大學(xué)化學(xué)實(shí)驗

前言

本書第一版自2001年出版以來,一直作為我校學(xué)生化學(xué)實(shí)驗課程的教材使用至今已歷時9年,它在提高我?；瘜W(xué)實(shí)驗教學(xué)的質(zhì)量和完成整體上對學(xué)生觀察能力、科學(xué)研究、創(chuàng)新能力以及掌握完整的化學(xué)實(shí)驗知識的培養(yǎng)上起到了一定的積極促進(jìn)作用。在2005年被北京市教育委員會評為北京高等教育精品教材，并于2006年列入普通高等教育“十一五”國家級教材規(guī)劃。使用本教材的“大學(xué)化學(xué)實(shí)驗”課程于2005年獲國家精品課程。以上獎勵是對本教材的肯定和鼓勵。本次再版仍秉承第一版的編寫原則：以素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育為核心，跨越以化學(xué)二級學(xué)科為依托及實(shí)驗教學(xué)依附理論教學(xué)的傳統(tǒng)框架，使之成為獨(dú)立的，具有自身規(guī)律和理論方法及手段的一門新的課程——大學(xué)化學(xué)實(shí)驗。并循序漸進(jìn)地以“基礎(chǔ)訓(xùn)練實(shí)驗-綜合實(shí)驗-設(shè)計研究實(shí)驗”三層次實(shí)驗教學(xué)方法和按照“化合物制備→分離→成分分析→結(jié)構(gòu)鑒定→性質(zhì)測試”的一般研究順序來組織實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容。本次修訂在第一版的基礎(chǔ)上做了部分的更新、修改和調(diào)整，并增加了新的章節(jié)，主要修訂內(nèi)容如下：（1）上篇由原來的五章增加至七章，增加了化學(xué)試驗設(shè)計和化學(xué)信息資源兩章，為學(xué)生更好地完成設(shè)計實(shí)驗提供必要的基礎(chǔ)知識。（2）對部分章節(jié)做了更新。第二章第二節(jié)改為化學(xué)實(shí)驗室常用設(shè)備，包括了實(shí)驗室常用電熱設(shè)備、電動設(shè)備、超聲清洗設(shè)備和微波制樣設(shè)備；第四節(jié)化學(xué)試劑常識增加了標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和化學(xué)試劑的性質(zhì)及使用方法。第三章增加了測量不確定度一節(jié)。第五章的儀器設(shè)備做了全面的更新，盡可能使學(xué)生了解當(dāng)前的儀器發(fā)展水平。（3）本次修訂對第四章化學(xué)實(shí)驗基本操作力爭做到更為規(guī)范。書中介紹的操作規(guī)程盡量符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定與要求。并盡可能多介紹一些目前受到廣泛重視的和具有良好應(yīng)用前景的新的操作技術(shù)。（4）本書對下篇的編排做了調(diào)整，即以化學(xué)二級學(xué)科分章替代了第一版中以實(shí)驗層次分章的編排。實(shí)踐證明這樣的編排更有利于實(shí)驗教學(xué)的安排，我校兩年的“大學(xué)化學(xué)實(shí)驗”課程的具體安排順序和本書下篇的實(shí)驗?zāi)夸涰樞蚴且恢碌?。下篇的?shí)驗內(nèi)容做了部分更新，融入了教師最近幾年的部分科研成果?？傆嬍杖雽?shí)驗１００個。本教材上篇的修訂由柯以侃負(fù)責(zé)，下篇的修訂由王桂花負(fù)責(zé)，其他參加人員有張麗丹、楚進(jìn)鋒、李明磊、韓春英、董慧茹、馬麗景、唐光詩、靳蘭、李蕾、孫鵬、左蕾等，全書由柯以侃統(tǒng)稿。本教材在編寫和出版過程中得到編者所在單位北京化工大學(xué)理學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和化學(xué)工業(yè)出版社的支持及責(zé)任編輯的指導(dǎo)，在此一并致謝。

內(nèi)容概要

本書在原第一版的基礎(chǔ)上做了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整與增補(bǔ)，全書分為兩部分：上篇化學(xué)實(shí)驗基礎(chǔ)知識；下篇實(shí)驗部分。    上篇分為七章，系統(tǒng)講述了化學(xué)實(shí)驗方法與技術(shù)的共性知識，如實(shí)驗課的目的與要求、實(shí)驗室用水、常用儀器與試劑、實(shí)驗室安全、實(shí)驗數(shù)據(jù)處理、化學(xué)實(shí)驗基本操作、量測儀器與方法等。并且在第一版的基礎(chǔ)上增加了化學(xué)實(shí)驗設(shè)計與化學(xué)信息資源兩章，為學(xué)生更好地完成設(shè)計實(shí)驗提供必要的基礎(chǔ)知識。    下篇的編排做了部分調(diào)整，以化學(xué)二級學(xué)科分章替代了原第一版的以實(shí)驗層次分章的編排，實(shí)踐證明這樣的編排更有利于實(shí)驗教學(xué)的安排。下篇的實(shí)驗內(nèi)容做了更新，融入了教師最近幾年的部分教研成果，總計收入實(shí)驗100個。    書末附錄中編入了有關(guān)計量單位的必要內(nèi)容與重要的物理常數(shù)。    本書供大學(xué)工科化工類專業(yè)學(xué)生使用。

書籍目錄

上篇  化學(xué)實(shí)驗基礎(chǔ)知識　第一章  緒論1　  第一節(jié)  化學(xué)實(shí)驗課的目的和要求1　  第二節(jié)  學(xué)生實(shí)驗守則2　  第三節(jié)  實(shí)驗預(yù)習(xí)、實(shí)驗記錄和實(shí)驗報告2　第二章  化學(xué)實(shí)驗室基本常識4　  第一節(jié)  化學(xué)實(shí)驗室用水4　  第二節(jié)  化學(xué)實(shí)驗室常用設(shè)備7　  第三節(jié)  化學(xué)實(shí)驗室常用玻璃儀器及其他制品19　  第四節(jié)  化學(xué)試劑常識30　  第五節(jié)  實(shí)驗室常用氣體鋼瓶的標(biāo)志和使用40　  第六節(jié)  化學(xué)實(shí)驗室安全42　第三章  實(shí)驗數(shù)據(jù)處理45　  第一節(jié)  數(shù)據(jù)記錄與有效數(shù)字45　  第二節(jié)  實(shí)驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理46　  第三節(jié)  間接測量中誤差的傳遞50　  第四節(jié)  實(shí)驗結(jié)果的表示方法51　  第五節(jié)  計算方法在實(shí)驗數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用53　  第六節(jié)  測量不確定度59　第四章  化學(xué)實(shí)驗基本操作61　  第一節(jié)  玻璃儀器的洗滌和干燥61　  第二節(jié)  玻璃加工操作與塞子的加工62　  第三節(jié)  試管實(shí)驗與離子鑒定基本操作65　  第四節(jié)  化學(xué)制備和質(zhì)量分析基本操作71　  第五節(jié)  分析天平和稱量操作85　  第六節(jié)  滴定分析基本操作95　  第七節(jié)  有機(jī)化合物物理性質(zhì)的測定107　  第八節(jié)  分離操作技術(shù)113　  第九節(jié)  有機(jī)合成的特殊技術(shù)137　第五章  儀器和方法140　  第一節(jié)  溫度的測量140　  第二節(jié)  壓力的測量148　  第三節(jié)  真 空 技 術(shù)151　  第四節(jié)  黏度的測定157　  第五節(jié)  表面張力測定159　  第六節(jié)  電化學(xué)及電化學(xué)分析測試儀器161　  第七節(jié)  光譜分析儀器174　  第八節(jié)  核磁共振波譜儀198　  第九節(jié)  色譜分析儀器201　  第十節(jié)  熱分析儀210　第六章  化學(xué)試驗設(shè)計216　  第一節(jié)  試驗指標(biāo)、因素和水平及試驗設(shè)計216　  第二節(jié)  正交試驗設(shè)計217　  第三節(jié)  均勻設(shè)計試驗法227　第七章  化學(xué)信息資源231　  第一節(jié)  化學(xué)化工類工具書231　  第二節(jié)  網(wǎng)絡(luò)化學(xué)信息資源242下篇  實(shí)驗部分　第八章  無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗部分250　  第一節(jié)  基本操作及基本技能訓(xùn)練實(shí)驗250　    實(shí)驗一  玻璃儀器的認(rèn)領(lǐng)和洗滌250　    實(shí)驗二  玻璃管加工250　    實(shí)驗三  固體和液體物質(zhì)的稱量251　    實(shí)驗四  酸堿溶液濃度的比較252　    實(shí)驗五  氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定和工業(yè)乙酸含量測定253　    實(shí)驗六  電離平衡和沉淀反應(yīng)256　    實(shí)驗七  碳酸鈉的制備及其總堿量的測定262　  第二節(jié)  基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗部分265　    實(shí)驗八  元素及化合物性質(zhì)（一）265　    實(shí)驗九  元素及其化合物性質(zhì)（二）279　    實(shí)驗十  配位化合物的形成和性質(zhì)285　    實(shí)驗十一  混合離子的分離與鑒定289　    實(shí)驗十二  硫代硫酸鈉的制備293　    實(shí)驗十三  絡(luò)合滴定法測定水的硬度294　    實(shí)驗十四  鉛鉍混合液中Bi3+、Pb2+的連續(xù)測定296　    實(shí)驗十五  高錳酸鉀法測定H2O2的含量297　    實(shí)驗十六  氯化物中氯含量的測定（莫爾法）299　    實(shí)驗十七  定pH滴定法測定甲酸、乙酸混合酸中各組分含量300　    實(shí)驗十八  氟離子選擇性電極測定水中氟含量302　    實(shí)驗十九  鄰二氮菲吸光光度法測鐵305　    實(shí)驗二十  溶劑浮選吸光光度法測定痕量銅307　    實(shí)驗二十一  原子吸收分光光度法測定水的硬度309　    實(shí)驗二十二  水中銅和錳的火焰原子吸收測定310　    實(shí)驗二十三  電感耦合等離子體發(fā)射光譜定性分析312　    實(shí)驗二十四  空氣中氧、氮的氣相色譜分析314　  第三節(jié)  綜合實(shí)驗部分316　    實(shí)驗二十五  硫酸亞鐵銨的制備及其Fe2+含量的測定316　    實(shí)驗二十六  硫酸銅的提純及組成分析319　    實(shí)驗二十七  三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀的合成及C2O2含量的測定326　    實(shí)驗二十八  三氯化六氨合鈷的制備及其組成的測定327　    實(shí)驗二十九  環(huán)境友好產(chǎn)品的制備330　    實(shí)驗三十高  嶺土中雜質(zhì)鐵的去除與增白336　    實(shí)驗三十一  潔廁靈中酸的定性及定量分析338　    實(shí)驗三十二  配位化合物的配位數(shù)及穩(wěn)定常數(shù)的測定339　  第四節(jié)  設(shè)計實(shí)驗部分342　    實(shí)驗三十三  水處理絮凝劑聚堿式氯化鋁的制備343　    實(shí)驗三十四  化學(xué)沉淀法制備高純α-Al2O3納米粉末343　    實(shí)驗三十五  胃舒平藥片中鋁和鎂含量的測定344　    實(shí)驗三十六  多組分光度計算分析——同時測定高含量銅、鎳、鈷、鐵344　    實(shí)驗三十七  廢含鉬催化劑中鉬的化學(xué)回收345　第九章  有機(jī)化學(xué)實(shí)驗部分347　  第一節(jié)  基本操作及基本技能訓(xùn)練實(shí)驗347　    實(shí)驗一  有機(jī)物的萃取和重結(jié)晶347　    實(shí)驗二  熔點(diǎn)、沸點(diǎn)的測定及溫度計校正347　    實(shí)驗三  普通蒸餾348　  第二節(jié)  合成與制備實(shí)驗及有機(jī)分析349　    實(shí)驗四  環(huán)己烯的制備349　    實(shí)驗五  1-溴丁烷的制備350　    實(shí)驗六  7，7-二氯雙環(huán)［4.1.0］庚烷的合成(常量)351　    實(shí)驗七  碘苯的制備(微量)352　    實(shí)驗八  2-甲基-2-己醇的制備(微量和常量)354　    實(shí)驗九  乙醚的制備356　    實(shí)驗十  正丁醚的制備(微量)357　    實(shí)驗十一  苯亞甲基丙酮的制備358　    實(shí)驗十二  己二酸的制備359　    實(shí)驗十三  肉桂酸的制備(半微量)359　    實(shí)驗十四  鄰苯甲酰苯甲酸的制備361　    實(shí)驗十五  乙酸異丁酯的制備(常量)362　    實(shí)驗十六  乙酰乙酸乙酯的制備(微量和常量)363　    實(shí)驗十七  乙酰水楊酸的合成365　    實(shí)驗十八  從茶葉中提取咖啡因(常量)366　    實(shí)驗十九  紫外光譜法定性分析實(shí)驗368　    實(shí)驗二十  紅外光譜法定性分析372　    實(shí)驗二十一  核磁共振實(shí)驗374　    實(shí)驗二十二  氣相色譜法測定混合物中乙醇的含量376　    實(shí)驗二十三  色譜-質(zhì)譜聯(lián)用實(shí)驗377　  第三節(jié)  綜合實(shí)驗部分378　    實(shí)驗二十四  1-溴丁烷和1-氯丁烷的競爭反應(yīng)(常量)378　    實(shí)驗二十五  綠色植物中色素的提取和色譜分離(常量)381　    實(shí)驗二十六  對正十二烷氧基苯胺的合成及含量分析382　    實(shí)驗二十七  1，2，3-苯并三唑的合成及結(jié)構(gòu)表征383　    實(shí)驗二十八  二茂鐵衍生物的合成、分離及結(jié)構(gòu)鑒定384　    實(shí)驗二十九  乙酸乙酯的制備、結(jié)構(gòu)表征及其含量測定387　    實(shí)驗三十  1，1′-聯(lián)-2-萘酚(BINOL)的合成及拆分388　  第四節(jié)  設(shè)計實(shí)驗部分390　    實(shí)驗三十一  昆蟲驅(qū)逐劑——OFF的合成390　    實(shí)驗三十二  聚合物尼龍66的制備391　    實(shí)驗三十三  染料甲基橙的制備及鑒定391　第十章  物理化學(xué)實(shí)驗部分393　  第一節(jié)  基本操作及基本技能訓(xùn)練實(shí)驗393　    實(shí)驗一  恒溫槽的安裝、靈敏度測定以及不同溫度下液體黏度等的測定393　    實(shí)驗二  物質(zhì)摩爾質(zhì)量的測定398　    實(shí)驗三  燃燒熱的測定403　    實(shí)驗四  靜態(tài)法測定液體的飽和蒸氣壓408　  第二節(jié)  常數(shù)與物性測定411　    實(shí)驗五  電離平衡常數(shù)的測定411　    實(shí)驗六  難溶強(qiáng)電解質(zhì)溶度積常數(shù)的測定417　    實(shí)驗七  分解反應(yīng)平衡常數(shù)的測定423　    實(shí)驗八  二組分體系氣液相圖425　    實(shí)驗九  原電池電動勢的測定427　    實(shí)驗十  電勢法測定電解質(zhì)離子平均活度系數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)電極電勢431　    實(shí)驗十一  氫超電勢的測定434　    實(shí)驗十二  溶液的吸附作用和液體表面張力的測定436　    實(shí)驗十三  蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測定439　    實(shí)驗十四  乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測定441　    實(shí)驗十五  比色法研究甲基紫反應(yīng)動力學(xué)443　    實(shí)驗十六  反應(yīng)活化能的測定446　    實(shí)驗十七  X射線粉末法448　  第三節(jié)  綜合實(shí)驗部分451　    實(shí)驗十八  用差熱分析方法研究Cu-Cr氧化物催化劑的還原動力學(xué)451　    實(shí)驗十九  固體吸附劑比表面的測定454　    實(shí)驗二十  鎂鋁水滑石清潔合成、組成分析及其晶體結(jié)構(gòu)表征457　    實(shí)驗二十一  氣相色譜法測定二氧化碳在活性炭吸附劑上的飽和吸附量460　    實(shí)驗二十二  脈沖色譜法研究分子篩催化劑催化異丙苯裂解反應(yīng)動力學(xué)462　    實(shí)驗二十三  循環(huán)伏安法測定飲料中糖的含量465　    實(shí)驗二十四  十二烷基硫酸鈉的合成及表征468　    實(shí)驗二十五  氣相色譜法研究催化燃燒法處理工業(yè)有機(jī)廢氣的Cu-Mn-Zr-O催化劑的催化活性473　  第四節(jié)  設(shè)計實(shí)驗部分475　    實(shí)驗二十六  吸收法治理SO2氣體的研究475　    實(shí)驗二十七  治理煙道氣中的NOx氣體研究476　    實(shí)驗二十八  乙酸乙酯皂化反應(yīng)的活化能的測定476　    實(shí)驗二十九  2Ag(s)+Hg2Cl2(s)2AgCl(s)+2Hg(I)反應(yīng)的ΔG、ΔH、ΔS和K的測定476　    實(shí)驗三十  水楊酸分子量的測定477　主要參考文獻(xiàn)478附錄479　  一、法定計量單位的名稱符號479　  二、一些重要的物理常數(shù)481　  三、國際相對原子質(zhì)量表482　  四、常用化合物摩爾質(zhì)量483　  五、常用指示劑485　  六、常用緩沖溶液486　  七、酸、堿的解離常數(shù)487　  八、溶度積常數(shù)488　  九、某些配離子的標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定常數(shù)（298.15K)490　  十、標(biāo)準(zhǔn)電極電勢（298.15K)491　  十一、常用有機(jī)化合物的基本物性參數(shù)493　  十二、水的物性數(shù)據(jù)494　  十三、乙醇的含量(體積分?jǐn)?shù)φ)與折射率495　  十四、不同溫度下的飽和水蒸氣的壓力495　  十五、共沸混合物的性質(zhì)496　  十六、正交表497　  十七、均勻設(shè)計表503

章節(jié)摘錄

插圖：一、化學(xué)實(shí)驗課的教學(xué)目的化學(xué)實(shí)驗是化學(xué)理論的源泉，是化工工程技術(shù)的基礎(chǔ)。因此，在化學(xué)教學(xué)中，化學(xué)實(shí)驗是對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗基本訓(xùn)練的必修的基礎(chǔ)課程。其目的不僅是傳授化學(xué)實(shí)驗知識，還擔(dān)負(fù)著學(xué)生能力和素質(zhì)培養(yǎng)的任務(wù)。通過化學(xué)實(shí)驗課，學(xué)生應(yīng)受到下列訓(xùn)練：（1）熟練掌握基本操作，正確使用各類儀器，具有取得準(zhǔn)確實(shí)驗數(shù)據(jù)的能力。（2）掌握正確記錄、數(shù)據(jù)處理和表達(dá)實(shí)驗結(jié)果的方法。（3）通過實(shí)驗加深對化學(xué)基本理論的理解，對在實(shí)驗中觀察到的現(xiàn)象具有分析判斷、邏輯推理和做出結(jié)論的能力。（4）能正確設(shè)計實(shí)驗，包括選擇實(shí)驗方法、實(shí)驗條件、儀器和試劑等。初步具備解決實(shí)際問題的能力。（5）掌握獲取信息的能力，熟悉有關(guān)工具書、手冊及其它信息源的查閱方法。（6）培養(yǎng)學(xué)生樹立實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)，良好的實(shí)驗室工作習(xí)慣，相互協(xié)作的團(tuán)隊精神和開拓的創(chuàng)新意識。二、化學(xué)實(shí)驗課的教學(xué)要求為了達(dá)到以上教學(xué)目的，提出如下的具體要求。（1）實(shí)驗前必須做好預(yù)習(xí)，認(rèn)真閱讀實(shí)驗教材和教科書，弄清實(shí)驗的目的要求、基本原理、實(shí)驗內(nèi)容、操作步驟及注意事項等。（2）認(rèn)真獨(dú)立完成實(shí)驗，實(shí)驗是培養(yǎng)獨(dú)立操作和獨(dú)立思維能力的實(shí)習(xí)場所。每位學(xué)生要一絲不茍地完成實(shí)驗，要做到認(rèn)真操作、細(xì)心觀察、積極思考、如實(shí)記錄。若遇到異常情況或疑難問題應(yīng)認(rèn)真分析原因，仔細(xì)做重復(fù)實(shí)驗，也可在教師指導(dǎo)下解決。要合理安排時間，按質(zhì)按量完成指定的實(shí)驗內(nèi)容。要按照正確的操作方法使用各種儀器，做到心細(xì)謹(jǐn)慎，防止產(chǎn)生不必要的障礙或損壞儀器，儀器如有故障請實(shí)驗指導(dǎo)教師排除；實(shí)驗完畢，儀器恢復(fù)初始狀態(tài)，儀表量程放至最大；實(shí)驗過程中始終保持實(shí)驗室內(nèi)安靜有序，桌面整潔，節(jié)約藥品，安全使用水、電、天然氣，高度重視安全操作。對于設(shè)計性實(shí)驗審題要準(zhǔn)確，方案要合理可靠，發(fā)現(xiàn)問題，要及時修正方案，以達(dá)到預(yù)期目的。實(shí)驗測得的原始數(shù)據(jù)要按教師的要求登記備案。（3）認(rèn)真、及時寫好實(shí)驗報告。實(shí)驗報告是每次實(shí)驗的總結(jié)，是反映學(xué)生實(shí)驗水平和收獲的依據(jù)之一，必須按時認(rèn)真完成，書寫要整潔，結(jié)論要明確，文字要簡練，嚴(yán)禁相互抄襲和隨意涂改。

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《大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(第2版)》：普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。

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