无机及分析化学实验大纲
(一)基本信息
中文课程名称:无机及分析化学
英文课程名称:Inorganic and Analytical Chemistry
课程编号: 0202005
学分: 1
总学时:32
适用专业:环境工程
先修课程:
开课系(教研部):基础化学教学部
执笔:王芊
审核:舒红英
课程简介:《无机及分析化学实验》以无机化学与分析化学实验的基本知识介绍和基本操作训练为主,让环境工程专业本科一年级学生巩固所学相关的理论知识并逐步产生应用意识,努力学会必备的化学实验基本操作方法,初步培养学生获取知识和开拓创新的能力,使学生具备良好的实验素养和严谨的科学态度。为学习后续课程实验和将来从事相关工作及科学研究打下良好的基础。
(二)课程的性质和地位
1.课程的性质
《无机及分析化学》为环境工程本科专业的学科基础平台课,《无机及分析化学》实验为非独立设课实验。
2.课程的地位
《无机及分析化学实验》是无极及分析化学课程的一个重要组成部分,是环境工程专业的学科基础平台课程之一,主要是培养学生无机化学和分析化学实验的基本操作方法,培养与提高学生进行科学实验的能力,包括理论与实践相结合、自学能力、实验动手操作能力、实验观察能力和实验总结能力。
先修课程:无机及分析化学。
相关课程:环境分析化学、有机化学、物理化学、仪器分析。
(三)教学目标
通过实验,要求学生掌握无机及分析化学实验的基本知识,了解《无机及分析化学》课程的性质、地位和任务,明确学习的目的要求。
通过实验,使学生获得大量物质变化的感性认识,加深对课堂上讲授的基本原理和基础知识的理解和掌握。
通过实验,培养学生正确地掌握化学实验的基本操作方法和技能技巧。
通过实验,培养学生独立工作和独立思考的能力,细致地观察和记录现象、归纳、综合和正确处理数据的能力,分析实验和用文字表达实验结果的能力,以及一定的组织实验和研究实验的能力。
通过实验,培养学生具有实事求是的科学态度,准确、细致、整洁等良好的科学习惯,以及科学的思维方法,从而使学生初步掌握科学研究的方法。
通过实验,使学生掌握无机化学、分析化学实验常用仪器的洗涤和干燥方法;掌握固体和液体试剂的取用;掌握台秤、洒精灯、量筒、滴管等仪器的使用方法;掌握电子天平、酸式滴定管、碱式滴定管的规范操作
本课程支撑毕业要求如下:
毕业要求8.1了解科学研究的基本原理与方法,掌握与本专业相关的基础实验技能,并进行数据处理及有效分析。
(四)实验项目与学时分配
项目编号 | 实验项目 | 实验 学时 | 实验类型 | 实验要求 | 每组人数 |
1 | 化学基本知识介绍及滴定练习 | 4 | 演示性 | 必修 | 1 |
2 | 氯化钠的提纯 | 4 | 验证性 | 选修 | 2 |
3 | 氧化还原反应 | 4 | 验证性 | 选修 | 1 |
4 | 硫酸亚铁铵的制备 | 4 | 综合性 | 必修 | 2 |
5 | 硝酸钾的制备 | 4 | 设计性 | 选修 | 2 |
6 | 离解平衡 | 4 | 验证性 | 选修 | 1 |
7 | 常见阴离子的分离与鉴定 | 4 | 设计性 | 选修 | 1 |
8 | 硫酸铝钾的制备 | 4 | 综合性 | 选修 | 2 |
9 | 三草酸合铁酸钾的制备 | 4 | 综合性 | 选修 | 2 |
10 | 盐酸溶液的配制与标定 | 4 | 验证性 | 必修 | 1 |
11 | 碱液中氢氧化钠和碳酸钠含量测定 | 4 | 验证性 | 必修 | 1 |
12 | EDTA标准溶液的配制与标定 | 4 | 验证性 | 选修 | 1 |
13 | 自来水硬度测定 | 4 | 验证性 | 选修 | 1 |
14 | 高锰酸钾标准溶液的配制与标定 | 4 | 验证性 | 选修 | 1 |
15 | 石灰石中钙含量的测定 | 4 | 验证性 | 选修 | 1 |
合 计 | 60 | 必修学时:16 选修学时:16 |
(五)实验项目内容与教学要求
实验一 (演示性)化学基本知识介绍及滴定练习
(一)实验内容:
演示无机、分析化学实验基础知识和基本操作。
(二)教学要求:
1.实验前须复习的课程内容:
酒精灯的使用,普通过滤操作,滴定管的使用。
2.实验预习报告要求:
无
3.实验要求:
(1)认真听讲,积极思考;
(2)严格遵守无机、分析化学实验室安全规则。
(3)认识常用无机、分析化学实验所用的玻璃仪器。
实验二 (验证性)食盐的提纯
(一)实验内容:
验证NaCl的提纯方法。
(二)教学要求:
1.实验前须复习的课程内容:
减压过滤的基本原理和操作方法。
2.实验预习报告要求:
撰写实验目的、原理、步骤及实验事项。
3.实验要求:
(1)学会用化学方法提纯粗食盐,同时为进一步精制成试剂级纯度的氯化钠提供原料。
(2)掌握台秤的使用以及常压过滤、减压过滤、蒸发浓缩、结晶和干燥等基本操作。
实验三 (验证性)氧化还原反应
(一)实验内容:
验证浓度、pH等因素对氧化还原反应的影响。
(二)教学要求:
1.实验前须复习的课程内容:
能斯特方程、原电池的组成。
2.实验预习报告要求:
撰写实验目的、原理、步骤及实验事项。
3. 实验要求
(1)掌握原电池的组成和电动势的粗略测定。
(2)掌握电极电势与氧化还原反应的关系以及介质对氧化还原反应的影响。
(3)掌握一些氧化还原电对的氧化还原性。
实验四 (综合性)硫酸亚铁铵的制备
(一)实验内容:
利用铁屑制备硫酸亚铁铵的方法。
(二)教学要求:
1.实验前须复习的课程内容:
(1)减压过滤的操作方法。
(2)复盐的制备方法。
2.实验预习报告要求:
撰写实验目的、原理、步骤及实验事项。
3. 实验要求
(1)掌握复盐硫酸亚铁铵的制备方法。
(2)掌握水浴加热、溶解、减压过滤、蒸发、结晶、干燥等基本操作。
实验五 (设计性)硝酸钾的制备
(一)实验内容:
设计合成硝酸钾的实验原理,具体操作步骤。
(二)教学要求:
1.实验前须复习的课程内容:
温度与溶解度的关系。
2.实验预习报告要求:
撰写设计性实验方案,包括实验目的、原理、步骤及实验事项。
3.实验要求:
(1)观察验证盐类溶解度和温度的关系。
(2)利用物质溶解度随温度变化的差别,设计制备硝酸钾的方案。
(3)熟悉溶解、减压抽滤操作,练习用重结晶法提纯物质。
实验六 (验证性)离解平衡
(一)实验内容:
验证同离子效应,缓冲溶液的性质,溶度积规则。
(二)教学要求:
1.实验前须复习的课程内容:
同离子效应,缓冲溶液的组成,溶度积规则。
2.实验预习报告要求:
撰写实验目的、原理、步骤及实验事项。
3. 实验要求
(1)掌握并验证同离子效应对弱电解质解离平衡的影响。
(2)学习缓冲溶液的配制,并验证其缓冲作用。
(3)掌握并验证浓度、温度对盐类水解平衡的影响。
(4)了解沉淀的生成和溶解条件以及沉淀的转化。
实验七 (验证性)常见阴离子的分离与鉴定
(一)实验内容:
单一阴离子的特征检验与混合阴离子的分离与鉴定。
(二)教学要求:
1.实验前须复习的课程内容:
复习常见阴离子的特征反应。
2.实验预习报告要求:
撰写实验目的、原理、步骤及实验事项。
3. 实验要求
(1)熟悉常见阴离子的初步性质检验步骤。
(2)学习未知阴离子混合溶液分离与鉴定的方法设计与流程图设计。
(3)熟练运用常见元素的化学性质。
实验八 (综合性)硫酸铝钾的制备
(一)实验内容:
利用铁箔制备硫酸铝钾净水剂的方法。
(二)教学要求:
1.实验前须复习的课程内容:
(1)减压过滤的操作方法。
(2)Al的化学性质。
2.实验预习报告要求:
撰写实验目的、原理、步骤及实验事项。
3. 实验要求
(1)掌握从Al制备硫酸铝钾的原理及进程。
(2)进一步认识Al及Al(OH)3的两性。
(3)熟练掌握称量、抽滤等基本操作。
实验九 (综合性)三草酸合铁酸钾的制备
(一)实验内容:
利用配位合成法制备三草酸合铁酸钾。
(二)教学要求:
1.实验前须复习的课程内容:
配合物的结构。
2.实验预习报告要求:
撰写实验目的、原理、步骤及实验事项。
3. 实验要求
(1)通过学习三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的合成方法,掌握无机制备的一般方法。
(2)掌握确定化合物组成的基本原理和方法。
(3)巩固过滤、蒸发、结晶等基本操作。
实验十 (验证性)盐酸标准溶液的配制与标定
1.实验内容:
(1)配制盐酸溶液,减量法准确称取无水碳酸钠,标定出盐酸溶液的准确浓度并计算数据的精密度。
(2)验证酸碱滴定法原理。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:
酸碱滴定曲线、滴定突跃、指示剂选择。
(2)实验预习报告要求:
撰写实验目的、原理、步骤及实验事项。
3.实验要求:
(1)熟练电子天平的使用方法及称量方法。
(2)熟练使用酸式滴定管。
(3)写出实验报告。报告要求:有实验目的,实验原理,实验步骤,原始实验数据及实验最终结果,实验小结,回答问题。
实验十一 (验证性)碱液中氢氧化钠和碳酸钠含量测定
1.实验内容:
(1)测定混合溶液中氢氧化钠和碳酸钠含量。
(2)验证双指示剂法测定混合碱的原理。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:
强酸滴定如碱的滴定曲线,指示的变色原理,弱酸、弱碱溶液pH计算公式。
(2)实验预习报告要求:
撰写实验目的、原理、步骤及实验事项。
3.实验要求:
(1)采用胖肚移液管准确移取溶液。
(2)掌握双指示剂法测定混合碱的方法原理。
(3)写出实验报告。报告要求:有实验目的,实验原理,实验步骤,原始实验数据及实验最终结果,实验小结,回答问题。
实验十二 (验证性)EDTA标准溶液的配制和标定
1.实验内容:
(1)减量法称取无水碳酸钙。
(2)配制EDTA溶液。
(3)验证配位滴定原理测定EDTA溶液的准确浓度。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:
配位滴定曲线,金属指示剂的选择,酸效应曲线。
(2)实验预习报告要求:
撰写实验目的、原理、步骤及实验事项。
3.实验要求:
(1)熟练使用酸式滴定管。
(2)熟练使用电子分析天平减量法称取无水碳酸钙。
(3)掌握金属指示剂性质及变色原理。
(4)计算出EDTA溶液的准确浓度及相对平均偏差。
(5)写出实验报告。报告要求:有实验目的,实验原理,实验步骤,原始实验数据及实验最终结果,实验小结,回答问题。
实验十三 (验证性)自来水硬度测定
1.实验内容:
(1)验证配位滴定曲线。
(2)验证金属指示剂的变色原理。
(3)验证酸效应曲线。
(4)测定出实验室自来水的硬度。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:
配合物的稳定常数,酸效应曲线。
(2)实验预习报告要求:
撰写实验目的、原理、步骤及实验事项。
3.实验要求:
(1)了解水的硬度的测定意义及表示方法。
(2)了解金属指示剂的特点及应用。
(3)掌握EDTA法测定水的硬度的原理和方法。
(4)写出实验报告。报告要求:有实验目的,实验原理,实验步骤,原始实验数据及实验最终结果,实验小结,回答问题。
实验十四 (验证性)高锰酸钾标准溶液的配制与标定
1.实验内容:
(1)掌握高锰酸钾的配制方法,验证基准物质及非基准物质的试剂分类方法。
(2)验证氧化还原滴定曲线。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:
氧化还原滴定曲线,条件电极电势,氧化还原指示剂,常见的氧化还原滴定法。
(2)实验预习报告要求:
撰写实验目的、原理、步骤及实验事项。
3.实验要求:
(1)掌握高锰酸钾溶液的配制和保存方法。
(2)掌握草酸钠作为基准物标定高锰酸钾的原理及条件。
(3)写出实验报告。报告要求:有实验目的,实验原理,实验步骤,原始实验数据及实验最终结果,实验小结,回答问题。
实验十五 (验证性)石灰石中钙含量的测定
1.实验内容:
(1)验证晶形草酸钙沉淀形成的沉淀理论。
(2)验证草酸与氨水之间的酸碱反应。
(3)验证高锰酸钾和草酸的氧化还原反应。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:
氧化还原滴定曲线,沉淀方法和类型。
(2)实验预习报告要求:
撰写实验目的、原理、步骤及实验事项。
3.实验要求:
(1)掌握沉淀分离和洗涤的基本操作方法。
(2)掌握得到草酸钙晶形沉淀的方法。
(3)写出实验报告。报告要求:有实验目的,实验原理,实验步骤,原始实验数据及实验最终结果,实验小结,回答问题。
(六)考核方式与成绩评定
考核方式:所做全部实验内容综合考核。
成绩评定:实验考核进行综合评定,采用百分制。
(1)实验总成绩=各次实验项目成绩的平均分
(2)若某次实验项目缺勤,该次实验项目成绩记零分。
(3)实验总成绩占本课程总评成绩25-35%。
(4)实验考核不及格,本课程无法取得学分。
(七)推荐教材或讲义及主要参考书
1. 王芊. 《无机及分析化学实验》[M]. 南昌: 南昌航空大学自编教材, 2012.
2. 史苏华. 《无机化学实验》[M]. 成都: 华中科技大学出版社, 2010.
3. 武汉大学. 《分析化学实验》[M]. 北京:高等教育出版社, 2011.
4. 商少明. 《无机及分析化学实验》[M]. 北京: 化学工业出版社, 2014.
5. 蔡定建. 《无机化学实验》[M]. 武汉: 华中科技大学出版社, 2013.