的单色光，并筛选出测定所需波长的单色光，主要部件包括棱镜或光栅、狭缝。 ③ 吸收池（比色皿）：用于盛放待测溶液和空白溶液，材质分为石英和玻璃：石英吸收池：适用于紫外-可见全波段测定；玻璃吸收池：仅适用于可见光区测定。要求吸收池的透光面洁净、厚度一致。 ④检测器：将透过吸收池的透射光信号转换为可测量的电信号，常用的检测器有光电管、光电倍增管，具有灵敏度高、响应快的特点。 ⑤信号处理系统：将检测器输出的电信号进行放大、转换等处理，最终以吸光度（A）或透光率（T）的形式显示在仪器显示屏上。 28．什么是标准曲线法？简述其操作步骤及优缺点。 【答案】 （1）标准曲线法的定义 标准曲线法是通过配制一系列已知浓度的标准溶液，在选定波长下测定其吸光度，以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线，再测定待测溶液的吸光度，从标准曲线上查得待测溶液浓度的定量方法。 （2）操作步骤 1. 配制标准溶液：配制一系列（至少3个）不同浓度的标准溶液，浓度范围应覆盖待测溶液的预计浓度。 2. 配制空白溶液：配制与标准溶液、待测溶液组成一致但不含待测组分的空白溶液。 3. 测定吸光度：在选定的波长下，先用空白溶液调节仪器吸光度为0，再依次测定标准溶液和待测溶液的吸光度。 4. 绘制标准曲线：以标准溶液的浓度c为横坐标，对应的吸光度A为纵坐标，绘制A-c标准曲线，若符合朗伯-比尔定律，曲线应为过原点的直线。 5. 计算待测浓度：根据待测溶液的吸光度，在标准曲线上查得对应的浓度值。 （3） 优点：1. 适用于大批量样品的定量分析； 2. 操作简便、快速，结果准确； 3. 能消除部分偶然误差 缺点：1. 需配制一系列标准溶液，耗时； 2. 若待测溶液浓度超出标准曲线范围，需稀释后重新测定； 3. 对标准溶液的配制精度要求高 四、综合分析题（本题共2小题，每题12分，共24分） 29．某同学采用紫外-可见分光光度法测定的浓度，实验操作如下： 步骤1：直接用自来水清洗石英比色皿； 步骤2：配制5个不同浓度的标准溶液，未配制空白溶液； 步骤3：选择可见光区500nm波长进行测定（）； 步骤4：以浓度为纵坐标，吸光度为横坐标绘制标准曲线； 步骤5：测定待测溶液的吸光度，直接从标准曲线查得浓度。请回答下列问题： （1）指出实验操作中的错误之处，并说明理由。（6分） （2）若按正确操作，标准曲线的线性关系不佳，可能的原因有哪些？（6分） 【答案】 （1）错误之处及理由 ① 步骤1错误：用自来水清洗比色皿。理由：自来水中含有杂质离子，会吸附在比色皿透光面，产生背景吸收，应使用蒸馏水清洗，并用待测溶液润洗2~3次。 ② 步骤2错误：未配制空白溶液。理由：空白溶液可消除溶剂、试剂、比色皿等的背景吸收，未使用空白溶液会导致吸光度测定值偏高，结果不准确。 ③ 步骤3错误：选择500nm波长测定，而非处吸光度最大，灵敏度最高，且吸光度随波长变化小，选其他波长会降低灵敏度，增大误差。 ④ 步骤4错误：标准曲线的横纵坐标颠倒。理由：标准曲线应以浓度c为横坐标，吸光度A为纵坐标，横坐标为自变量，纵坐标为因变量。 ⑤ 步骤5错误：直接用待测溶液吸光度查浓度。理由：应先扣除空白溶液的吸光度，再用校正后的吸光度查标准曲线。 （2）标准曲线线性关系不佳的原因 1. 标准溶液浓度过高，超出朗伯-比尔定律的线性范围，导致曲线弯曲；2. 入射光非单色光，或波长选择不当，偏离；3. 溶液发生化学变化，如发生水解、缔合，改变了物质的吸光特性；4. 比色皿厚度不一致，或透光面污染，导致吸光度测定误差；5. 仪器未预热稳定，或波长校准不准确，影响吸光度测定值。 30．某有色化合物的摩尔吸光系数，将其溶解在某溶剂中配成溶液，在2cm厚的比色皿中，于。请回答下列问题： （1）计算该溶液的吸光度A和物质的量浓度c。（6分） （2）若将该溶液稀释为原来的1/2，光程长度改为1cm，计算稀释后的透光率T。（6分） 【答案】 （1）计算吸光度A和浓度c ① 计算吸光度A 根据吸光度与透光率的关系： 已知，代入得： ② 计算物质的量浓度c 根据朗伯-比尔定律，变形得： 已知，代入得： （2）计算稀释后的透光率T ① 确定稀释后溶液的参数 稀释后浓度 光程长度 ② 计算稀释后的吸光度A' ： ③ 计算透光率T' 由，变形得： 代入得： 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $