《高等學校“十一五”規劃教材:無機化學實驗》主要依據教育部高等教育司編寫的《高等學校工科本科基礎課程教學基本要求》,并參考國內有關無機化學實驗教材,結合編者在實驗教學及改革中的教學成果,并根據無機化學的發展需要以及不同院校的實驗設備現狀編寫而成。
《高等學校“十一五”規劃教材:無機化學實驗》內容共分五章:第一章基礎知識和基本操作,介紹了無機化學實驗的基本操作、常見儀器的使用和實驗室基礎知識;第二章基本理論及常數測定實驗,以12個實驗來加深對無機化學反應原理的理解和掌握;第三章元素化合物的性質,通過7個實驗對常見的主族元素和過渡元素的性質作了介紹;第四章無機化合物的提純與制備,共7個實驗,目的是訓練和提高學生無機化學基本操作的能力;第五章綜合設計實驗,選編了9個實驗,期望借此達到培養學生發現問題、解決問題的綜合能力的目的。
《高等學校“十一五”規劃教材:無機化學實驗》可作為高等學校化學、化工、輕工、應用化學、高分子材料、安全工程、環境工程、生物工程、制藥工程、食品科學與工程等專業的教材,也可供農、林、醫等院校各相關專業師生選用和參考。
《無機化學實驗》可作為高等學校化學、化工、材料、輕工、食品、冶金、生物工程等專業的無機化學實驗教材,也可供從事化學實驗室工作或化學研究工作的人員參考。
本教材是在經過多年無機化學實驗教學的實踐,并對以往使用的教材進行適當的修改、補充和完善的基礎上編寫而成的。其主要包括如下內容。
1無機化學實驗基礎知識與基本操作、常用測量儀器的使用及實驗結果的表示與處理等內容的介紹。
2基本操作實驗。著重對學生進行簡單的玻璃加工、稱量、試劑的取用、溶液的配制、固體的溶解、固液分離、蒸發、結晶的基本實驗技能的訓練。
3基本化學原理實驗。旨在通過實驗加深學生對無機化學基本理論(化學熱力學、化學動力學及酸堿平衡、沉淀溶解平衡、氧化還原平衡、配位平衡等)的理解、掌握和運用。
4重要元素及化合物性質實驗。從非金屬、s區和p區金屬(主族金屬)到過渡金屬,對主要化合物的性質和變化規律進行學習、鞏固和驗證。
5綜合性實驗。注重理論與實際的結合,將無機化學理論和化學實驗的基本原理和操作技術在實驗的過程中加以綜合應用。
6研究及設計性實驗。全書共收編了37個實驗,且具有以下幾方面的特色。
(1)加強基礎知識、基本操作和基本技能的訓練,為進一步學習打下堅實的基礎。
(2)實驗內容由淺入深、由基礎到綜合,循序漸進,符合學生認知的學習規律。
(3)對一些經典的實驗進行了適當的改革。如在“磺基水楊酸鐵(Ⅲ)配合物的組成和穩定常數的測定”的實驗中簡化實驗步驟,在保留原有的用分光光度計測定系列配合物溶液吸光度內容的基礎上,給出設計提示,引導學生在給定的藥品和儀器規格、數量基礎上,自行設計稀釋配體和中心離子溶液,以及按等摩爾系列法配制樣品溶液的方案。促使學生由被動學習到主動求知,既有效地利用了實驗室現有的條件,考慮到大學一年級學生對化學專業知識掌握的程度,又使學生的綜合實踐能力得到了強化訓練,經過四年的教學實踐,收到了良好的效果。
(4)利用本教研室的科研項目,編寫相關的研究性實驗,“溶劑萃取法處理電鍍廠含鉻廢水”、“介質的酸度對石油亞砜萃取鐵離子的影響”、“晶體結構分析”等,有些可作為開放實驗,便于學生了解科學研究的方法,擴大知識面,有助于其科學思維的培養和創新能力的訓練。
本教材由古國榜教授擔任主編,負責全書的策劃、編排和審定,李樸、展樹中參與主編,全書的統稿、復核由李樸負責。參與教材編寫工作的有鄒智毅(實驗3、10、11、15~19、23、24)、魏小蘭(實驗5、6、12、20~22、30、32~34、36)、李樸(緒論、第1~3章、實驗2、4、14、25、28、31、37)、展樹中(實驗27、29、35)、李白滔(實驗8、9、13)、黃鶯(實驗1、7)、王湘利(實驗26),徐立宏為“無機化學實驗常用儀器”中各種儀器提供英文翻譯。柳松、林亦輝、曾祥德及華南理工大學化學與化工學院無機化學教研室同仁為《無機化學實驗》編寫提供大量的幫助,化學工業出版社為《無機化學實驗》的編輯出版做了大量的工作,在此謹向他們致以誠摯的謝意。
《無機化學實驗》編寫時也參考了兄弟院校的教材和公開出版的書刊及互聯網上的相關內容,在此對有關的作者和出版社表示衷心的感謝。
由于我們水平有限,書中難免有不妥之處,敬請同行和讀者批評指正。
緒論1
0.1 無機化學實驗的目的1
0.2 無機化學實驗的學習方法1
0.3 化學實驗室規則3
0.4 安全守則和意外事故的處理4
0.5 實驗室“三廢”物質的處理5
第1章 基礎知識與基本操作6
1.1 化學實驗常用儀器6
1.2 試劑的取用12
1.3 加熱的方法及操作14
1.4 溶解、蒸發和結晶17
1.5 固、液分離及沉淀的洗滌18
1.6 試紙的使用20
1.7 干燥劑及干燥器的使用21
1.8 氣體的制備、凈化及氣體鋼瓶的使用22
第2章 常用測量儀器的使用26
2.1 稱量儀器26
2.2 酸度計31
2.3 分光光度計34
2.4 電導率儀36
第3章 實驗結果的表示與處理40
3.1 有效數字簡介40
3.2 誤差的觀念41
3.3 實驗數據的處理43
第4章 基本操作實驗46
實驗1 簡單玻璃加工操作46
實驗2 分析天平的使用48
實驗3 二氧化碳相對分子質量的測定50
實驗4 摩爾氣體常數的測定52
實驗5 溶液的配制54
實驗6 酸堿滴定59
實驗7 氯化鈉的提純64
第5章 基本化學原理實驗67
實驗8 化學反應焓變的測定67
實驗9 化學反應速率、反應級數與活化能的測定70
實驗10 電離平衡和沉淀反應74
實驗11 氧化還原反應 電化學76
實驗12 醋酸電離度和電離常數的測定80
實驗13 電勢法測定反應的平衡常數82
實驗14 配位化合物84
第6章 重要元素及化合物性質實驗87
實驗15 鹵素87
實驗16 氧、硫90
實驗17 氮、磷94
實驗18 錫、鉛、銻、鉍97
實驗19 堿金屬和堿土金屬100
實驗20 鉻、錳103
實驗21 鐵、鈷、鎳106
實驗22 銅、銀、鋅、鎘、汞109
第7章 綜合性實驗114
實驗23 硫酸亞鐵銨的制備114
實驗24 三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀的制備、性質及組成測定116
實驗25 硝酸鉀的制備、提純和溶解度測定121
實驗26 水的凈化及其純度檢測124
實驗27 溶劑萃取法處理電鍍廠含鉻廢水128
實驗28 介質的酸度對石油亞砜萃取鐵離子的影響130
實驗29 從含銀廢液中回收金屬銀132
實驗30 由鋅焙砂制備硫酸鋅及其主含量的測定133
第8章 研究及設計性實驗137
實驗31 硫酸銅的提純和產品分析137
實驗32 磺基水楊酸鐵(Ⅲ)配合物的組成和穩定常數的測定139
實驗33 混合離子的分離和鑒定143
實驗34 納米TiO2的制備和表征148
實驗35 晶體結構分析150
實驗36 陽極氧化法制備Al2O3有序納米孔陣列153
實驗37 植物體中某些元素的鑒定155
附錄157
附錄1 常用元素的相對原子質量(2003)157
附錄2 常用酸、堿溶液的近似濃度157
附錄3 我國化學試劑的等級158
附錄4 幾種常用酸堿指示劑158
附錄5 不同溫度下水的蒸氣壓158
附錄6 一些弱電解質的電離常數(298K)159
附錄7 難溶電解質的溶度積(291~298K)160
附錄8 一些配離子的不穩定常數(298K)161
附錄9 標準電極電勢(298.15K)162
附錄10 常見離子和化合物的顏色165
附錄11 常見陽離子的鑒定方法166
附錄12 常見陰離子的鑒定方法169
參考文獻171