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书名:大学化学实验
定价:24.0
ISBN:9787030533630
作者:包新华,程知萱,李明星,段智明
版次:1
出版时间:2017-06
内容提要:
本书是上海大学近年来教学改革的成果,主要内容包括三部分:第*部分为第*~三章,介绍大学化学实验的学习要求、基本知识及基本操作和技术;第二部分为第四章实验部分,主要包括基本技能训练、浓度测定、无机化合物的制备与提纯以及表征、化学特征常数的测定等;第三部分为附录,包括化学实验中的常用数据及危险化学品名录。
目录:
目录
前言
第*章 大学化学实验学习要求 001
第*节 大学化学实验的目的 001
第二节 化学实验守则 001
第三节 大学化学实验的基本要求和学习方法 002
第四节 化学实验安全教育 006
第二章 大学化学实验基本知识 008
第*节 常用器皿与仪器 008
第二节 化学实验室用水知识 013
第三节 实验结果的表示 014
第三章 大学化学实验基本操作和技术 018
第*节 玻璃仪器的洗涤 018
第二节 加热与冷却 019
第三节 量器及其使用 021
第四节 称量仪器的使用 025
第五节 固、液分离与结晶 028
第六节 常用仪器的测试原理及使用注意事项 031
第四章 实验部分 038
实验一 实验基本技能训练 038
实验二 氯化铵生成焓的测定 039
实验三 化学反应速率、速率常数的测定——S2O2-8与I-的氧化还原反应 042
实验四 醋酸解离平衡常数和解离度的测定(pH电位法) 046
实验五 Fe3+与磺基水杨酸配合物的组成和标准稳定常数的测定(分光光度法) 048
实验六 氢氧化钠溶液浓度的测定 053
实验七 氧化还原与电化学(一) 055
实验八 氧化还原与电化学(二) 058
实验九 五水硫酸铜制备和提纯 061
拓展实验 五水硫酸铜的热重分析 063
实验十 苯甲酸的重结晶和红外光谱测定 066
主要参考文献 069
附录 070
附录1 一些常见弱酸、弱碱的标准解离常数(298.15K) 070
附录2 水溶液中的标准电极电势(298K) 071
附录3 一些物质的溶度积Ksp(298K) 074
附录4 一些常见配离子的稳定常数K稳 075
附录5 一些物质的热力学函数值(298.15K) 076
附录6 不同温度下一些常见无机化合物的溶解度 079
附录7 危险化学品名录(部分) 083
附录8 国际原子量表 085
在线试读:
第*章 大学化学实验学习要求
第*节 大学化学实验的目的
化学是建立在实验基础上的科学。任何化学上的发现、发明几乎都离不开实验,化学的理论、学说、定律都来源于实验并且不断地经受实践的检验。大学化学实验,目的是使学生巩固和加强课堂所学的基础理论知识,培养学生的实验操作技能、实事求是的科学态度,提高学生的科学素养,更重要的是培养学生的创新思维和创新实践能力。
第二节 化学实验守则
(1)每次开始实验前,应按实验需要清点教师所发的实验仪器。如发现仪器破损或缺少仪器,应立即报告教师,补齐实验仪器。实验时如有损坏,按学校仪器赔偿制度进行处理。未经教师同意,不得动用实验规定外的药品和仪器。
(2)实验时应集中注意力,认真操作,仔细观察,如实记录,积极思考。
(3)实验时应随时保持实验室和实验台面清洁整齐。
(4)各种含有强腐蚀性或有害重金属离子的废液应倒入废液缸或其他规定的回收容器内,严禁倒入水槽。废纸屑、金属屑等固态废物应投入指定的回收容器中。
(5)使用药品和试剂应注意下列几点:药品应按规定取用;药品自药瓶中取出后,不应倒回原药瓶中,以免带入杂质而引起瓶中*品变质;试剂瓶使用后,应立即盖上盖子,并放回原处,以免误盖其他瓶盖而混入杂质;各种公用的试剂和物品都放在指定的位置,使用后要及时物归原处。
(6)使用精密仪器时,要细心谨慎。如发现仪器出现故障,要停止使用,及时报告指导教师,由教师处理,以避免仪器损坏。
(7)实验结束后,应将玻璃仪器洗刷干净,放回原处,整理好药品及自己的实验台面。实验室的一切物品(仪器或药品等)均不得带离实验室。
(8)原始记录经指导教师确认签字后,方可离开实验室。
(9)值日生打扫实验室时,应检查自来水开关、电器开关及煤气开关是否关紧。经教师同意后才能离开实验室。
(10)认真书写实验报告,并将原始记录连同实验报告一起,准时交给指导教师。
第三节 大学化学实验的基本要求和学习方法
学生在学习大学化学实验时,不仅需要有正确的学习态度,还需要有正确的学习方法。现将学习方法归纳为如下几方面。
1.预习和预习报告
学生进入实验室前,必须对实验内容进行预习,预习应包括以下几部分内容:
(1)认真阅读实验教材,明确实验目的,了解实验原理,熟悉实验内容、主要操作步骤及数据的处理方法,了解仪器的基本操作。
(2)查阅大学化学理论课和参考资料的相关内容,进一步理解实验原理,搞清实验的关键步骤。
(3)查阅化学品安全技术说明书(MSDS),了解实验中所用到的药品和试剂的物理化学性质(如pH、闪点、燃点和反应活性等),以及它们的毒性、环境危害及对使用者健康可能产生的危害(如致癌性和致畸性等),提高化学品使用的安全意识。
(4)认真书写实验预习报告,写出实验目的、原理(简单扼要)、实验步骤。实验步骤部分要留出空间以便记录实验现象和数据。
(5)通过预习,应做到对实验内容和实验步骤心中有数,保证实验顺利进行。
2.实验
实验操作开始前,认真听取教师的讲解,结合自己的预习情况,及时提出问题,寻求教师和同学的帮助。
学生按拟定的实验步骤独立操作,仔细观察实验现象,认真测定数据,当场记录实验现象和数据。原始数据不得涂改,如记录错误可在原始数据上作出记号,再在旁边写上正确的实验数据。
实验中要勤于思考,碰到疑难问题或对实验现象有怀疑,可与教师讨论,获得指导。
实验中还应注意动手能力的培养,对正确的实验操作应该多加练习,努力提高自己的实验技能。
如果实验失败或遇到实验中的异常现象和结果,应尊重实验事实,仔细分析原因,经教师同意,可重做实验或做空白实验加以验证。努力提高自己的科学思维能力。
3.实验报告
结束实验操作仅是完成实验的一半,接下来更为重要的是分析实验现象,整理实验数据,把直接的感性认识提高到理性思维。因此,要求学生认真、独立完成实验报告。
实验报告要求写出实验目的、简要的原理、主要仪器和试剂、简明的实验步骤;根据原始记录写出实验现象、测定数据等;写出实验结果和讨论,包括对实验现象、所测数据或产品产量进行分析、解释和获得结论;进行原始数据的处理、误差分析和实验讨论。特别鼓励学生对实验现象以及出现的问题进行讨论,提出自己的见解,或对实验提出改进的意见或建议。
大学化学实验大致可分为物质化学性质和常数的定性和定量测定、化合物性质检验和鉴定以及化合物制备三大类。实验报告要按一定格式书写,叙述要简明扼要,实验记录、数据处理要使用表格形式,作图要准确清楚。
知识链接
各种类型的实验报告样式
1.制备实验报告
实验名称:五水硫酸铜制备
一、实验目的
1.学习由粗氧化铜为原料制备五水硫酸铜的原理和方法。
2.学习加热、溶解、过滤、蒸发、结晶等无机化合物制备的基本操作。
二、实验原理(简单扼要)
本实验制备反应为:CuO+H2SO4CuSO4+H2O
三、主要仪器和试剂
仪器、用品:电子台秤,天然气灯,烧杯,布氏漏斗,吸滤瓶。
试剂、材料:CuO(s),H2SO4(3mol·L-1)。
四、实验内容
4g粗CuO,加20mL3mol·L-1H2SO4,中火、搅拌、微沸3min,氧化铜粉溶解。加入10mL去离子水,微沸10min,控制溶液体积在25mL左右。趁热抽滤,滤液转入蒸发皿,水蒸气浴蒸发浓缩至出现晶膜。冷却、结晶、抽滤、称量。
五、实验结果
产品外观(形状、颜色、颗粒大小):蓝色、粒径约2mm菱形晶体
产量:8.6g
理论产量:12.5g
产率=8.612.5×100%=68.8%
六、讨论
对产率和操作中遇到的问题进行讨论。
2.常数测定实验报告
实验名称:醋酸解离度和解离平衡常数的测定
一、实验目的
1.学习测定醋酸解离度和解离平衡常数的方法。
2.掌握用移液管和容量瓶配制一定浓度的溶液的方法。
3.掌握pH计的使用。
二、实验原理(简单扼要)
醋酸在水溶液中存在下列解离平衡:
平衡浓度
解离平衡常数为(1-1)
解离度(1-2)
根据所测醋酸的pH,可计算KHAc和解离度α。
三、主要仪器和试剂
仪器、用品:pH计,50mL容量瓶,移液管,50mL烧杯。
试剂、材料:0.1mol·L-1HAc标准溶液。
四、实验内容
(1)用移液管移取25mL、10mLHAc标准溶液分别放入两个50mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。然后倒入编号的小烧杯中,供测定pH之用。
(2)用pH计由稀到浓分别测定1~3号HAc溶液的pH,记录数据。
五、数据处理(可如下列表表示)
测定温度24℃,解离平衡常数的平均值K平均1.88×10-5。
相对偏差和相对误差计算。
六、讨论(略)
3.性质实验报告
实验名称:氧化还原反应与电化学
一、实验目的(略)
二、实验原理(略)
三、主要仪器和试剂
仪器、用品:试管、试管架。
试剂、材料:H2SO4(3.0mol·L-1),NaOH(6.0mol·L-1),KBr(0.1mol·L-1)。
四、实验内容、实验现象及解释(如下表所示)
说明:对于性质实验,*好用表格的方式给出实验方法、实验现象,并用反应方程式或文字给出解释。
五、讨论(略)
第四节 化学实验安全教育
一、化学实验室简介
化学实验室是进行化学实验和科学探究的场所,有符合实验室安全规范的设计和布局,通常配备通风橱、药品柜和实验台等设施,并对水电气等管路的布置有一定要求。首次进入并使用实验室时,需要严格遵守化学实验室安全准则,并了解实验室的安全出口和水电气使用方法等,以及清楚洗眼器、喷淋装置、灭火细沙、灭火器等的位置,提高化学实验室的安全意识。
二、大学化学实验室中的安全操作和事故处理
有很多化学药品是易燃、易爆、有腐蚀性和有毒的,所以在化学实验室工作时,首先必须在思想上十分重视安全问题,决不能麻痹大意。其次,在实验前应充分了解本实验中的安全注意事项,在实验过程中应集中注意力,并严格遵守操作规程,避免事故的发生。若因意外而发生事故,应立即紧急处置。
1.安全守则
(1)实验室内禁止饮、食。实验室内试剂、药品禁止入口。
(2)一切易燃、易爆物质的实验操作都要在远离明火的地方进行,并严格按照操作规程进行。
(3)有毒、有刺激性的气体的操作都要在通风橱内进行。有时需要借助嗅觉判别少量气体时,绝不能将鼻子直接对着瓶口或管口,而应当用手将少量气体轻轻扇向鼻孔。
(4)浓酸、浓碱具有强腐蚀性,使用时应避免溅在皮肤或衣服上,更应注意保护眼睛。
(5)不了解化学药品性质时,不可将药品任意混合,以免发生意外事故。
(6)加热、浓缩液体时,不能俯视加热的液体。试管加热时,试管口不能对着自己或他人。浓缩溶液时,特别是有晶体出现后,不能离开,要不停地搅拌,以防暴沸。尽可能戴上防护眼镜。
(7)剩余的固体、强腐蚀废液及有毒物质不许倒入下水道,可回收后集中处理。
(8)玻璃碎片要及时收回并放在指定的回收容器内。
(9)水、电、煤气使用完毕应立即关闭。
定价:24.0
ISBN:9787030533630
作者:包新华,程知萱,李明星,段智明
版次:1
出版时间:2017-06
内容提要:
本书是上海大学近年来教学改革的成果,主要内容包括三部分:第*部分为第*~三章,介绍大学化学实验的学习要求、基本知识及基本操作和技术;第二部分为第四章实验部分,主要包括基本技能训练、浓度测定、无机化合物的制备与提纯以及表征、化学特征常数的测定等;第三部分为附录,包括化学实验中的常用数据及危险化学品名录。
目录:
目录
前言
第*章 大学化学实验学习要求 001
第*节 大学化学实验的目的 001
第二节 化学实验守则 001
第三节 大学化学实验的基本要求和学习方法 002
第四节 化学实验安全教育 006
第二章 大学化学实验基本知识 008
第*节 常用器皿与仪器 008
第二节 化学实验室用水知识 013
第三节 实验结果的表示 014
第三章 大学化学实验基本操作和技术 018
第*节 玻璃仪器的洗涤 018
第二节 加热与冷却 019
第三节 量器及其使用 021
第四节 称量仪器的使用 025
第五节 固、液分离与结晶 028
第六节 常用仪器的测试原理及使用注意事项 031
第四章 实验部分 038
实验一 实验基本技能训练 038
实验二 氯化铵生成焓的测定 039
实验三 化学反应速率、速率常数的测定——S2O2-8与I-的氧化还原反应 042
实验四 醋酸解离平衡常数和解离度的测定(pH电位法) 046
实验五 Fe3+与磺基水杨酸配合物的组成和标准稳定常数的测定(分光光度法) 048
实验六 氢氧化钠溶液浓度的测定 053
实验七 氧化还原与电化学(一) 055
实验八 氧化还原与电化学(二) 058
实验九 五水硫酸铜制备和提纯 061
拓展实验 五水硫酸铜的热重分析 063
实验十 苯甲酸的重结晶和红外光谱测定 066
主要参考文献 069
附录 070
附录1 一些常见弱酸、弱碱的标准解离常数(298.15K) 070
附录2 水溶液中的标准电极电势(298K) 071
附录3 一些物质的溶度积Ksp(298K) 074
附录4 一些常见配离子的稳定常数K稳 075
附录5 一些物质的热力学函数值(298.15K) 076
附录6 不同温度下一些常见无机化合物的溶解度 079
附录7 危险化学品名录(部分) 083
附录8 国际原子量表 085
在线试读:
第*章 大学化学实验学习要求
第*节 大学化学实验的目的
化学是建立在实验基础上的科学。任何化学上的发现、发明几乎都离不开实验,化学的理论、学说、定律都来源于实验并且不断地经受实践的检验。大学化学实验,目的是使学生巩固和加强课堂所学的基础理论知识,培养学生的实验操作技能、实事求是的科学态度,提高学生的科学素养,更重要的是培养学生的创新思维和创新实践能力。
第二节 化学实验守则
(1)每次开始实验前,应按实验需要清点教师所发的实验仪器。如发现仪器破损或缺少仪器,应立即报告教师,补齐实验仪器。实验时如有损坏,按学校仪器赔偿制度进行处理。未经教师同意,不得动用实验规定外的药品和仪器。
(2)实验时应集中注意力,认真操作,仔细观察,如实记录,积极思考。
(3)实验时应随时保持实验室和实验台面清洁整齐。
(4)各种含有强腐蚀性或有害重金属离子的废液应倒入废液缸或其他规定的回收容器内,严禁倒入水槽。废纸屑、金属屑等固态废物应投入指定的回收容器中。
(5)使用药品和试剂应注意下列几点:药品应按规定取用;药品自药瓶中取出后,不应倒回原药瓶中,以免带入杂质而引起瓶中*品变质;试剂瓶使用后,应立即盖上盖子,并放回原处,以免误盖其他瓶盖而混入杂质;各种公用的试剂和物品都放在指定的位置,使用后要及时物归原处。
(6)使用精密仪器时,要细心谨慎。如发现仪器出现故障,要停止使用,及时报告指导教师,由教师处理,以避免仪器损坏。
(7)实验结束后,应将玻璃仪器洗刷干净,放回原处,整理好药品及自己的实验台面。实验室的一切物品(仪器或药品等)均不得带离实验室。
(8)原始记录经指导教师确认签字后,方可离开实验室。
(9)值日生打扫实验室时,应检查自来水开关、电器开关及煤气开关是否关紧。经教师同意后才能离开实验室。
(10)认真书写实验报告,并将原始记录连同实验报告一起,准时交给指导教师。
第三节 大学化学实验的基本要求和学习方法
学生在学习大学化学实验时,不仅需要有正确的学习态度,还需要有正确的学习方法。现将学习方法归纳为如下几方面。
1.预习和预习报告
学生进入实验室前,必须对实验内容进行预习,预习应包括以下几部分内容:
(1)认真阅读实验教材,明确实验目的,了解实验原理,熟悉实验内容、主要操作步骤及数据的处理方法,了解仪器的基本操作。
(2)查阅大学化学理论课和参考资料的相关内容,进一步理解实验原理,搞清实验的关键步骤。
(3)查阅化学品安全技术说明书(MSDS),了解实验中所用到的药品和试剂的物理化学性质(如pH、闪点、燃点和反应活性等),以及它们的毒性、环境危害及对使用者健康可能产生的危害(如致癌性和致畸性等),提高化学品使用的安全意识。
(4)认真书写实验预习报告,写出实验目的、原理(简单扼要)、实验步骤。实验步骤部分要留出空间以便记录实验现象和数据。
(5)通过预习,应做到对实验内容和实验步骤心中有数,保证实验顺利进行。
2.实验
实验操作开始前,认真听取教师的讲解,结合自己的预习情况,及时提出问题,寻求教师和同学的帮助。
学生按拟定的实验步骤独立操作,仔细观察实验现象,认真测定数据,当场记录实验现象和数据。原始数据不得涂改,如记录错误可在原始数据上作出记号,再在旁边写上正确的实验数据。
实验中要勤于思考,碰到疑难问题或对实验现象有怀疑,可与教师讨论,获得指导。
实验中还应注意动手能力的培养,对正确的实验操作应该多加练习,努力提高自己的实验技能。
如果实验失败或遇到实验中的异常现象和结果,应尊重实验事实,仔细分析原因,经教师同意,可重做实验或做空白实验加以验证。努力提高自己的科学思维能力。
3.实验报告
结束实验操作仅是完成实验的一半,接下来更为重要的是分析实验现象,整理实验数据,把直接的感性认识提高到理性思维。因此,要求学生认真、独立完成实验报告。
实验报告要求写出实验目的、简要的原理、主要仪器和试剂、简明的实验步骤;根据原始记录写出实验现象、测定数据等;写出实验结果和讨论,包括对实验现象、所测数据或产品产量进行分析、解释和获得结论;进行原始数据的处理、误差分析和实验讨论。特别鼓励学生对实验现象以及出现的问题进行讨论,提出自己的见解,或对实验提出改进的意见或建议。
大学化学实验大致可分为物质化学性质和常数的定性和定量测定、化合物性质检验和鉴定以及化合物制备三大类。实验报告要按一定格式书写,叙述要简明扼要,实验记录、数据处理要使用表格形式,作图要准确清楚。
知识链接
各种类型的实验报告样式
1.制备实验报告
实验名称:五水硫酸铜制备
一、实验目的
1.学习由粗氧化铜为原料制备五水硫酸铜的原理和方法。
2.学习加热、溶解、过滤、蒸发、结晶等无机化合物制备的基本操作。
二、实验原理(简单扼要)
本实验制备反应为:CuO+H2SO4CuSO4+H2O
三、主要仪器和试剂
仪器、用品:电子台秤,天然气灯,烧杯,布氏漏斗,吸滤瓶。
试剂、材料:CuO(s),H2SO4(3mol·L-1)。
四、实验内容
4g粗CuO,加20mL3mol·L-1H2SO4,中火、搅拌、微沸3min,氧化铜粉溶解。加入10mL去离子水,微沸10min,控制溶液体积在25mL左右。趁热抽滤,滤液转入蒸发皿,水蒸气浴蒸发浓缩至出现晶膜。冷却、结晶、抽滤、称量。
五、实验结果
产品外观(形状、颜色、颗粒大小):蓝色、粒径约2mm菱形晶体
产量:8.6g
理论产量:12.5g
产率=8.612.5×100%=68.8%
六、讨论
对产率和操作中遇到的问题进行讨论。
2.常数测定实验报告
实验名称:醋酸解离度和解离平衡常数的测定
一、实验目的
1.学习测定醋酸解离度和解离平衡常数的方法。
2.掌握用移液管和容量瓶配制一定浓度的溶液的方法。
3.掌握pH计的使用。
二、实验原理(简单扼要)
醋酸在水溶液中存在下列解离平衡:
平衡浓度
解离平衡常数为(1-1)
解离度(1-2)
根据所测醋酸的pH,可计算KHAc和解离度α。
三、主要仪器和试剂
仪器、用品:pH计,50mL容量瓶,移液管,50mL烧杯。
试剂、材料:0.1mol·L-1HAc标准溶液。
四、实验内容
(1)用移液管移取25mL、10mLHAc标准溶液分别放入两个50mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。然后倒入编号的小烧杯中,供测定pH之用。
(2)用pH计由稀到浓分别测定1~3号HAc溶液的pH,记录数据。
五、数据处理(可如下列表表示)
测定温度24℃,解离平衡常数的平均值K平均1.88×10-5。
相对偏差和相对误差计算。
六、讨论(略)
3.性质实验报告
实验名称:氧化还原反应与电化学
一、实验目的(略)
二、实验原理(略)
三、主要仪器和试剂
仪器、用品:试管、试管架。
试剂、材料:H2SO4(3.0mol·L-1),NaOH(6.0mol·L-1),KBr(0.1mol·L-1)。
四、实验内容、实验现象及解释(如下表所示)
说明:对于性质实验,*好用表格的方式给出实验方法、实验现象,并用反应方程式或文字给出解释。
五、讨论(略)
第四节 化学实验安全教育
一、化学实验室简介
化学实验室是进行化学实验和科学探究的场所,有符合实验室安全规范的设计和布局,通常配备通风橱、药品柜和实验台等设施,并对水电气等管路的布置有一定要求。首次进入并使用实验室时,需要严格遵守化学实验室安全准则,并了解实验室的安全出口和水电气使用方法等,以及清楚洗眼器、喷淋装置、灭火细沙、灭火器等的位置,提高化学实验室的安全意识。
二、大学化学实验室中的安全操作和事故处理
有很多化学药品是易燃、易爆、有腐蚀性和有毒的,所以在化学实验室工作时,首先必须在思想上十分重视安全问题,决不能麻痹大意。其次,在实验前应充分了解本实验中的安全注意事项,在实验过程中应集中注意力,并严格遵守操作规程,避免事故的发生。若因意外而发生事故,应立即紧急处置。
1.安全守则
(1)实验室内禁止饮、食。实验室内试剂、药品禁止入口。
(2)一切易燃、易爆物质的实验操作都要在远离明火的地方进行,并严格按照操作规程进行。
(3)有毒、有刺激性的气体的操作都要在通风橱内进行。有时需要借助嗅觉判别少量气体时,绝不能将鼻子直接对着瓶口或管口,而应当用手将少量气体轻轻扇向鼻孔。
(4)浓酸、浓碱具有强腐蚀性,使用时应避免溅在皮肤或衣服上,更应注意保护眼睛。
(5)不了解化学药品性质时,不可将药品任意混合,以免发生意外事故。
(6)加热、浓缩液体时,不能俯视加热的液体。试管加热时,试管口不能对着自己或他人。浓缩溶液时,特别是有晶体出现后,不能离开,要不停地搅拌,以防暴沸。尽可能戴上防护眼镜。
(7)剩余的固体、强腐蚀废液及有毒物质不许倒入下水道,可回收后集中处理。
(8)玻璃碎片要及时收回并放在指定的回收容器内。
(9)水、电、煤气使用完毕应立即关闭。