《文科化学实验》是面向高校文科专业学生使用的化学实验教材，是在浙江大学出版社出版的枟化学与人类文明实验指导书枠基础上重新全面改版编著而成的。《文科化学实验》以绪论、化学与生活、化学与环境、化学与健康、化学与日用品、趣味化学等相关领域知识为主线，精选了34个实验，书后还附有3个附录。 实验内容的选择可根据各个学校具体课程情况进行安排，其中有些实验可供学生课余作为开放性和设计性实验选做，以丰富文科学生的化学知识，开拓思维，提高综合素质和动手能力。
正文按照绪论、化学与生活、化学与环境、化学与健康、化学与日用品、趣味化学的顺序编写。第一章系统介绍了文科化学实验目的、学习方法和要求，实验室安全和“三废”处理，实验室基本知识及操作，实验数据处理，其目的不仅让学生掌握一些实验技能，更重要的是让学生了解化学基础知识在社会生活各个方面的应用，学会运用所学过的化学原理来思考、分析和解决实际生活中出现的各种化学问题，掌握一些解决问题的思路和方法。第二章～第六章精心设计和安排了34个实验，实验内容都尽可能密切联系学生实际生活。学生通过观察实验现象、分析实验数据和总结实验结果，能够对已掌握的化学理论知识进一步理解和深化。附录一是元素的相对原子质量，附录二是市售常用酸碱试剂的浓度和含量，附录三是常用仪器设备的使用方法。
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《文科化学实验》适合经济与管理、人文与社会科学、外语和艺术等文科专业大学一、二年级学生使用，也可供相关老师及实验室人员参考。
目录
前言
第一章 绪论 1
第一节 文科化学实验目的、学习方法和要求 1
一、文科化学实验目的 1
二、文科化学实验学习方法 1
三、文科化学实验要求 2
第二节 实验室安全和“三废”处理 3
一、实验室安全 3
二、实验室“三废”处理 4
第三节 实验室基本知识及操作 6
一、实验室用水的质量要求 6
二、化学试剂的规格 6
三、玻璃仪器的洗涤 7
四、化学试剂的取用 7
五、常见玻璃仪器的使用 8
第四节 实验数据处理 13
一、误差 13
二、名词解释 15
三、有效数字和数值计算 17
第二章 化学与生活 20
实验一 掺假牛奶的快速鉴别 20
实验二 真假蜂蜜的鉴定 22
实验三 日常食品中微量有害元素的鉴定 26
实验四 日常食品中微量营养元素的鉴定 28
实验五 天然维生素与维生素片剂中维生素C含量的比较和测定 31
实验六 鸡蛋壳中钙含量的测定 35
第三章 化学与环境 42
实验七 饮用水总硬度的测定 42
实验八 化肥的真假鉴别与氮肥中氮含量的测定 45
实验九 高锰酸盐指数的测定 49
实验十 模拟地球温室效应 53
实验十一 饮用水氯化物的测定 56
实验十二 家庭装修室内空气中甲醛含量的测定 62
第四章 化学与健康 67
实验十三 检验吸烟 67
实验十四 检验喝酒 69
实验十五 食醋中总酸量的测定 72
实验十六 复方黄连素片中盐酸小檗碱含量的测定 75
实验十七 胃舒平药片中Al2O3和MgO含量的测定 78
实验十八 茶叶中分离和鉴定某些元素 81
第五章 化学与日用品 87
实验十九 自制牙膏 87
实验二十 洗衣粉中聚磷酸盐含量的测定 89
实验二十一 液体洗衣剂的配制 91
实验二十二 指甲油的配制 94
实验二十三 自制固体酒精 96
实验二十四 粗盐的提纯和检验 99
第六章 趣味化学 102
实验二十五 茶水—墨水—茶水 102
实验二十六 彩色温度计的制作 103
实验二十七 魔棒点灯 105
实验二十八 鸡蛋潜水 106
实验二十九 喷雾作画 107
实验三十指纹鉴定 109
实验三十一 吹气生火 111
实验三十二 蓝色振荡实验 113
实验三十三 建造“水中花园” 114
实验三十四 自制酸碱指示剂 116
附录 119
附录一 元素的相对原子质量 119
附录二 市售常用酸碱试剂的浓度和含量 120
附录三 常用仪器设备的使用方法 120
一、TG328B半自动电光分析天平 120
二、FA1604型电子天平 123
三、pHS-3C型酸度计 125
四、721型分光光度计 125
五、DDS-307型电导率仪 127
六、SDC-Ⅱ数字电位差综合测试仪 129
七、SWC-Ⅱ数字贝克曼温度计 130
八、WZZ-2B型自动旋光仪 131
参考文献 133
第一章 绪 论
第一节 文科化学实验目的、学习方法和要求
一、文科化学实验目的
化学是一门实践性很强的学科。文科化学实验是文科化学理论教学不可缺少的重要组成部分。学生通过独立地实验操作、实验现象观察、实验数据记录与处理、实验报告撰写等各方面的训练而获得感性认识，可对所学到的基本概念与基本理论进行验证、巩固、深化和提高，以便正确地掌握化学实验的基本操作技能，正确地使用一些常用仪器测量实验数据，正确地处理所得数据和表达实验结果。掌握一些日常食品的质量鉴定、物质含量的测定、日用化学品的配制和趣味化学实验等。培养学生的创新能力和独立思考、分析问题、解决问题的能力，培养学生实事求是、严谨认真的科学态度。最终目的是通过实验培养文科学生的学习兴趣，提高教学质量和学生的动手能力。相信文科学生通过这些化学实验的训练，自然会喜欢化学。
二、文科化学实验学习方法
学生要独立完成实验任务，达到教学大纲的要求，实验效果与正确的学习态度和学习方法密切相关，应抓住以下三个环节。
（一）预习
预习是实验前必须完成的准备工作，是做好实验的前提，但是，这个环节往往没有引起学生的足够重视，甚至不预习就进实验室，对实验目的、原理和内容不清楚，结果是浪费时间和药品。为了确保实验质量，实验前任课教师要检查每个学生的预习情况，对没有预习或预习不合格者，任课教师有权不让学生参加本次实验，学生应听从教师的安排。预习应达到下面六点要求：
1.认真阅读实验教材和有关参考资料。
2.明确实验目的、了解实验原理、熟悉实验内容和步骤。
3.预习有关的基本实验操作、仪器使用和实验注意事项。
4.估计实验中可能发生的现象和预期结果。
5.掌握实验数据的处理方法和计算公式。
6.写出预习报告。预习报告是进行实验的依据，因此预习报告应简明扼要，包括简要的原理、实验步骤（用框图或箭头表示）、需要记录的实验现象和测量数据的表格。
（二）实验
实验是培养学生独立工作和思维能力的重要环节，必须认真、独立完成。应做到以下三点要求：
1.按照实验教材上规定的方法、步骤、试剂用量和加入顺序，认真操作，仔细观察实验现象，耐心等待，一丝不苟，如实而详细地将实验现象和数据记录在预习报告中，这是养成良好科学习惯的必需素质。
2.在实验中如遇到实验现象与理论不相符合，力求自己解决。首先应认真分析操作过程，检查试剂是否加错、试剂浓度是否正确、是否严格按照书上的操作顺序。自己实在解决不了，为了正确说明问题，应在教师指导下重做或补充进行某些实验，养成自觉探究、解决问题的习惯。
3.养成良好的科学习惯，遵守实验室工作规则。实验过程中应始终保持桌面布局合理、环境整齐和清洁。实验结束后，要清洗用过的玻璃仪器，摆放好试剂架上的试剂瓶和其他物品，整理并擦干净台面上仪器，最后清洁桌面、地面和水槽，经指导老师检查合格后再离开实验室。
（三）实验报告
实验报告是每次实验的记录、概括和总结，它反映了学生的学习态度、知识水平和实验操作能力，必须及时、独立和严肃认真地如实填写。合格的实验报告包括以下五部分内容：
1.实验目的和简要的实验基本原理。
2.实验内容或步骤要求简明扼要，采用表格、框图、符号等形式来清晰明确地表示，千万不能全盘抄书。
3.实验现象和数据记录。实验现象要表达正确，数据记录要根据所用仪器的精密度，保留正确的有效数字。绝不允许主观臆造，抄袭别人的作业。
4.给予简明解释、结论和数据处理。化学现象的解释最好写出主要反应方程式，另加文字简要叙述。结论要精练、完整和表达清晰。若数据处理使用图表，图表要规范合理、最后数据计算结果要准确。
5.问题讨论。对实验中遇到的问题提出自己的看法，或分析产生误差的原因，或对实验方法、实验内容等提出意见。此项内容的评分作为实验附加分的依据。
三、文科化学实验要求
1.实验前认真预习实验内容，弄清实验目的、原理、步骤、试剂药品性质、仪器使用方法和实验注意事项，并撰写预习报告。提前10分钟进实验室，在指定位置进行实验，离开实验室必须经实验老师允许。
2.遵守实验室安全规则，接受老师指导。翔实而准确地记录实验现象和数据，实验过程中应始终保持实验室整洁和安静，做到有条不紊、节约药品、爱护仪器和注意安全。损坏仪器要按规定及时赔偿，不准在实验室内吃东西和喝水，实验过程中应防止腐蚀、有毒试剂溅到皮肤上，如出现意外应及时处理。
3.实验结束后将自己记录的实验现象和数据交实验老师检验。打扫实验室卫生，将实验台、试剂瓶、试管架等打扫干净，实验老师检查合格后才能离开实验室。
4.按时交实验报告，实验报告格式要规范或按实验老师的要求写，要求文字简明，结论明确，书写认真，最好能写出自己的独立见解作为实验报告的亮点。
第二节 实验室安全和“三废”处理
一、实验室安全
在化学实验中，常常会使用一些易燃、易爆、有腐蚀性和剧毒的化学药品以及时时都要接触水、火、电，所以实验安全非常重要，不能麻痹大意。实验前一定要预习，充分了解每次实验中所用到的化学药品的性能以及可能存在的各种各样的危险。实验过程中要集中精力，将安全放在首要位置，经常保持警惕，消灭各种不安全的因素和隐患，并及时妥善地处理所发生和发现的各种意外事故，把损失减到最小。请同学们严格遵守以下操作规程和安全守则：
1.严禁在实验室内吸烟、饮食和打闹。
2.水、电、气使用完毕立即关闭。实验室所有药品、仪器不得带出室外。
3.洗液、浓酸、浓碱具有强腐蚀性，应避免溅落在皮肤、衣服和书本上，更应防止溅入眼睛里。
4.能产生有刺激性或有毒气体（如H2S、Cl2、SO2等）的实验应在通风橱内进行。有机溶剂（如苯、丙酮、乙醚等）易燃，使用时要远离火源，最好在通风橱内进行操作。
5.加热、浓缩液体时要十分小心。加热试管时，不要将试管口对着自己或别人，也不要俯视正在加热的液体，以防液体溅出伤人。浓缩液体时，特别是有晶体出现之后，要不停地搅拌，不能离开。
6.当需要借助于嗅觉判别气体时，决不能直接对着试剂瓶口或试管口嗅闻气体，应用手轻拂气体，把少量气体扇向自己再闻。不允许用手直接拿取固体药品。
7.有毒试剂（如氰化钾、汞盐、铅盐、钡盐、重铬酸钾等）不得入口或接触伤口，也不能随便倒入下水道，应统一回收处理。在不了解化学药品性质时，禁止任意混合各种试剂药品，以免发生意外事故。
8.实验完毕，应将实验室整理干净，检查水、电、气等是否关闭，洗净双手后才能离开实验室。
9.灭火常识。物质燃烧需要空气和一定的温度，所以通过降温或者将燃烧的物质与空气隔绝，能达到灭火的目的。可采取：
（1）停止加热和切断电源，防止火势蔓延。
（2）用湿布、石棉布或沙子灭火。
（3）使用灭火器等措施灭火。
10.实验室中一般伤害的简单救护有以下七种。
（1）割伤：首先挑出伤口异物，然后涂上红药水或紫药水，再用纱布包扎，必要时送医院诊治。
（2）烫伤：切忌用水冲洗，可在烫伤处涂抹烫伤药（如红花油），不要把烫的水泡挑破，严重者送医院治疗。
（3）酸伤：先用大量水冲洗，然后用饱和碳酸氢钠溶液或稀氨水冲洗，最后再用水冲洗。
（4）碱伤：先用大量水冲洗，再用3%～5%醋酸溶液或3%硼酸溶液冲洗，最后再用水冲洗。
（5）吸入溴蒸气、氯气、氯化氢、硫化氢、一氧化碳等有毒气体后，应立即离开实验室，转移到空气新鲜的地方。
（6）触电：迅速切断电源，如不能切断电源，要用木棍挑开电线或戴上绝缘橡皮手套，使触电者脱离电源，切不可用手去拉触电者。把触电者转移到空气新鲜的地方，解开衣服，使其全身舒展，必要时进行人工呼吸等急救措施。
（7）中毒：误吞毒物，最常用的急救方法是给中毒者先服催吐剂如肥皂水，或给予面粉和水、鸡蛋白、牛奶、食用油等缓和刺激，然后用手指伸入喉部以促使呕吐，立即送医院治疗。若有毒物质溅入眼睛或皮肤上，要用大量水冲洗。
二、实验室“三废”处理
实验室实际上是一个典型的小型污染源，尤其是城区和居民区附近的实验室对环境危害特别大。因为很多实验室的下水道与居民的下水道相通，实验中产生的污染物常有腐蚀性、剧毒性和致癌性物质的存在，这类污染物直接通过下水道排放会形成交叉污染，最后流入河中或者渗入地下，危害人体健康和安全，所以实验室的“三废”处理工作是实验室的重要组成部分。实验室的污染物种类复杂、品种多、毒害大，应根据具体情况，分别制订处理方案。污染物的一般处理原则是：分类收集、存放，分别集中处理。尽可能采用废物回收或固化、焚烧处理。在实际工作中选择合适的方法进行检测，尽可能减少废物量、减少污染。最终废弃物排放应符合国家有关环境排放标准。
（一）废气的处理
产生少量有毒气体的实验应在通风橱内进行，通过排风设备排到室外，避免污染室内空气。通风橱排气口应以保证对外排气不影响附近居民的身心健康为原则，排气口朝向应避开居民点并有一定的高度，使之易于扩散。产生毒气量大的实验必须备有吸收或处理装置，如二氧化碳、氧化氮、二氧化硫、氯气、硫化氢、氟化氢等可用导管通入碱液中，使其大部分被吸收后再排出，一氧化碳可点燃转成二氧化碳，可燃性有机废液可在燃烧炉中通入氧气使之完全燃烧。
（二）废液的处理
1.低浓度含酚废液加次氯酸钠或漂白粉使酚氧化为二氧化碳和水。高浓度含酚废液用乙酸丁酯萃取，重新蒸馏回收酚。
2.浓度较稀的氰化物废液，先用氢氧化钠溶液调节pH在10以上，再加入3%的高锰酸钾使氰化物氧化分解。氰化物含量高的废液用碱性氧化法处理，即pH在10以上再加入次氯酸钠使氰化物氧化分解。
3.含汞盐的废液先调节pH在8～10，加入过量硫化钠，使其生成硫化汞沉淀，再加入共沉淀剂硫酸亚铁，硫酸亚铁将水中的悬浮物硫化汞微粒吸附而共沉淀，排放清液，残渣再制成汞盐或深埋。需注意该操作一定要在通风橱内进行。
4.铬酸洗液如失效变绿，可浓缩冷却后加入高锰酸钾粉末氧化，用砂芯漏斗滤去二氧化锰沉淀后即可重新使用。失效的废洗液用废铁屑还原残留的Cr6+为Cr3+，再用废碱液中和成低毒的Cr（OH）3沉淀。
5.含砷废液中加入氧化钙，调节pH为8，生成砷酸钙和亚砷酸钙沉淀，或调节pH在10以上，加入硫化钠与砷反应，生成难溶、低毒的硫化物沉淀。
6.含铅、镉的废液，用氢氧化钙（消石灰）将pH调至8～10，使Pb2+、Cd2+生成Pb（OH）2和Cd（OH）2沉淀，再加入硫酸亚铁作为共沉淀剂，产生的残渣深埋于地下。
7.综合废水处理。互不作用的废液混合后可用铁粉处理，调节pH＝3～4，加入铁粉，搅拌30分钟，用碱调节pH≈9，继续搅拌10分钟，加入高分子混凝剂进行沉淀。排放清液，沉淀物按废渣处理。
8.有机溶剂的回收。实验用过的有机溶剂有些可以回收。回收有机溶剂通常先在分液漏斗中洗涤，将洗涤后的有机溶剂进行蒸馏或分馏处理加以精制、纯化。整个回收过程应在通风橱中进行。回收所得有机溶剂纯度较高，可供实验室重复使用。如乙醚：将乙醚废液置于分液漏斗中，先用水洗一次、中和后用0.5%高锰酸钾溶液洗至紫色不褪，再用水洗，接着用0.5%～1%硫酸亚铁溶液洗涤，以除去过氧化物。水洗后用氯化钙干燥、过滤、蒸馏，收集33.5～34.5℃馏分使用。其他废液如氯仿、乙醇、四氯化碳等都可以通过水洗后再用试剂处理，最后通过蒸馏收集沸点附近的馏分，得到可再用的溶剂。
（三）固体废物的处理
实验中出现的固体废弃物不能随便乱扔，以防发生事故。能放出有毒气体或能自燃的危险废物不能丢进废品箱内或排入下水管道中。不溶于水的固体废弃物不能直接倒入垃圾桶，必须将其在适当的地方烧掉或用化学方法处理成无害物。碎玻璃和其他有棱角的锐利废料，不能丢进废纸篓内，应收集于特殊废品箱内处理。
（四）国外实验室污染治理的现状
在国外有专门的实验室废弃物处理站来集中收集处理，实验室废弃物集中处理站的管理严格、规范，安全环保意识极强。专门地点集中，专门房间、专门容器存放，专门人员管理，严格分区、分类，集中送特殊废品处理场处理。各种废弃物由各实验室分类上交后，处理站要对上交来的废弃物称重后将信息存入计算机，再分类放到规定地方。例如，报废放射源、废机油、废化学试剂、化学合成“三废物”、化学品废弃容器等都分类存放。废弃物集中处理站设施完备、先进，安全可靠。为防止集中后的地下渗漏二次污染，设计时将处理站地下全部用水泥整体浇注。危险化学品、放射源存放在专门房间，有安全监控、排风系统。废弃物集中处理站的费用由政府每年的经费预算中列支。可回收废品被收购后所得资金则用于废弃物集中处理站的进一步发展。
第三节 实验室基本知识及操作
一、实验室用水的质量要求
国家标准GB6682―86《实验室用水规格》中明确了实验室用三个等级净化水的规格和相应的质量检验方法，应根据实验工作的不同要求选用不同等级的水。一级水用于制备标准水样或超痕量物质分析；二级水用于精确分析和研究工作；三级水用于一般实验工作，也就是通常所说的去离子水或蒸馏水。常用蒸馏法、电渗析法和离子交换法制备实验室用水。
实验室用水的质量检验项目主要有：pH、电导率、可氧化物、吸光度、硅酸盐、氯化物和金属离子。一般三级实验用水只测定去离子水或蒸馏水的pH和电导率。
由于空气中CO2可溶于水，通常使去离子水或蒸馏水的pH＜7，规定pH在6.5～7.5都为合格。取两支试管各加入10mL水，一支试管中滴加0.2%甲基红2滴（pH变色范围4.2～6.2），不得显红色；在另一支试管中滴加0.2%溴百里酚蓝2滴（pH变色范围6.0～7.6），不得显蓝色。
水的电阻率越高，表示水中的杂质离子越少，水的纯度越高。25℃时，一般去离子水或蒸馏水的电阻率为1.0×106～10×106Ω・cm之间都为合格。电阻率大于10×106Ω・cm的水为高纯水，高纯水应保存在石英或塑料容器中。
二、化学试剂的规格
我国化学试剂属于国家标准的标有GB代号，属于原化工部标准的标有HG或HGB（暂行）代号。应该对试剂规格有正确的认识。常见试剂的质量分为优级纯、分析纯、化学纯和生物试剂四种规格，详见表1-1。
表1-1 我国化学试剂的等级及标志
级别一级品二级品三级品
纯度分类优级纯（保证试剂）分析纯（分析试剂）化学纯生物试剂
标签颜色绿色红色蓝色咖啡色或玫红色
符号GRARCPBR
应用范围精确分析和研究工作一般分析和科研工业分析和实验教学生化实验
此外还有一些特殊要求的试剂，如“高纯”试剂、“色谱纯”试剂、“光谱纯”试剂和“放射化学纯”试剂等，这些都在标签上注明。本着节约原则，应根据实验要求，选用不同规格的试剂，既不超规格引起浪费，又不随意降低规格影响分析结果的准确性。
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