教学大纲介绍:
《无机化学实验》课程实验教学大纲
一、本课程实验总体介绍
1、本课程实验的任务:
无机化学实验是生物工程、制药工程、药学、食品科学与工程、食品质量与安全等专业的第一门必修实验课,通过实验使学生加深对无机化学基本概念的认识和理解,掌握常见元素的重要单质和化合物的典型性质,熟悉实验室中某些无机物质的一般制备方法和某些常数的测定方法。通过实验使学生学会准确、细致地观察、记录实验现象和作出正确的结论,并不断地提高学生的实验技能、技巧和分析问题、解决问题的能力,培养学生辨证唯物主义世界观,实事求是的科学态度和良好的实验习惯。
2、本课程实验简介:
本实验课程由实验理论教学(10学时)和实验操作(22学时)两部分组成,其中实验操作部分涵盖十个独立实验和两个选做实验。通过实验教学使学生加深对无机化学、分析化学基本概念和基本理论的理解,正确熟练地掌握基础化学实验的基本操作技能;丰富学生的感性认识,提高对化学基本原理的理解能力,同时掌握实验室制备和分离提纯方法,学会某些常数的测定方法;通过实验使学生具有正确观察、记录、分析、总结归纳实验现象,合理处理数据,绘制仪器装置简图和撰写实验报告,查阅参考文献以及处理实验室一般事故等能力;学会正确合理地选择实验条件和实验仪器,培养学生设计实验和进行综合实验的能力。
实验项目一览表
序号 | 主要教学内容 | 学时 |
1 | 无机化学实验基本操作及规则、意外事故处理 | 2学时 |
2 | 常用实验器皿的规格型号、洗涤、干燥和操作规范 | 3学时 |
3 | 天平称量练习 | 3学时 |
4 | 溶液的配制与滴定操作 | 3学时 |
5 | 标准溶液的配制及标定 | 3学时 |
6 | 氯化钠的提纯 | 3学时 |
7 | 反应级数的测定 | 3学时 |
8 | 醋酸解离度和解离常数的测 | 3学时 |
9 | 硫酸钡溶度积常数的测定 | 3学时 |
10 | 化学反应平衡常数的测定 | 3学时 |
11 | 无机絮凝剂聚合硫酸铁的制备 | 3学时 |
12 | *综合、设计实验一无机絮凝剂的作用与性质 | 3学时 |
13 | *综合、设计实验二 实验废弃物中贵金属的回收 | 3学时 |
合计:32学时 |
*为设计实验,可根据实际情况从中选做部分实验课题
3、本课程适用专业:
生物工程、制药工程、食品科学与工程、食品质量与安全、药学等专业
4、本课程实验涉及核心知识点:
主要由以下四个方面组成:
1.基本操作和基本技能训练
(1)基本操作
要求熟练掌握:玻璃管的切割,橡皮管的使用,导管的安装和选择,仪器的安装和拆卸,固体和液体试剂的使用,石棉网加热,直接火加热,试管夹加热,试管夹的使用,气体发生器的作用,气体的收集和净化,搅拌和振荡、溶解,常压过滤,倾析分离,一般常用试剂的配制,托盘天平,酒精灯、量筒、试管、烧杯、离心管、多用滴管、表面皿、蒸发皿、漏斗、研钵、水浴、钻孔器、启普发生器等常用实验仪器的使用。
要求一般掌握:无机实验常用仪器的洗涤及干燥。玻璃的热加工,冷冻,干燥剂的选择,抽滤、离心分离,重结晶,滴定管、移液管、容量瓶的使用,一般常用特殊试剂的配制,喷灯、分析天平、pH计,恒温槽、温度计、比重计,秒表,蓄电池与低压电源,电导率仪,分光光度计,气压仪,电位仪,烘箱,安培计等的使用。
(2)基本技能
实验记录和实验报告的正确书写、无机实验常用仪器和装置的绘制。
2.基本原理的验证(包括一些常数的测定)
通过实验,对无机化学基本理论及应用加深理解,学习一些仪器的使用方法。
3.元素及其化合物性质和无机化合物的制备
在完成上述实验的基础上,安排此类实验使学生通过实验获得感性知识,进一步熟悉元素和化合物的重要性质和反应,掌握无机化合物的一般分离和制备方法。
4.综合设计实验
通过较全面综合训练提高学生系统运用化学知识独立从事无机化学实验和独立分析问题、解决问题能力。此类实验在教师指导下独立完成,亦可安排为开放实验。
5、本课程实验重点与难点:
教学重点:
培养和提高化学实验的基本操作和基本技能,学会光电分析天平、电子天平、分光光度计、pH计,恒温槽、温度计、比重计,秒表,蓄电池与低压电源,电导率仪,气压仪,电位仪,烘箱,安培计等常用的化学实验仪器设备的正确操作和使用。
教学难点:
无机化学基本概念、基本理论及应用的认识和理解、常见元素的重要单质和化合物的典型性质及某些无机物的实验室制备方法和某些常数的测定原理和方法。
6、考核方式:
为了全面培养和考察学生扎实的实验操作技能,科学的思考、分析和解决问题的能力,流利的语言和书面表达能力,系统知识的理解和综合运用能力,把实验课程的成绩分解为以下几个部分:
(1):实验报告60%
(2):期末理论考查30%
(3):出勤、操作、实验态度等10%
7、总学时: 32
8、教材名称及教材性质:
自编,《无机化学实验讲义》
9、参考资料:
(1)南京大学化学实验教学组编,大学化学实验,高等教育出版社,1999.
(2)中山大学等校,无机化学实验,高等教育出版社,1992.
(3)《普通化学实验》(第二版),北京大学普通化学教研室编,北京大学出版社,2000.(4)《无机化学实验》(第三版),华东化工学院无机化学教研组编,高等教育出版社,2001.
学院审核:(签字、盖章 年 月 日
二、包含实验项目基本信息
实验项目一
1、实验项目名称:无机化学实验基本操作及规则、意外事故处理
2、实验项目目的和任务:
明确无机化学实验的目的和要求,了解无机实验室的一般知识;培养学生科学、严谨的实验作风,防范意外事故的发生;落实实验室的安全防火、防盗工作,创建良好的实验环境。
3、实验内容:
多媒体实验理论教学内容:实验教学方法和程序、课程规划;实验目的与要求(实验的预习、实验记录、实验报告);无机化学实验室规则(值日制度与班长职责、值日生职责);仪器损坏及丢失的赔偿制度;实验成绩的考核;实验课程的内容和时间安排;实验安全与意外事故。
4、项目需用仪器设备名称:
多媒体实验理论教学
5、所需主要元器件及耗材:
多媒体实验理论教学
6、学时数: 2
实验项目二
1、实验项目名称:常用实验器皿的规格型号、洗涤、干燥和操作规范
2、实验项目目的和任务:
初步认识、了解常用玻璃器皿的名称、规格及适用范围;掌握常用玻璃器皿的洗涤的基本方法与要求,认领、洗涤和干燥玻璃仪器;学习绘制实验仪器和装置简图;掌握实验常规操作规范。
3、实验内容:
常用玻璃器皿的认领,弄清楚名称、规格及适用范围;掌握常用玻璃器皿的洗涤的基本方法与要求;掌握正确的干燥方法。
4、项目需用仪器设备名称:
器皿: 烧杯、试管、量筒、试剂瓶、称量瓶、三角瓶、碘量瓶、烧瓶、容量瓶、抽滤瓶、刻度管、移液管、酸、碱滴定、培养皿、表面皿、瓷坩埚、点滴板、漏斗等。
5、所需主要元器件及耗材:
毛刷、洗耳球、洗瓶、洗衣粉、铬酸洗液、凡林士、蒸馏水等。
6、学时数: 3
实验项目三
1、实验项目名称:天平称量练习
2、实验项目目的和任务:
了解分析天平的构造,掌握分析天平正确操作和使用规则;学会天平零点的调节;学会固定质量称量法、差减称量法;准确、简明地记录实验原始数据,学会正确运用有效数字。
3、实验内容:
分析天平的构造原理;分析天平的基本构造(天平梁、吊耳和称盘、开关旋钮(升降枢)和盘托、机械加码装置、光学读数装置、天平箱;使用方法及注意事项;称量方法(直接法、固定质量称量法、差减(递减)称量法)。
4、项目需用仪器设备名称:
台秤、分析天平、表面皿、药匙、称量瓶(洗净、烘干)。
5、所需主要元器件及耗材:
NaCl(s)(A.R.)、邻苯二甲酸氢钾(s)(A.R.)。
6、学时数: 3
实验项目四
1、实验项目名称: 溶液的配制与滴定操作
2、实验项目目的和任务:
掌握质量百分比浓度、体积比浓度、物质的量浓度的概念及计算;掌握物质溶解、搅拌、溶液的转移等基本操作,练习盐酸标准溶液和氢氧化钠增标准溶液的配制方法;练习酸碱滴定分析的基本操作。
3、实验内容:
配制500mL 0.1mol·L-1HCl标准溶液;配制500mL 0.1 mol·L-1 NaOH标准溶液;酸碱的比较滴定。
4、项目需用仪器设备名称:
酸碱滴定管(25mL)各一支、锥形瓶(250mL)3个、量筒(100mL、10mL)各1个、试剂瓶(500mL)2个、烧杯(100mL)1个、洗瓶1个、表面皿1块、玻璃棒1支、滴管1个。
5、所需主要元器件及耗材:
浓盐酸、固体NaOH、酚酞指示剂(0.2%的酚酞乙醇溶液)、甲基橙指示剂(0.2%甲基橙水溶液)
6、学时数: 3
实验项目五
1、实验项目名称:标准溶液的配制及标定
2、实验项目目的和任务:
通过氢氧化钠和盐酸标准溶液的配制和标定,加深理解酸碱滴定原理、巩固用移液管准确移取溶液的操作和减量法准确称取基准物的方法;掌握碱式滴定管和酸式滴定管的规范使用;掌握滴定操作并学会正确判断滴定终点的方法。
3、实验内容:
0.1mol/L NaOH标准溶液的配制和标定,0.1mol·L-1HCl溶液的配制和标定。
4、项目需用仪器设备名称:
碱式滴定管(50ml)、酸式滴定管(50ml)、容量瓶、锥形瓶、分析天平、台秤。
5、所需主要元器件及耗材:
邻苯二甲酸氢钾(基准试剂)、氢氧化钠固体(A.R)、10g/L酚酞指示剂:1g酚酞溶于适量乙醇中,再稀释至100mL。浓盐酸(密度1.19),无水Na2CO3
6、学时数: 3
实验项目六
1、实验项目名称: 氯化钠的提纯
2、实验项目目的和任务:
掌握NaCl的提纯方法和基本原理。学习称量、沉淀、过滤、蒸发浓缩、结晶和减压过滤等基本操作。掌握Ca2+,Mg2+,SO2-4的鉴定方法。
3、实验内容:
粗食盐的提纯(称量、沉淀、过滤、蒸发浓缩、结晶和减压过滤等操作);产品纯度的检验(Ca2+,Mg2+,SO2-4的鉴定)。
4、项目需用仪器设备名称:
托盘天平,烧杯(100mL),量筒(150mL),水泵,布氏漏斗,吸滤瓶,蒸发皿,玻璃棒,试管,可控温式电炉,石棉网。
5、所需主要元器件及耗材:
粗食盐(s),HCl溶液(6mol·L-1),BaCl2(1mol·L-1),NaOH(2mol·L-1),Na2CO3(1mol·L-1),(NH4)2C2O4(饱和),镁试剂①,pH试纸。
6、学时数: 3
实验项目七
1、实验项目名称:反应级数的测定
2、实验项目目的和任务:
了解测定Fe3+与I-反应的级数的原理和方法;加深对浓度与反应速率定量关系—反应速率方程式的理解;学习滴定管的使用方法;进一步学习实验数据的作图法处理。
3、实验内容:
在一定温度下Fe3+与I-反应的速率方程为υ = k{c(Fe3+)}x{c(I-)}y,首先在温度以及 I-的浓度等其他反应条件保持不变的条件下测定Fe3+在不同起始浓度c0时的反应速率υ,以1gυ对1gc0(Fe3+)或以1nυ对1nc0(Fe3+)作图得直线斜率即为x;同理在温度以及Fe3+的浓度等其他反应条件保持不变的条件下测定 I-在不同起始浓度时的反应速率υ,以1gυ对1gc0(I-)或1nυ对1nc0(I-)作图,所得直线的斜率即为y;总反应级数为x+y。
4、项目需用仪器设备名称:
烧杯(100mL,4只;150mL,4只) 铁架(2只) 三角架 水浴锅(可用塑料盆代替)滴管量筒(10mL;50mL) 玻璃塞式或简易式滴定管(50mL,4支) 滴定管夹(2只) 白瓷板 洗瓶 玻璃棒 温度计(0~100℃) 停表(秒表)
5、所需主要元器件及耗材:
硝酸HNO3(0.15mol·L-1)、硝酸铁Fe(NO3)3(0.04mol·L-1)、碘化钾KI(0.04mol·L-1)、硫代硫酸钠Na2S2O3(0.004mol·L-1)、淀粉(1%)。
6、学时数: 3
实验项目八
1、实验项目名称: 醋酸解离度和解离常数的测定
2、实验项目目的和任务:
掌握用pH法和电导率法测定醋酸解离度和解离常数的基本原理,加深对弱电解质解离平衡的理解;学习pH计或电导率仪的正确使用方法;掌握滴定原理,进一步熟悉滴定及正确判断滴定终点的基本操作。
3、实验内容:
分别采用pH法或电导率法测定经标定的HAc溶液的解离度和解离常数。或用pH法测定室温时的pH值,计算HAc的解离常数Ka。
4、项目需用仪器设备名称:
烧杯(100mL,5只)、锥形瓶(250mL,2只)、铁架、移液管(25mL,2支)、吸气橡皮球、滴定管(玻璃塞式;简易式)、滴定管夹、白瓷板、洗瓶、玻璃棒、滤纸片、温度计(0~100℃,公用)、pH计(附玻璃电极、甘汞电极)电导率仪(附铂黑电导电极)。
5、所需主要元器件及耗材:
醋酸HAc(0.1mol·L-1)、标准氢氧化钠NaOH(0.1mol·L-1,4位有效数字)、邻苯二甲酸氢钾KHC6H4(COO)2(0.05mol·L-1)。
6、学时数: 3
实验项目九
1、实验项目名称:硫酸钡溶度积的测定
2、实验项目目的和任务:
掌握电导率法测定难溶电解质溶度积常数Ksp的原理和方法,加深对弱电解质解离平衡的理解;了解电导率仪的构造和使用方法,进一步熟悉滴定管、移液管的基本操作。
3、实验内容:
制备BaSO4饱和溶液,用电导率仪测定所制得的BaSO4饱和溶液的电导率χ。
4、项目需用仪器设备名称:
电导率仪
5、所需主要元器件及耗材:
BaCl2(0.05mol·L-1)、H2SO4(0.05mol·L-1)、AgNO3(0.1mol·L-1)、擦镜纸。
6、学时数: 3
实验项目十
1、实验项目名称:化学反应平衡常数的测定
2、实验项目目的和任务:
了解用比色法测定平衡常数的原理和方法;学习分光光度计的使用方法。
3、实验内容:
利用硝酸铁Fe(NO3)3与硫氰酸钾KSCN反应生成血红色[Fe(SCN)]2+,分别采用目测比色和分光光度法测定反应的离子平衡浓度,从而求得反应的平衡常数。
4、项目需用仪器设备名称:
分光光度计、烧杯(干燥、50mL,5只)、滴管 、移液管或吸量管(10mL 4支)、吸气橡皮球白瓷板、洗瓶、滤纸片或吸水纸、温度计(公用)比色管(干燥、25cm3,5支)比色架。
5、所需主要元器件及耗材:
硝酸铁Fe(NO3)3( 0.00200 mol·L-1,0.200mol·L-1 );HNO3(0.50mol·L-1),硫氰酸钾KSCN( 0.00200mol·L-1 )。
6、学时数: 3
实验项目十一
1、实验项目名称: 无机絮凝剂聚合硫酸铁的制备
2、实验项目目的和任务:
了解絮凝剂的一般制备方法,综合无机化学的知识加深对无机化学四大平衡理论理解。
3、实验内容:
将废铁屑与硫酸反应,经溶解、过滤和结晶制得淡绿色的FeSO4晶体,再与NaClO3于酸性条件下氧化水解可得 Fe2(SO4)3,水解聚合得到聚合硫酸铁。
4、项目需用仪器设备名称:
烧杯(500mL、80mL各1个)、量筒(100mL、10mL各1只)、电炉(公用)、真空泵、滤纸、布氏漏斗、抽滤瓶、玻璃棒。
5、所需主要元器件及耗材:
铁屑、浓H2SO4、NaClO3。
6、学时数: 3
实验项目十二
1、实验项目名称: 无机絮凝剂的作用与性质
2、实验项目目的和任务:
了解不同絮凝剂的性质,用途。初步学习絮凝剂使用方法与最佳使用条件。认识无机絮凝剂的作用、性质、用量以及浊度、酸度、温度等因素对絮凝效果的影响。
3、实验内容:
比较聚合硫酸铁、碱式氯化和高效聚铝在相同实验条件下絮凝效果的差异,研究絮凝剂的用量、酸度、温度、浊度和添加高价阴离子对絮凝效果的影响,探讨絮凝剂使用方法与最佳使用条件。
4、项目需用仪器设备名称:
烧杯(500mL 5个)、璃棒5只、胶头滴管2只。
5、所需主要元器件及耗材:
HCl(6mol/L)、聚合硫酸铁(碱式硫酸铁)、 碱式氯化铝(聚铝)、高效聚铝(添加了高价阴离子PO43- 的聚铝)。
6、学时数: 3
实验项目十三
1、实验项目名称: 实验废弃物中贵金属的回收
2、实验项目目的和任务:
强化资源再利用与环境保护意识,综合应用所学无机化学的知识探索实验废弃物中贵金属回收的一般方法;
3、实验内容:
用NaCl 溶液处理摩尔法检测Cl- 的反应沉淀物得到白色粉末状 AgCl,产物经铝粉置换得到灰白色泥土颗粒状含银物,再经抽滤、蒸馏水淋洗除杂和烘干可使贵金属银得以回收。
4、项目需用仪器设备名称:
烧杯(500mL、80mL各1个)、量筒(100mL、10mL各1只)、电炉(公用)、真空泵、滤纸、布氏漏斗、抽滤瓶、玻璃棒、胶头滴管、小试管。
5、所需主要元器件及耗材:
铁屑(或铝粉)HCl(2mol/L) NaCl (2mol/L) HNO3(2mol/L) 氨水(6mol/L)
6、学时数: 3
大纲撰写人:
系(教研室)意见:
学院学术委员会意见:(签字)