工科大學化學實驗課程學習指南

1、工科大學化學實驗課程學習指南化學是高科技發(fā)展的強大支柱,處于中心學科的地位。工科化學教育是礦物、冶金、材料類及相關專業(yè)工程人才培養(yǎng)目標方案中的一個重要組成部分,本課程是其重要的基礎課程。教學的作用在于促使學生鞏固化學基礎理論知識，掌握化學實驗與研究的基本技能，培養(yǎng)學生運用化學科學方法探索相關未知領域的能力。本課程的課程性質是：適應學校厚基礎、寬口徑的人才培養(yǎng)的要求，突出冶金、材料類工科的特色，將傳統(tǒng)的無機化學實驗、物理化學實驗（含結構化學）、有機化學實驗和分析化學實驗等獨立課程融合而創(chuàng)立的基礎化學改革課程。是礦物、冶金、材料、環(huán)境等專業(yè)工科人才培養(yǎng)重要的基礎實踐教學課程。課程定位是：培養(yǎng)學生發(fā)

2、現(xiàn)和創(chuàng)造新物質所必備的化學實驗與研究的技能和智能，以及借鑒化學的思維方法和運用化學的實驗手段服務于本學科科學研究和生產實踐的能力。本課程教學目標是：培養(yǎng)學生具有初步的化學科學思維方法, 培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造新物質所必備的化學實驗與研究的技能和智能，進而具有獲得和綜合運用化學知識的能力,并為最終實現(xiàn)化學的“精神”創(chuàng)新未來打下基礎。 本課程是“以物質制備為主線，以化學基本操作、物理化學實驗與研究方法、現(xiàn)代分析手段為基本內容，化學基礎實驗平臺-化學科學與工程綜合實驗平臺-化學創(chuàng)新實驗平臺，三層次一體化”的實驗教學新體系。實驗教學內容由基本操作實驗、物質制備與分離實驗（無機和有機合成）、物理化學實驗研究

3、方法實驗、現(xiàn)代分析化學實驗和綜合化學實驗組成。總學時：136；其中課內學時：104，學分，3； 課外學時，32 ，學分，1。實驗教學項目按方法論編排。實行必修和選修相結合的原則安排教學。教學課時安排見表1，實驗教學項目見表2，綜合化學實驗項目則主要包括：表2中編號為60-63選修綜合化學實驗項目, 表3的基礎創(chuàng)新項目和教學科研早期結合項目。表1 工科大學化學實驗教學安排 學 期內 容學 時學 分第一學期基本操作實驗、元素實驗240.5第二學期物質制備實驗1（有機合成）160.5第三學期物理化學實驗研究方法241第四學期現(xiàn)代分析化學實驗物質制備實驗2（無機合成） 24160.50.5第3-4學期

4、綜合化學實驗321合計1364表2 工科大學化學實驗實驗項目一覽 序號實驗項目名 稱學時每組人數(shù)實驗類型實驗要求實驗類別內 容 摘 要備注1工科大學化學實驗概論1基礎介紹本課程的性質、任務、目的、基本內容和教學體系；教學方法和考試考核辦法；化學實驗基本知識；基本操作訓練的目的、任務、作用和要求。課外集中講授2氯化鈉的提純41基礎必修基礎利用重結晶原理提純海鹽，利用定性檢測的原理對照檢驗提純前后氯化鈉的純度，涉及加熱、溶解、蒸發(fā)、過濾、抽濾等操作分離提純方法3硫酸鋁的制備42綜合必修基礎金屬鋁制備硫酸鋁，包括：過濾、抽濾、結晶、干燥、稱重、生物顯微鏡等操作。4蒸餾與萃取41基礎必修基礎從苯酚水溶

5、液中用有機溶劑萃取苯酚，再用常壓蒸餾除去有機溶劑.包括：分液漏斗的使用，干燥劑的選用,獨立裝配和操作蒸餾裝置；演示減壓蒸餾和水蒸氣蒸餾。5重結晶及熔點測定41基礎必修基礎水作溶劑，對乙酰苯胺粗品進行重結晶，包括：制飽和液、脫色、熱過濾、結晶、抽濾、干燥稱重、計算回收率、測熔點以檢測純度等步驟。6層析21基礎選修基礎柱色譜分離染料，薄層層析分離和鑒定解熱鎮(zhèn)痛藥APC混合物。7醋酸電離常數(shù)與電離度的測定42綜合必修基礎電位測定法測定溶液的pH，計算電離常數(shù)和電離度，掌握溶液的濃度與電離常數(shù)和電離度間的關系，涉及pH計和滴定管、吸量管、容量瓶等操作基本理化數(shù)據(jù)測定方法8硝酸鉀溶解度與溫度的關系42綜

6、合選修基礎測定鹽類的溶解度，掌握物質溶解度與溫度的關系，涉及分析天平、加熱、冷卻等操作以及繪圖等數(shù)據(jù)處理9氧化還原與電化學21基礎選修基礎掌握電極電勢與氧化還原反應的關系，以及介質、反應物濃度、催化劑對氧化還原反應的影響；了解mV計測定金屬電極的電極電勢和原電池電動勢，利用銅-鋅原電池電解硫酸鈉溶液。10配合物的生成和性質21基礎選修基礎配合物的生成條件及配離子的相對穩(wěn)定性的條件元素性質實驗11無機化合物性質21綜合選修基礎常見含氧酸根和金屬離子氫氧化物的酸堿性、水解反應、氧化還原性等12元素鐵、鈷、鎳的性質21基礎選修基礎鐵、鈷、鎳（II、III）離子的氧化還原性、變化規(guī)律及其配合物的生成1

7、3B、B元素銅、銀、鋅、鎘、汞的性質41基礎選修開放基礎銅、銀、鋅、鎘、汞的氫氧化物或氧化物的酸堿性、熱穩(wěn)定性及相關離子的氧化還原性14物質制備實驗方法簡介1基礎根據(jù)反應原理，設計合理的實驗方法，儀器、試劑的選擇等。集中講授15正溴丁烷的制備52綜合必修基礎熟悉回流、導氣、萃取與洗滌、液體化合物的干燥、蒸餾等基本操作，并測定折光率以檢查純度、計算產率。有機合成實驗162-甲基-2己醇62綜合必修基礎以正溴丁烷與金屬鎂作用生成格式試劑，再與丙酮反應后水解得到2-甲基-2-己醇。學習無水操作，及回流操作；進一步熟悉萃取、蒸餾的操作。17乙酰苯胺的制備51綜合必修基礎以乙酸和苯胺為原料回流、蒸餾分水

8、的方法合成粗產品，重結晶提純，數(shù)字化熔點儀檢測純度。18微波介質合成茉莉醛41基礎選修基礎利用微波作為熱源進行羥醛縮合反應，合成茉莉醛。19電解法制備過二硫酸鉀82綜合必修基礎了解電化學合成的基本原理、特點、影響電流效率的因素；掌握陽極氧化制備含氧酸鹽的方法與技能。無機合成實驗20水熱法制備納米氧化鐵82綜合選修基礎了解水熱制備法制備納米材料的原理與方法；加深對水解反應影響因素的認識；熟悉分光光度計、離心機、酸度計的使用。21焦磷酸鉀的制備和無氰鍍銅82綜合選修基礎學習高溫反應制備的方法、原理，無氰鍍銅的基本原理和操作。22化學共沉淀法制備鎳鋅鐵氧體粉料82綜合選修基礎了解陶瓷粉料的制備方法，

9、掌握金屬離子共沉淀法操作，學習差熱、熱重、X光射線衍射分析方法。23物理化學實驗緒論1基礎介紹數(shù)據(jù)處理的基本知識，圖、表等的正確繪制。集中講授24燃燒熱的測定42基礎必修技術基礎掌握氧彈量熱計和福庭氣壓計的使用，測定萘的恒容燃燒熱、計算恒壓燃燒熱值25溶解熱的測定42綜合必修技術基礎掌握杜瓦瓶和貝克曼溫度計的使用，測定硝酸鉀溶解于水的熱效應26液體飽和蒸汽壓和平均汽化熱的測定41基礎選修技術基礎掌握數(shù)字壓力計和真空泵的使用，動態(tài)法測定水的飽和蒸汽壓、計算水的平均汽化熱27表觀摩爾體積和偏摩爾體積42綜合必修技術基礎掌握超級恒溫槽和比重瓶的使用 ，NaCl水溶液中水和鹽的偏摩爾體積28雙液系氣液

10、平衡沸點-組成圖42綜合必修技術基礎掌握阿貝折射儀和沸點儀的使用，繪制環(huán)己烷-乙醇二元系的沸點-組成圖平衡實驗研究法29差熱分析（DTA）41基礎必修技術基礎了解差熱分析原理及相關裝置，硝酸鉀晶型轉變點、熔點的確定和相變熱計算30合金相圖42設計選修技術基礎掌握一般熱電偶的構成和制作，由步冷曲線繪制Sn-Bi合金固-液平衡相圖31CaCO3分解壓與分解熱測定42綜合選修技術基礎掌握初始真空技術和可控硅控溫儀的使用，多相反應化學平衡熱力學性質的測定、求算32H2O2分解反應速率的測定42基礎必修技術基礎學習利用實驗資源設計、組裝實驗裝置，進行一級反應動力學研究動力學研究法33乙酸乙酯皂化反應動力

11、學42綜合必修技術基礎掌握數(shù)字電橋和超級恒溫槽的使用，二級反應動力學研究34金屬氧化速率的測定42綜合必修技術基礎掌握熱重分析法原理和電子天平的使用，進行Cu氧化（氣-固相）反應動力學研究35B-Z振蕩反應42綜合選修技術基礎初步了解非線性反應動力學現(xiàn)象，進行非線性動力學研究化學振蕩36草酸鈣熱分解反應動力學參數(shù)的測定42設計選修技術基礎熟悉微量熱天平的使用及原理，多級分解反應的動力學研究37電導法測定弱電解質的電離常數(shù)42基礎選修技術基礎掌握交流電橋、示波器和電導池的使用，測定醋酸電離常數(shù)電化學實驗研究法38電池電動勢測定和pH值42綜合必修技術基礎掌握電位差計的測量原理和測定電池電動勢，測

12、丹尼爾電池的電勢和H2SO4溶液pH值39分解電壓的測定41基礎選修技術基礎掌握用分解線路測定分解電壓,掌握用分解線路測定分解電壓，測定水的分解電壓40陰極極化曲線的測定42綜合必修技術基礎掌握恒電流法原理和酸度計的使用,測定電解水Pt陰極極化曲線41電池電化學容量充放電曲線的測定42設計選修技術基礎學會自制模擬電池并掌握電化學容量測量,Ni-H電池陰極材料電化學容量測定42離子遷移數(shù)測定42基礎選修技術基礎掌握液體密度的測量方法和自動電位滴定儀的使用，電量法測CuSO4溶液中陰、陽離子遷移數(shù)43最大氣泡壓力法測定溶液表面張力42基礎必修技術基礎掌握最大氣泡壓力法測定溶液表面張力的原理與技術，

13、測正丁醇溶液表面張力與濃度的關系表面化學與膠體化學研究法44Fe(OH)3溶膠的制備及聚沉值的測定41基礎選修技術基礎了解電解質對溶膠穩(wěn)定性的影響，判斷Fe(OH)3溶膠的帶電性和大小45電泳實驗42基礎必修技術基礎掌握界面移動法測定電位的原理和技術，測定Fe(OH)3溶膠的電勢46沉降分析與粒度測定42綜合必修技術基礎掌握沉降法與激光法測定顆粒的粒度分布以及粒度分布的數(shù)據(jù)處理方法，由沉降速度測硫酸鉛的粒徑分布47接觸角測定41基礎選修技術基礎掌握接觸角測定儀使用，分別測定液體（水）、固體（黃鐵礦）的角48分析化學實驗技術操作錄像2基礎技術基礎現(xiàn)代分析化學實驗的目的、任務和作用，教學方法，考試

14、、考核辦法；分析結果的誤差來源、數(shù)據(jù)處理和結果的表示方法。 課外集中講授49混合堿組成和含量測定41設計型必修技術基礎查閱有關資料，設計實驗方案HCl的配制和標定，酸、堿溶液的相互滴定?；瘜W分析法50天然水的硬度測定41基礎必修技術基礎采集水樣，EDTA的標定，F(xiàn)e3+ Al3+等干擾離子的掩蔽。增加鈣鎂離子的分別測定內容（自來水、礦泉水對比）。51化學需氧量（COD）的測定41綜合型選修技術基礎KMnO4法測定COD的條件控制。52鄰二氮菲分光光度法測定未知液中的鐵44基礎必修技術基礎條件試驗（PH條件、顯色劑用量、顯色溫度、時間等的確定），吸收曲線、標準曲線的制作，光度計的使用光學方法53

15、鄰二氮菲分光光度法測定鐵的條件實驗44基礎選修技術基礎查閱有關資料，設計實驗方案研究顯色劑用量、溶液色度、顯色時間等對鄰二氮菲測定微量鐵實驗的影響。54火焰原子吸收法測定金屬鉻中鐵34綜合型必修技術基礎原子吸收測定條件的選擇、標準曲線法測定鐵。55火焰原子吸收法測定鋁及鋁合金中的鎂34綜合選修技術基礎原子吸收測定干擾的消除、標準加入法測定鎂。56水中鎘的極譜測定34基礎必修技術基礎標準曲線法進行極譜分析，影響極譜分析條件的因素的確定。電分析法57離子選擇電極法測定天然水中的氟34基礎選修技術基礎總緩沖劑的配制、離子選擇性電極的使用、電位計的使用等。58氣相色譜法測定空氣中的N2、O2的相對含量

16、34基礎必修技術基礎氣相色譜儀的使用、歸一法定量分析的原理及測定方法。色譜法59離子色譜法測定常見陰離子的含量34基礎選修技術基礎使用離子色譜法同時測定水體中的F-、Cl-、NO3-、NO2-、SO42-、PO43-。60二草酸合銅()酸鉀的制備及組成測定82綜合選修綜合熟練掌握無機制備的一些基本操作；了解配位滴定和氧化還原滴定的原理和方法；熟練掌握滴定分析的基本操作；了解重量分析法及分光光度法的基本原理及方法，掌握重量分析及分光光度分析的基本操作。綜合化學實驗61ICP-DES法同時測定鋁鈦硼合金中硼、鈦、鐵的含量84綜合選修技術基礎ICP測定干擾的消除、標準加入法測定金屬含量。62安息香的

17、縮合和安息香的氧化102綜合選修綜合學習安息香縮合反應的原理和應用VB1為催化劑合成安息香，以溫和的氧化試劑（醋酸銅、三氯化鐵等）氧化安息香制備-二酮的實驗原理及方法。63尖晶石型錳酸鋰的制備與性能表征82綜合選修綜合學生網(wǎng)上查閱文獻；教師審閱綜述報告和實驗方案；教師指導學生制備和表征；小組報告實驗結果并討論。表3 工科大學化學實驗基礎化學創(chuàng)新教學項目序號項目名稱所屬學科類別負責人完成時間1分子與晶體模型設計15015王一帆20102氯化鈉的提純與檢驗15015唐兆麒20083元素化學開放實驗設計15015關魯雄20094重結晶技術與各式固體有機物的純化15020唐瑞仁20085系列蒸餾方法及

18、其在有機化合物分離中的應用15020李芬芳20096不同有機化合物的酯化反應的條件與反應15020羅一鳴20107環(huán)境水體中總氮的測定15025鄧飛躍20088滴定分析法15025周明達20099原子吸收氫化物發(fā)生法測定環(huán)境樣品中有害元素砷汞鉛。15025任鳳蓮201010測溫裝置的選擇與校正15030劉常青200811鹽橋、半透膜的制作與實驗設備數(shù)字化15030張玉敏201012水熱法制備納米氧化鐵材料15015古映瑩200913多孔電極的制備與研究15030劉開宇2009本課程的講授內容與順序以工科大學化學實驗的基本操作和物質制備，現(xiàn)代分析化學實驗，物理化學實驗研究方法和化學研究綜合實驗系

19、列教材為藍本，有機化學實驗和指導為主要參考書。實驗教學項目按照學科特點不同，在“方法論” 統(tǒng)帥下設計實驗教學體系的模塊化結構；在統(tǒng)一的教學體系和教學大綱下，通過選擇不同的課時和不同的實驗項目而滿足不同專業(yè)以及學生個性的要求。本課程具體的學習方法：1. 實驗前認真預習、領會實驗的目的和原理，熟悉實驗步驟和注意事項，做到心中有數(shù)，有條不紊地做好實驗；預習時，根據(jù)實驗內容，寫好預習報告，劃好表格，查好有關文獻數(shù)據(jù)，以便實驗過程中及時、準確地記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)上實驗預習題測試系統(tǒng)驗證自己的預習效果。2. 進入實驗室后，一切要聽從指導教師安排，特別是注意遵守實驗室的安全要求，如未經老師指點，不要任意扭動儀器旋鈕、開關等；3. 實驗開始前先清點儀器設備，如發(fā)現(xiàn)缺損，應事先報告教師并補領。實驗中如有儀器破損，應及時報告并按規(guī)定手續(xù)換取新儀器和按章賠償，未經教師同意，不得挪用其他同學的儀器；4. 實驗講解時應保持肅靜，集中精力，細心觀察教師的示范操作，在實驗中嚴格按照教師基本操作（包括玻璃儀器的操作和精密