无机及分析化学实验.pdf

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书籍描述

内容简介
本书以基本操作与技能训练为主线,通过基本操作与技能、化学技能与实践和化学实践与提高三个层次的实验,培养学生的动手及创新能力。全书共七十二个实验,内容涉及物理量与化学常数的测定、无机制备实验、性质与定性分析实验、定量化学分析实验、仪器分析实验等。综合性和设计性实验的选取以尽量结合现实生活和科研需求为原则,以增强学生对化学的认知和理解。
本书可作为高等院校化学化工类、农林类、医药类专业本科生的教材。

目录
绪论1
一、化学实验的目的及任务1
二、化学实验的基本程序1
三、实验报告书写格式及要求2
四、实验室规则5
五、实验室安全知识5
第一篇基本操作与技能
第一章化学实验基本操作9
第一节常见玻璃器皿及其他辅助器具的使用9
第二节加热方法及温度的测量与控制16
第三节实验室用水要求及玻璃仪器的洗涤和干燥22
第四节天平的使用及称量方法25
第五节试剂的取用及溶液的配制35
第六节气体的制备与净化41
第七节分离方法与技能48
第八节性质实验基本技能56
第九节试样的制备与处理60
第十节滴定操作与技能64
第十一节重量分析基本操作68
第二章光电仪器介绍及使用方法72
第一节酸度计介绍及使用方法72
第二节电导率仪介绍及使用方法74
第三节可见分光光度计及使用方法75
第三章实验数据的记录、处理及结果评价77
第一节有效数字及实验数据的记录77
第二节数据处理的方法78
第三节定量分析结果的表示方法80
第四章预备实验——基本操作与技能训练83
实验一常见仪器介绍及玻璃仪器的洗涤和干燥83
实验二纯水的制备及检验83
实验三玻璃管加工与洗瓶的装配方法84
实验四称量方法及操作88
实验五缓冲溶液的配制及溶液pH值的测定89
实验六性质实验基本技能训练92
实验七粗食盐的提纯95
实验八滴定管、容量瓶和移液管的校正97
实验九滴定操作训练98
实验十定量分析标准系列的配制及工作曲线的绘制100
第二篇化学技能与实践
第五章物理量与化学常数的测定102
实验十一摩尔气体常数的测定102
实验十二二氧化碳相对分子质量的测定104
实验十三化学反应速率常数的测定106
实验十四凝固点降低法测定分子量110
实验十五化学反应热效应的测定113
实验十六醋酸离解度和离解平衡常数的测定115
(一)pH法115
(二)电导率法117
实验十七溶度积常数的测定119
(一)PbCl2溶度积常数的测定——离子交换法119
(二)碘酸铜溶度积常数的测定——分光光度法120
实验十八磺基水杨酸合铁(Ⅲ)配合物的组成及稳定常数的测定121
实验十九原电池电动势的测定124
第六章无机制备实验128
实验二十CuSO4·5H2O的制备及提纯128
实验二十一硫代硫酸钠的制备129
实验二十二硫酸亚铁铵的制备130
实验二十三胶体的制备和性质132
第七章性质与定性分析实验135
实验二十四酸碱性质与酸碱平衡135
实验二十五沉淀溶解平衡137
实验二十六配位化合物139
实验二十七氧化还原反应与氧化还原平衡141
实验二十八常见阳离子的定性分析143
实验二十九常见阴离子的定性分析146
第八章定量化学分析实验149
标准溶液的配制和标定149
实验三十盐酸和氢氧化钠溶液的配制与标定149
实验三十一EDTA标准溶液的配制与标定150
实验三十二高锰酸钾标准溶液的配制与标定151
实验三十三碘和硫代硫酸钠标准溶液的配制与标定152
直接滴定法154
实验三十四食醋中总酸量的测定(酸碱滴定法)154
实验三十五混合碱中碳酸钠与碳酸氢钠的测定(酸碱滴定法)155
实验三十六铵盐中含氮量的测定(甲醛法)156
实验三十七食盐中氯含量的测定(莫尔法)157
实验三十八水硬度的测定(配位滴定法)158
实验三十九过氧化氢的测定(高锰酸钾法)160
实验四十亚铁盐中铁的测定(重铬酸钾法)161
实验四十一维生素C含量的测定(直接碘量法)162
返滴定法162
实验四十二氯化物中氯含量的测定[佛尔哈德(Volhard)法]162
实验四十三硫糖铝中铝和硫含量的测定(配位滴定法)164
置换滴定法166
实验四十四铝及铝合金中铝的测定(EDTA置换滴定法)166
实验四十五硫酸铜中铜含量的测定(间接碘量法)167
间接滴定法168
实验四十六草木灰中钾含量的测定(高锰酸钾法)168
重量法170
实验四十七氯化钡中钡的测定(重量法)170
第九章仪器分析实验172
紫外-可见分光光度法172
实验四十八分光光度法测定自来水中铁的含量172
实验四十九磷钼蓝分光光度法测定土壤全磷173
实验五十紫外分光光度法测定水中苯酚的含量175
电位法176
实验五十一水中微量氟的测定176
原子吸收分光光度法177
实验五十二原子吸收分光光度法测定水中镁的含量177
气相色谱法179
实验五十三气相色谱法测定白酒中乙醇的含量179
第三篇化学实践与提高
第十章综合性实验182
实验五十四硫酸铜的制备及铜含量的分析182
实验五十五硫酸亚铁铵的制备及铁含量的分析182
实验五十六粗食盐的提纯及氯化钠含量的测定182
实验五十七盐酸标准溶液的配制及混合碱中碳酸钠与碳酸氢钠的测定182
实验五十八氢氧化钠标准溶液的配制及铵盐中含氮量的测定183
实验五十九碳酸钠的制备及含量测定183
实验六十纳米氧化锌的制备及表征185
实验六十一银量法废液中银的回收186
实验六十二含铬废液的处理和铬的测定187
实验六十三水中化学需氧量(COD)的测定(高锰酸钾法)188
实验六十四植物样品的氮含量测定190
第十一章设计性实验193
实验六十五汽车用防冻液的制备193
实验六十六基于不锈钢电极的电化学方法合成聚苯胺193
实验六十七气敏材料的制备及性能测定194
实验六十八常见基本离子的鉴定194
实验六十九碳酸钙含量的测定195
实验七十电解精盐水的分析195
实验七十一NH3-NH4Cl混合液中各组分含量的测定196
实验七十二铁-铝混合液中各组分含量的测定196
附录197
附录1国际相对原子质量表197
附录2常见化合物的摩尔质量表198
附录3常用基准物质200
附录4常用指示剂201
附录5常用缓冲溶液204
附录6常用标准缓冲溶液205
附录7常用酸、碱的浓度205
附录8水溶液中某些离子的颜色206
附录9部分化合物的颜色207
附录10水的密度209
附录11水的饱和蒸气压(×102Pa,273.2~313.2K)210
附录12常见难溶化合物的溶度积常数211
附录13常见氢氧化物沉淀的pH212
参考资料213

序言
编写说明
为适应当前实验教学改革,提高实验教学质量,化学实验基础系列教材指导编写委员会拟出版无机及分析化学实验、有机化学实验、无机化学实验和分析化学实验等系列教材。其中的分册无机及分析化学实验自2004年第一次出版,2009年再版,经过多年的教学实践,受到了高校师生的广泛好评,并荣获2011年中国石油和化学工业优秀出版物(教材)一等奖。本书在第一版、第二版的基础上,仍然以基本操作与技能训练为主线,通过基本操作与技能、化学技能与实践和化学实践与提高三个层次的实验,培养学生的动手及创新能力。
教材特色:
1. 注重基本操作与技能训练
化学实验的基本操作与技能是实验成功及安全的前提,是胜任化学实验各项工作必不可少的条件和根本保证。离开了基本操作与技能,化学实验的任何创新培养都是无水之源。因此,本教材通过基本操作与技能、化学技能与实践和化学实践与提高三个层次的实验,培养学生掌握化学实验的基本操作与技能,并在每一实验列出了预习提示及主要操作技能,引起学生对操作与技能的重视。
2. 基本操作与技能更加系统化
本版第一篇的基本操作与技能调整为四个模块:(1)化学实验基本操作; (2)光电仪器介绍及使用方法; (3)实验数据的记录、处理及结果评价; (4)预备实验——基本操作与技能训练,前三个模块为化学实验基本操作与技能,第四个模块为对应基本操作与技能的实训实验。
在调整过程中,将原第二版的部分实验内容改为实验阅读保留在对应的操作与技能中,供学生阅读和思考,培养学生理论联系实际的能力。
3. 注重内容更新,强化能力培养
本教材在试剂的取用及溶液的配制内容中增加了移液枪内容,使学生能够及时了解化学实验移取溶液的最新手段;在试样的制备与处理及综合实验内容中增加了植物样品的制备及氮含量的测定等内容,以更好的适合农、林院校使用,并具有更好的参考使用价值;在设计实验中引入车用防冻液和聚苯胺制备实验,将实验与生活和现代科研前沿相结合,注重理论联系实际和学生创新能力的培养。
4. 综合性实验具有较好的灵活性
将部分综合性实验拆分为两个实验分别安排在不同的模块中,不仅可以方便学校安排实验课,也能够使学生了解前一个实验的作用(如盐酸标准溶液的配制及混合碱中碳酸钠与碳酸氢钠的测定和氢氧化钠标准溶液的配制及铵盐中含氮量的测定等),或明白合成样品的含量如何测定(如硫酸铜的制备及铜含量的分析、硫酸亚铁铵的制备及铁含量的分析、粗食盐的提纯及氯化钠含量的测定等)。
参加本书编写的人员有:河南科技学院安彩霞、陈娜、段凌瑶、范文秀、高慧玲、龚文君、郝海玲、侯玉霞、侯振雨、荆瑞俊、李英、李芸玲、娄慧慧、牛红英、曲黎、汤波、王天喜、姚树文、俞露、张玉泉、赵宁,新乡学院王辉,全书由侯振雨统稿定稿。
本书在修订过程中,得到了化学实验基础系列教材编写指导委员会的大力支持,在此表示衷心感谢!编写过程中,参考了一些兄弟院校的教材,并吸收了其部分内容,化学工业出版社也给予了大力支持和帮助,在此表示衷心感谢!
限于编者水平有限,书中不妥之处,请与我们联系(houzhy0373@163.com),以便改进我们的工作。

编者
2014年5月

第一版编写说明
近年来,为适应高等教育的改革与发展,各高校一般将“无机化学”和“分析化学”两门化学基础课合为一门课程,即“无机及分析化学”。传统的“无机及分析化学实验”是与“无机及分析化学”相配套的一门实验课,其实验内容继承了原先的化学实验体系,完全从属于“无机及分析化学”理论课,存在着多种弊端。如,实验内容多为验证性实验,部分学生甚至误认为实验教学的作用只限于验证化学知识和理论,因而不重视实验操作技能训练;实验操作训练培养不系统、不扎实,即缺乏系统培养学生基本操作的实验教学体系。为此,编者提出“无机及分析化学实验”教材的编写应以基本技能为主线,应脱离实验教材完全依附于化学理论课的编写模式,使“无机及分析化学实验”成为一门独立的课程,更好地为专业课服务。
本教材的编写特点:
1.基本操作与技能的训练更加系统化。无机及分析化学的基本知识、基本操作和基本技能分布在第二篇的15个实验中,便于对学生进行系统训练。
2.明确了每一个实验所要掌握的基本操作与技能。基本操作与技能安排在每一个实验的“实验原理与技能”部分,加强了实验教学的针对性,便于教师组织课堂教学。
3.将无机化学实验和分析化学实验的基本操作与技能融为一体,建立了自身的实验教学体系。
4.考虑到实验教学课时的因素,大多数实验可在两个学时内完成。
5.结合现代分析化学的发展方向,加入了部分仪器分析实验内容。
6.实验内容丰富(全书共58个实验),教师可根据学校的实际情况,选择适合自身学校特点的实验内容组织实验教学。
本书的第一篇及第二篇的实验1~6由侯振雨编写;第三篇的物理量与化学常数的测定、无机制备实验由郝海玲编写;第三篇的性质与定性分析实验、仪器分析实验由张玉泉编写;第三篇的定量化学分析实验由范文秀编写;其余部分由王泽云、谷永庆、王建新、李亚东(郑州轻工业学院)、娄天军、张焱、李英、杨凤霞等编写。全书由侯振雨、 范文秀审稿,修改和定稿。
在本书的编写过程中,黄建华、陶建中教授提出了很多建设性意见,化学工业出版社也给予了大力支持和帮助,在此表示衷心感谢。
由于时间仓促,并且编者水平有限,书中难免有不妥甚至错误之处,敬请读者批评指正。

编者
2004年7月于河南科技学院

第二版编写说明
为适应高等教育的改革与发展,河南科技学院无机及分析化学实验教材编写组提出了以基本技能训练为主线的编写指导思想,并于2004年出版了《无机及分析化学实验》。本书自出版以来,经过教学实践,受到了学生和教师的好评。第二版在第一版编写指导思想和教材特色的基础上,从提高学生分析和解决实际问题的能力出发,对第一版作了如下修改。
(1)为完善本教材的编写体系,增加了综合性和设计性实验,使实验教学体系由基本操作与技能训练到基本操作与技能的应用,并最终过渡到利用基础理论和技能进行的综合性和设计性实验。通过基本操作与技能、化学技能与实践、化学实践与提高三个层次的实验训练,实现基本操作与技能由训练到真正为理论服务的教学理念,提高学生的科研能力和科研意识。
(2)在编写过程中,按照绿色化学的思维方式,尽量从源头上消除污染,如CuSO4·5H2O的制备及提纯,原有的方法有二氧化氮气体生成,第二版将制备过程中的氧化剂由硝酸改为双氧水,实现了实验室无污染合成CuSO4·5H2O。
(3)在编写过程中,注重各实验之间的联系,提高学生理论知识的综合应用。如提纯粗食盐的产品可以作为莫尔法测定氯的样品,莫尔法测定氯的废液又在含银废液回收实验中制备成了硝酸银,制备的硝酸银又可用于莫尔法标准溶液的配制。这种安排实验内容的方式不仅实现了试剂的综合利用,同时也减少了废液和废渣的排放。
(4)在编写过程中,注重学生自学能力的培养,将第一版的“预习思考题”改为“预习提示”,并由第一版实验内容的最后,提到“实验目的”之后和“实验原理与技能”之前,使学生的预习更加具有针对性,提高学生预习的效果。
(5)在编写过程中,注重吸收当代教学和科研的新成果,注重培养学生的创新能力和科研能力。
在本书修订过程中,范文秀、郝海玲、侯玉霞、侯振雨、荆瑞俊、李英、娄天军、陶建中、王建新、姚树文、俞露、张焱、张玉泉等参加了修订工作,并相互进行了审阅,最后由侯振雨负责修改并统稿。
本书在编写过程中参考了一些兄弟院校的教材,并吸收了其部分内容,化学工业出版社也给予了大力支持和帮助,在此表示衷心感谢!
用新的编写指导思想和理念编写无机及分析化学实验教材是一种新的尝试,但限于编者水平,书中不妥甚至错误之处请与我们联系(houzhy@hist.edu.cn),以便改进我们的工作。

编者
2009年1月

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