本书是为化学类专业编写的无机化学实验教材,包含化学实验常识、基础化学实验中的操作技术、基本技能实验、性质实验、制备实验、综合实验、设计与创新实验,以及趣味化学实验八部分内容。在全书55个实验中,既有基本技能实验、性质实验和制备实验,又有综合实高生验和设计与创新实验。
化学是一门实验科学,化学实验的重要性不言而喻。无机化学实验是化学类专业学生的第一门必修的、独立的基础实验课,它对奠定学生进行化学实验的良好基础特别重要。无机化学实验课程的目的就是通过实验教学,帮助学生加深理解无机化学基本理论和基础知识,熟悉重要无机化合物的制备方法,掌握无机化学基本实验方法和操作技能,着力培养学生严谨的科学态度及综合分析问题和解决问题的能力。
为了适应现代教育发展需要,使教材从形式到内容能最大限度地满足学生个性化学习的需要,着力培养学生的创新思维与探究能力,切实提高人才培养质量,编者在多年实验教学的基础上,编写了本教材。本教材包含8章共55个实验,主要内容有基本技能实验、性质实验、制备实验、综合实验、设计与创新实验、趣味实验等,读者可以根据需要选择使用。
本教材具有以下特点:(1)实验内容绿色化。实验教学中,致力于对学生进行绿色化学和实验安全教育。在保证实验顺利开设的前提下,尽量减少试剂用量,尽量选取低毒、低污染、低危险性的实验试剂。(2)实验内容趣味化。注重将化学前沿知识引入化学实验课程教学中,并选编了部分趣味实验。(3)化学竞赛实验教学化。选编了部分化学竞赛实验,使实验内容具有更强的综合性。(4)科研成果教学化。利用无机化学学科科研发展的优势,将一些科研成果转化为化学实验的教学内容,从而使实验内容具有一定的新颖性和先进性。
参加本教材编写工作的教师有陕西师范大学刘志宏教授(第一章、第二章,实验1、4、7、41)、李淑妮副教授(实验28-38,第八章)、焦桓教授(实验22、23、27、40、44)、高玲香教授(实验19~21,实验43)、胡满成教授(实验3、8)、蒋育澄(实验9、10)、张伟强副教授(实验11N13)、何地平高级实验师(实验2,实验14~17)、徐玲副教授(第二章,实验18)、赵娜副教授(第一章,第二章)、高子伟教授(实验42)、翟全国教授(实验39)、魏灵灵副教授(实验44)、刘环环老师(附录);天水师范学院唐慧安教授(实验5、6);贵州理工学院黄宏升副教授(实验24-26)。初稿完成后,全部内容由刘志宏教授、李淑妮副教授及焦桓教授分别审阅。最后,全书由刘志宏教授统稿、定稿。
第一章 化学实验常识
1.1 化学实验与化学实验教学
1.1.1 教学目的
1.1.2 学习方法与教学基本要求
1.1.3 化学实验室守则
1.1.4 实验安全知识
1.2 化学实验常用玻璃仪器
1.1.1 化学实验仪器用玻璃
1.2.2 常用玻璃仪器
1.2.3 玻璃仪器的洗涤
1.2.4 玻璃仪器的干燥
1.3 化学试剂
1.3.1 化学试剂的分类
1.3.2 化学试剂的规格标准
1.3.3 化学试剂使用注意事项
1.4 实验室用水
1.4.1 实验室用水的规格
1.4.2 水的纯化方法
1.4.3 实验室用水注意事项
第二章 基础化学实验中的操作技术
2.1 称量
2.1.1 托盘天平的使用
2.1.2 电子天平的使用
2.2 溶液的配制
2.2.1 直接配制法
2.2.2 间接配制法(标定法)
2.2.3 特殊溶液的配制
2.2.4 溶液配制和储存注意事项
2.3 容量玻璃仪器的规范操作
2.4 物质分离的方法
2.4.1 倾析法
2.4.2 过滤法
2.4.3 离心分离法
2.5 加热器的使用
2.5.1 酒精灯
2.5.2 酒精喷灯
2.5.3 电加热器
2.5.4 水浴
2.5.5 油浴
2.5.6 沙浴
2.5.7 空气浴
2.5.8 电热套加热
2.6 物体的加热
2.6.1 液体的加热
2.6.2 固体的加热
第三章 基本技能实验
实验1 仪器的认领、洗涤和干燥
实验2 玻璃管加工和塞子钻孔
实验3 二氧化碳相对分子质量的测定
实验4 醋酸解离度和解离常数的pH法测定
实验5 缓冲溶液配制及pH测定
实验6 结晶与重结晶
实验7 离子交换法测定PbI2,溶度积
实验8 氧化还原反应和氧化还原平衡
第四章 性质实验
实验9 卤素
实验10 氧、硫、氮、磷
实验11 铜、银、锌、镉、汞
实验12 钛、钒、铬、锰
实验13 铁、钴、镍
实验14 常见阴离子的初步实验
实验15 常见阴离子的分别鉴定和阴离子混合液的分析
实验16 阳离子混合液的分析(两酸两碱系统)
实验17 阳离子混合液分析方案设计(硫代乙酰胺系统)
第五章 制备实验
实验18 粗食盐的提纯
实验19 明矾[KAl(SO4)2·12H20]的制备
实验20 氨碱法制取碳酸钠
实验21 硝酸钾的制备和提纯
实验22 硫酸亚铁铵的制备
实验23 由铬铁矿制取重铬酸钾
实验24 由软锰矿制备高锰酸钾
实验25 从海带中提取碘
第六章 综合实验
实验26 硫酸铜的制备及结晶水的测定
实验27 三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备和组成测定
实验28 从硼镁泥制取七水硫酸镁
实验29 两种钴(Ⅲ)配合物的制备及组成分析
实验30 由硝酸铬制备涂料黄及铬酸铅含量测定
实验3l 二草酸根合铜(Ⅱ)酸钾的制备及组成测定
实验32 多碘盐的制备和分析
实验33 由“废”聚乳酸餐盒制备乳酸钙
实验34 氨基酸铜配合物的模板合成与表征
实验35 蛋氨酸铜的制备与组成的测定
实验36 富血铁的制备及含量测定
实验37 氧化铁纳米颗粒的制备及用于奶制品中三聚氰胺的测定
实验38 碘酸钙的制备及含量测定
第七章 设计与创新实验
实验39 金属一有机框架微孔材料MOF-5的制备与表征
实验40 氧化型石墨烯的制备
实验41 硼酸锌4ZnO·B2O3·H2O纳米带的制备、表征及阻燃性能
实验42 二氯二茂钛的制备及水杨酸茂钛配合物的合成及表征
实验43 纳米钛酸钡粒子的制备及表征
实验44 化学共沉淀法制备K2GeF6:Mn4+
第八章 趣味实验
实验45 “水中花园”——难溶硅酸盐的形成
实验46 变色字画
实验47 人造小火山
实验48 人造钟乳石
实验49 自己做镜子
实验50 美丽的夜空
实验51 净水能手——明矾
实验52 电化学腐蚀
实验53 不会流动的酒精
实验54 化学灯塔(“时间”振荡反应)
实验55 超级烟火
附录
附录1 常用酸、碱的密度和浓度
附录2 常见弱电解质在水中的解离常数
附录3 常见配离子的稳定常数
附录4 难溶电解质的溶度积常数(298 K)
附录5 实验室常用试剂的配制
附录6 常见离子及化合物的颜色
附录7 常见化合物在水中的溶解度
附录8 阳离子系统分析(硫代乙酰胺系统)
附录9 危险药品的分类、性质和管理
附录10 标准电极电势