《大学化学实验》教学大纲

PAGE1—PAGE8—《大学化学实验》教学大纲《大学化学实验》精品资源共享课程的教学体系、教学内容、考核方法等参照北京化工大学的《大学化学实验(A类)》进行教学设置，基本教学资源设置60学时的教学视频，涵盖该课程全部内容的实验技术讲座和实验教学项目讲授、常规仪器的原理及使用视频，同步匹配了教学教案，建立了教学导学资源、全部实验项目的实验报告样书，教学辅助学习资源。在拓展资源中，为了加强学生科学研究能力的训练，设置了科研基本能力学习资源，化学与现代科技讲座，人文化学及互动作品资源，诺贝尔获奖科学家的故事等。其60学时的视频课程的分配为：《大学化学实验》(I)：15学时，《大学化学实验》(II)：13.5学时《大学化学实验》(III)：19学时，《大学化学实验》(IV)：12.5学时一、课程基本信息课程名称大学化学实验课程英文名称ExperimentsofChemistry(A)课程信息所属学科化学知识领域实验科学课程总学时60适用专业化学、化工类各专业开课学期一年级上下学期，二年级上下学期预修课程(名称)大学物理，基础化学并修课程(名称)《无机化学》《分析化学》《有机化学》《物理化学》课程简介大学化学实验培养学生化学实验基本技能，学习元素化合物的性质，学习无机物的制备、提纯及表征，有机物的制备、分离及结构鉴定，控温控压技术及化合物的性质表征及化学反应常数的测定。建议教材柯以侃等《大学化学实验》第二版，北京：化学工业出版社，2010年参考书详见课程简介二、课程教育目标化学是一门实验性很强的科学，化学实验不仅是化学理论的源泉，也是化工工程技术的基础。因此，化学实验课程是高等学校工科(化工类)学生必不可少的必修课。科学技术的综合化、整体化趋势，要求学生系统掌握完整的化学实验知识，提高分析、综合、创新的能力。《大学化学实验》以化学实验基本操作技能训练、基础化学实验、综合化学实验和设计实验构筑实验课程体系，按多层次的能力培养要求重组课程内容，以适应新世纪发展对人才培养的要求。大学化学实验不仅是传授知识、验证理论和掌握实验技能，更重要的是培养学生严谨的科学态度、严肃认真的工作作风和良好的化学素质，重在提高学生的能力，使学生能够运用所学知识解决实际问题，培养学生动手、观察、思考和表达的能力，提高学生的创新能力。化学实验教学中心遵循“加强基本训练、着重能力培养、培养创新精神”的原则，融传授知识、培养能力和提高素质为一体，在实验教学中要求学生掌握化学研究的一般方法，重视基本操作技术，提高学生分析问题和解决问题的能力，尤其要鼓励创新，重视创新能力、实践能力、学习能力的培养。三、教学内容与要求《大学化学实验》(Ⅰ)(15学时)实验技术讲座《大学化学实验》课程体系及内容简介；实验预习、记录和报告的要求和书写格式；实验结果的处理；化学实验基本常识；化学研究的基本方法。实验一固体和液体物质的称量了解单盘天平的构造和称量原理；熟记分析天平的使用规则；掌握直接称量法和减量称量法；掌握在称量中有效数字的运用。实验二滴定分析基本操作及酸碱浓度的比较学习滴定管的准备、使用、滴定操作及读数方法；学会正确判断酚酞、甲基橙两种指示剂的滴定终点。实验三氢氧化钠标准溶液的标定和工业醋酸含量的测定掌握NaOH标准溶液的配制方法；了解标定标准溶液的基准物应具备的条件；掌握NaOH滴定HAc的基本原理、指示剂的选择及结果计算；学会正确使用容量瓶、移液管。实验四(1)玻璃仪器的洗涤、干燥和玻璃管加工了解无机物合成和分析常用玻璃仪器的洗涤方法和烘干方法；了解酒精喷灯的构造和使用方法；学会玻璃管(棒)的截断、弯管、烧圆等基本加工操作。实验四(2)pH法测定醋酸的电离平衡常数掌握电离平衡常数的测定原理和方法；学会酸度计的使用方法。实验五(1)碳酸钠的合成掌握联合制碱法的原理，了解通过复分解反应制备碳酸钠的方法；掌握恒温条件控制及高温灼烧基本操作。实验五(2)碳酸钠产品中总碱度的测定掌握HCl溶液的配制和标定方法；掌握双指示剂法测定混合碱的方法及结果计算。实验六电离平衡与沉淀理论进一步理解电离平衡理论，巩固pH值的概念；建立同离子效应对弱电解质溶液电离平衡的感性认识；了解缓冲溶液的缓冲作用和缓冲原理；掌握溶度积规则，通过实验认识盐类水解现象，沉淀的生成、溶解和分步沉淀现象、沉淀转化及其离心分离方法；学会利用电解质溶液特点分离金属离子，利用缓冲溶液控制溶液的pH值；加强学生对实验现象进行观察和综合判断的能力，实验报告方面着重训练学生将实验现象进行归纳、总结的综合处理方法和对实验现象的叙述能力。实验七元素及化合物性质(一)掌握p区主要非金属元素及化合物的性质；掌握p区主要非金属元素及化合物的分离与鉴定；学会元素性质试验及定性分析的基本操作。实验八配位化合物的形成和性质了解配位解离平衡及其他平衡之间的关系；从配离子解离平衡移动，比较其稳定性；掌握有关配合物的特征及其鉴定方法。实验九元素及化合物性质(二)掌握d区、ds区氢氧化物或氧化物的生成和性质；掌握d区、ds区主要元素的性质及一些离子的鉴定；巩固元素性质试验及定性分析的基本操作。实验十混合离子的分离与定性分析熟悉有关离子及其化合物的特性；了解离子分离条件的选择和检出条件的确定；加深对各类离子平衡知识的理解和实际应用。实验十一洁厕灵中酸的定性和定量分析熟悉洁厕灵中的主要化学组成；掌握洁厕灵中主要成分的定量分析方法；熟练掌握滴定分析的操作方法。《大学化学实验》(Ⅱ)(13.5学时)实验技术讲座无机化合物的合成；无机化合物的分离与提纯技术；无机化合物的分析方法。实验一络合滴定法测定水的硬度了解测定水硬度的意义和常用的硬度表示方法；掌握EDTA测定水的硬度的原理和方法；掌握EDTA的配制和标定；掌握铬黑T和钙指示剂的变色原理及使用方法。实验二原子吸收法测定水的硬度了解原子吸收法测定水的硬度的原理和方法。实验三硫酸亚铁铵的制备及产品中Fe2+含量的测定(1)硫酸亚铁铵的制备了解复盐的制备方法；掌握水浴加热、减压过滤、蒸发结晶等基本操作；学会用目视比色法进行半定量分析。(2)硫酸亚铁铵中Fe2+含量的测定(KMnO4法)掌握KMnO4法测定Fe(II)的原理和方法；掌握KMnO4的配制和标定。实验四工业硫酸铜的提纯及其分析(1)工业硫酸铜的提纯掌握试样的溶解、搅拌、加热、过滤、蒸发、结晶、抽滤等基本操作；掌握可溶性物质的重结晶的提纯方法。(2)硫酸铜中铜含量的测定(碘量法)掌握硫代硫酸钠标准溶液的配制和标定；掌握碘量法测定硫酸铜的基本原理。(3)硫酸铜中Fe3+含量的测定(分光光度法)掌握分光光度法测Fe3+的实验原理和方法；熟练掌握722分光光度计的使用方法；了解计算机处理实验数据的方法。(4)硫酸铜的差热分析掌握差热分析的基本原理和方法；了解差热分析仪的构造和操作方法；学会对差热图进行定性、定量分析和处理。实验五三草酸合铁(III)酸钾的合成及组成测定了解三草酸合铁(III)酸钾的制备原理和方法；掌握用KMnO4法测定C2O42-与Fe3+的原理和方法；进一步熟练掌握溶解、沉淀、洗涤、蒸发、浓缩、结晶、滴定等基本操作。实验六定pH滴定法测定甲酸乙酸混合酸中各组分含量了解定pH法测定二元混酸的基本原理；掌握pH计的基本操作；学会用计算机处理实验数据。《大学实验化学》(Ⅲ)(19学时)实验技术讲座有机化学实验的重要意义与作用；有机化学实验操作安全；有机化学实验室的公共环境(包括：公共卫生、实验室整体和公共道德)；有机化学实验的预习、记录与报告；有机化合物研究的一般程序与技术。实验一普通蒸馏了解普通蒸馏的基本原理及应用；掌握普通蒸馏的操作方法和沸点测定方法；学会一些基本操作，如：仪器的选择、安装、拆卸等。实验二重结晶了解常用固体有机物的精制方法；掌握重结晶法精制固体有机物的基本原理；掌握重结晶的操作过程，包括溶剂的选择、热饱和溶液的配制、脱色及减压过滤等操作；掌握用水、有机溶剂重结晶有机物的操作方法。实验三沸点和熔点的测定了解测定沸点和熔点的意义；学会用提勒管测定液体的沸点和固体的熔点；学会用熔点测定仪测定固体的熔点。实验四气相色谱法测定混合物中乙醇的含量、红外光谱定性分析(4学时)了解气相色谱分析的基本原理和应用；学会气相色谱仪的操作规程；学会用色谱工作站进行气相色谱分析；了解红外光谱的基本原理和应用；学会红外光谱仪的操作规程；掌握红外光谱分析中各种制样的方法；了解通过红外光谱进行化合物的定性分析方法。实验五环己烯的制备及定性鉴定了解烯类化合物的制备方法；了解在酸催化下醇分子内脱水制备烯烃的原理和方法；掌握分馏柱的使用原理及应用范围；掌握分液漏斗的使用方法、应用范围和保养方法；掌握液体有机物干燥方法以及干燥剂的选择原则。实验六己二酸的合成及结构鉴定了解环己醇氧化制备己二酸的方法和操作；掌握固体有机物的精制方法；掌握在合成过程中有害气体的吸收方法。实验七乙酸异戊酯的制备、结构鉴定和含量测定了解羧酸酯常用的制备方法；掌握乙酸异戊酯的制备原理和操作；进一步掌握红外光谱仪的使用；进一步熟悉气相色谱仪的使用。实验八正丁醚的制备(折光率测定)了解分子间脱水制醚反应的基本原理；掌握分水器的工作原理和使用方法；进一步掌握液体有机物的精制方法。实验九乙酰水杨酸的合成及其结构鉴定了解以酚类化合物为原料制备酯的原理和方法；掌握相关的结晶、重结晶以及水浴控温等操作；进一步掌握熔点仪的使用。实验十2-甲基-2-己醇的合成及结构鉴定学习用普通乙醚、丙酮制备无水乙醚、丙酮的原理和方法；了解格利雅试剂的制备及应用；掌握由格利雅试剂反应制备结构复杂醇的原理和方法。实验十一恒温技术及不同温度下液体粘度的测定掌握恒温槽工作原理和正确使用方法；了解液体粘度的意义以及乌氏粘度计的测量原理和方法；用乌氏粘度计测定不同温度下乙醇的粘度；计算无水乙醇的流动活化能。实验十二静态法测定纯液体的饱和蒸气压掌握纯液体沸点和饱和蒸气压的定义，以及气液两相平衡的概念，深入了解克劳修斯--克拉贝龙方程的意义；初步掌握真空实验技术，了解减压系统各部件的功用，正确使用真空泵掌握等压计的原理和正确使用方法。学会用静态法测定纯液体(本实验为无水乙醇)饱和蒸气压的方法；由实验结果计算无水乙醇在实验温度范围内的平均摩尔气化焓。实验十三燃烧热的测定掌握量热法的基本原理，掌握微机智能氧弹式热量计的构造和正确操作方法，了解氧气钢瓶的操作规程；理解热量补偿原理及雷诺作图法的意义；测定萘的燃烧热。实验十四二组分系统气液平衡相图理解组分、相和自由度的概念以及相图中点、线、面的意义；通过实验绘制恒压下二组分系统的气液平衡相图；了解阿贝折射仪的结构和原理，掌握阿贝折射仪的使用方法；掌握沸点仪的结构和正确操作方法。《实验化学》(IV)(12.5学时)实验技术讲座物质性质研究的一般程序和方法；温度的测量与控制；压力的测量与控制；光学测量技术；化学测量技术；实验课的要求。实验一氨基甲酸铵分解反应平衡常数的测定用静态法测定氨基甲酸铵在不同温度下的分解压力；计算不同温度下氨基甲酸铵分解反应平衡常数及实验温度范围内的平均反应焓变；进一步掌握真空技术和恒温槽的操作方法。实验二电极的制作和原电池电动势的测定理解电极、电池、电极电势、电池电势、可逆电池电动势等概念；学会一些电极的制作和处理方法；学会电位差计、直流复射式检流计的使用；掌握对消法(补偿法)测定可逆电池电动势的原理和操作方法。实验三电导法测定弱电解质电离平衡常数和难溶盐的溶度积掌握电导法测定弱电解质的电离平衡常数的原理和方法；掌握电导法测定难溶盐溶度积原理和方法；掌握电导率仪的工作原理及正确使用方法。实验四最大泡压法测定液体表面张力用最大泡压法测定不同浓度的表面活性物质(正丁醇)溶液在一定温度下的表面张力；应用Gibbs和Langmuir吸附方程式，用图解微分法计算不同浓度正丁醇溶液的表面吸附量和正丁醇分子截面积；掌握实验数据处理方法。实验五蔗糖转化反应速率常数的测定用旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数，掌握测定反应速率常数的基本方法；学习测定一级反应速率常数的原理和方法。了解和掌握旋光仪的原理和使用方法。实验六乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定用电导(率)法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数；学习测定二级反应速率常数的原理和方法。进一步掌握电导率仪的使用方法；进一步掌握恒温槽的操作方法。实验七乙酸乙酯的制备学习羧酸与醇制备酯的反应原理和方法；掌握酯化反应连续制备酯的操作方法；了解控制反应条件对反应的影响。实验八从茶叶中提取咖啡因了解通过连续萃取从茶叶中提取咖啡因的方法；掌握脂肪提取器的使用方法；学习用简单升华操作来提纯固体有机化合物。实验九肉桂酸的制备及结构鉴定了解减压蒸馏的基本原理，掌握减压蒸馏的操作和应用；了解Perkin反应制备芳基取代的α,β-不饱和酸的方法；了解水蒸气蒸馏的原理，掌握水蒸气蒸馏的