《无机化学实验》教学大纲

一、课程信息

课程中文名称：

无机化学实验

课程英文名称：

Experiment of Inorganic Chemistry

课程类别：

必修

适用专业：

化学

开课学期：

第一、二学期

总学时：

64

总学分：

2

先修课程：

高中化学

并修课程：

无机化学、高等数学

课程简介：

     无机化学实验是化学类学生大学第一门实验课程，它不仅仅是化学实验的重要分支，也是学生学习其它化学实验的重要基础。其教学目的是培养学生“化学”思维能力和“化学”实践动手能力，验证和巩固基础化学的基础知识和基本理论，掌握实验基本操作与技能；是培养学生严谨的科学态度，细致观察实验现象，正确记录与处理实验数据，以及独立思考、独立分析与解决问题的能力。因此，无机化学实验是化学专业实践课程体系中十分重要的技术基础实践课程。

无机化学实验课程以化学反应的基本原理——化学动力学和化学热力学，化学反应的四大平衡——酸碱平衡、沉淀平衡、氧化还原平衡和配位平衡，稀溶液的依数性等知识作为理论基础，通过基本技能的操作，使学生获得大量物质变化的感性认识，通过近一步熟悉元素及其化合物的重要性质和反应，加深对化学基本原理和基础知识的理解和掌握，在此基础上能达到掌握一般无机化合物的制备和分离，使学生养成独立思考、独立准备和进行实验的能力，养成细致的观察和记录现象的习惯，达到正确归纳综合处理数据和分析实验结果的能力.

建议教材：

丁杰，无机化学实验[M].北京：化学工业出版社，2009

参考书：

[1] 大连理工大学无机化学教研室，《无机化学实验》第二版，高等教育出版社,2004年6月。

[2]高剑南主编，《现代化学实验基础》，华东师范大学出版社,1998年11月。

二、课程教育目标

1.熟悉无机化学实验的基本知识，掌握无机化学试验的基本操作技能；

2.掌握常见元素的单质和化合物的性质、制备和分离提纯方法；

3.具有正确观察、记录、分析、总结、归纳实验现象，合理处理数据，绘制仪器装置见图和撰写实验报告，查阅资料，设计和改进简单实验以及处理实验一般事故的能力；

4.培养学生的科学精神、创新思维习惯和创新能力，是学生具有一定的分析和解决问题的能力、收集和处理信息化的能力、文字表达实验结果的能力。

三、课程目标、教学目标与毕业要求对应关系

毕业要求

毕业要求指标点

对应课程目标

教学目标

毕业要求1：

问题分析

1-1能够分析现代化工问题核心特征，判断现代化工问题所属的学科领域。

课程目标1，2，3，4

目标1：掌握试剂取用、物质称量、加热、冷却、分离、结晶、干燥等无机化学实验的基本操作，掌握实验数据记录与处理、实验结果分析与处理、试验报告撰写、实验项目设计、实验室安全与实验事故处理等无机化学实验技能技巧；

目标2：加深对下述基本概念的理解：溶液、溶液浓度、物质的量及其单位摩尔，各类化学平衡和平衡常数及其影响因素、活化能、反应速率、速率常数及其影响因素。

目标3：掌握常见元素单质和化合物的主要性质及常见阴、阳离子的鉴定方法。

目标4：分别了解和掌握无机化合物制备、分离和提纯的常规方法及其应用范围

目标5：通过学生查阅资料、拟定研究方案、完成实验并总结成文，培养独立思考、探索创新

的科学研究能力。

1-2具备通过文献检索，掌握相关问题前沿研究动态，并形成研究报告，发现复杂问题本质的能力。

课程目标2，3，4

1-3具备综合应用数学、物理和无机化学基本原理分析复杂实验问题，并获取有效结论的能力。

课程目标1，2，3，4

毕业要求2：工程与社会环境和可持续发展

2-1 熟悉化学实验领域主要的职业健康、安全与实验事故处理、危险品储运等法律法规、遵守相关职业行为准则，并在法律和制度的框架下开展工作。

课程目标2，4

2-2通过可行性分析报告、方案设计、安全评估报告等，体现过程实验中“化学”思维能力和“化学”实践动手能力技术与系统和生产过程等实践活动对社会、安全、健康、法律及文化的影响，明确承担的责任和义务。

课程目标1，2，3,4

2-3制定化工问题解决方案时充分考虑环境影响因素，了解国家关于化学、化工、环境保护与能源等相关产业以及知识产权的政策、法规；具有安全意识、环保意识和可持续发展理念。

课程目标3，4

毕业要求3：个人和团队

3-1 具有团队合作和协作能力，并在团队中发挥骨干作用；具有一定的组织管理能力、较强的适应能力、自我控制能力和人际交往能力。

课程目标3，4

毕业要求4：沟通

4-熟练利用图表、公式、计算、图纸等表达思想，能有效传递信息。具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力

课程目标1，2，3，4

四、教学基本要求

        要求学生完成10 个验证试验、4 个综合性实验、2个研究性实验等基础实验项目，掌握基本操作，巩固基本化学原理和基础元素化学的知识，掌握无机化合物的一般制备和分离方法，并达到能独立进行综合性实验的能力。

在实验课前要求学生充分预习。实验课程中，在具体讲授实验理论的同时，结合实验设备讲解实际生活上与工程上的具体实现方法。整个实验教学中以学生为主，教师为辅，采用实验小组的教学模式，让小组成员以互相协作的方式独立完成实验流程。每个实验小组须按照如下的实验流程完成实验过程：明确实验目的确定待测实验参数拟定实验流程记录实验数据撰写实验报告。

五、教学内容及学时分配

序号

实验项目

学分

学时

实验类型

1

实验导言 洗涤、加热、称量、试剂取用

0.125

4

验证性

2

溶液的配制、滴定操作练习

0.125

4

验证性

3

气体常数的测定

0.125

4

验证性

4

氯化钠的提纯

0.125

4

综合性实验

5

化学反应速率和活化能的测定

0.125

4

验证性

6

弱酸pKa常数的测定

0.125

4

验证性

7

硫酸亚铁铵的制备

0.125

4

综合性实验

8

沉淀反应

0.125

4

验证性

9

氧化还原反应和氧化还原平衡

0.125

4

验证性

10

常见非金属元素重要化合物的性质

0.125

4

验证性

11

常见金属元素重要化合物的性质

0.125

4

验证性

12

常见离子的鉴别、鉴定

0.125

4

研究性实验

13

硫代硫酸钠的制备

0.125

4

综合性实验

14

营养药葡萄糖酸锌的制备

0.125

4

综合性实验

15

由鸡蛋壳制备丙酸钙

0.125

4

综合性实验

16

给定范围混合物分析

0.125

4

研究性实验

六、教学内容及教学方法

实验1实验导言 洗涤、加热、称量、试剂取用

1.实验类型：验证性（4学时）

2.必做专业：化学

3.每组人数：1-2人

4.实验目的：

明确无机化学实验的目的和要求；了解无机实验室的一般知识；实验室安全知识；实验规则，认识与领取实验常用仪器，练习玻璃仪器的洗涤和干燥方法；了解各玻璃仪器的用途和正确使用方法，通过实验数据处理方法的介绍，掌握数据有效位数、精确度、准确度、误差、误差分析及实验结果的数据处理。

5.教学内容：

①了解实验室基本知识和注意事项，玻璃仪器使用及保管，认领、洗涤及干燥仪器。

②实验数据处理方法：列表法、图示法、实验数据的回归分析方法（一元线性回归和非线性回归），

实验误差分析。

6.教学方法：讲练结合

7.实验设备及耗材：常用玻璃仪器

实验2溶液的配制、滴定操作练习

1.实验类型：验证性（4学时）

2.必做专业：化学

3.每组人数：1-2人

4.实验目的：

   掌握质量百分比浓度、体积比浓度、物质的量浓度的配制方法、了解特殊溶液的配制；掌握准确配制标准溶液的方法；掌握减量法称量；掌握移液管、容量瓶、比重计的正确使用。

5.实验内容：

①练习粗略配制溶液的方法和标准溶液的配制方法。试验溶解过程的物理化学作用，溶解度与溶剂，温度的关系。

②粗略配制CuSO4溶液，粗略配制HCl溶液。

③由已知浓度的HAc溶液准确配制HAc，准确配制NaCl溶液溶液。

6.教学方法：讲练结合

7.主要仪器设备配套数及耗材：常用玻璃仪器、比重计、台秤、分析天平等，6套。

实验3气体常数的测定

1.实验类型：验证性（4学时）

2.必做专业：化学

3.每组人数：1-2人

4.实验目的：

   了解一种测定气体常数的原理、方法及其操作方法；熟悉理想气体状态方程式和分压定律；

掌握滴定管的读数方法和有效数字的记录和计算。

5.实验内容：

①准确称取一定量的镁条；根据测定气体常数的测定方法。

②由实验测定的有关数据求气体常数的值。

7.教学方法：讲练结合

8.主要仪器设备配套数及耗材：常用玻璃仪器、台秤、镁条及测定气体常数的装置等，30套

实验4氯化钠的提纯

1.实验类型：综合性实验（4学时）

2.必做专业：化学

3.每组人数：1-2人

4.实验目的：

 掌握用化学方法提纯氯化钠的原理及检验纯度的方法，掌握用化学方法提纯氯化钠的原理及校验纯度的方法。

5.实验内容：

①粗食盐的提纯，

②产品纯度的检验，减压过滤。

6.教学方法：讲练结合

7.主要仪器设备配套数及耗材：常用玻璃仪器、台秤、真空泵等，2套。

实验5化学反应速率和活化能的测定

1.实验类型：验证性（4学时）

2.必做专业：化学

3.每组人数：1-2人

4.实验目的：

掌握测定过二硫酸铵氧化碘化钾的反应速率并计算反应级数、反应速率常数和活化能；加深理解浓度、温度和催化剂对反应速率的影响，练习在水浴中保持恒温操作；掌握温度计、秒表的正确使用方法；初步掌握数据处理和作图方法。

5.实验内容：

①测定过二硫酸铵、氧化碘化钾的反应速率并计算反应级数、反应速率常数和活化能；

②浓度对化学反应速率的影响；温度对化学反应速率的影响；催化剂对化学反应速率的影响；③数据处理。

6.教学方法：讲练结合

7.主要仪器设备配套数及耗材：常用玻璃仪器、台秤、秒表等，30套。

实验6弱酸pKa常数的测定

1.实验类型：验证性（4学时）

2.必做专业：化学

3.每组人数：1-2人

4.实验目的：

掌握利用测缓冲溶液的pH值测定弱酸的pKa值的方法和原理；学习正确使用pH计；掌握溶液的配制方法以及移液管，容量瓶的使用方法。

5.实验内容：

①配制不同浓度的醋酸溶液与等浓度的醋酸和醋酸钠混合溶液；

②分别测其pH值；

③准确计算弱酸pKa常数。

6.教学方法：讲练结合

7.主要仪器设备配套数及耗材：常用玻璃仪器、台秤、pH酸度计等，3套。

实验7      硫酸亚铁铵的制备

1.实验类型：综合性实验（4学时）

2.必做专业：化学

3.每组人数：1-2人

4.实验目的：

了解复盐—硫酸亚铁铵（摩尔盐）的制备方法；练习水浴加热、过滤(常压、减压)、蒸发、浓缩、结晶和干燥等基本操作；了解检验产品中杂质含量的一种方法。

5.实验内容：

①根据实验原理，设计出制备复盐硫酸亚铁铵的方法；

②制备硫酸亚铁铵；

③用目测比色法检验-Fe3+的含量，以确定产品等级。

6.教学方法：讲练结合

7.主要仪器设备配套数及耗材：常用玻璃仪器、台秤、真空泵等，2套。

实验8沉淀反应

1.实验类型：验证性（4学时）

2.必做专业：化学

3.每组人数：1-2人

4.实验目的：

   掌握沉淀平衡、同离子效应和溶度积规则的运用，熟悉沉淀的生成、溶解及分布沉淀。沉淀转化的条件。掌握离心分离操作和离心机的使用。

5.实验内容：

①沉淀的生成和溶解；

②同离子效应；

③分布沉淀、沉淀的转化和选做实验。

6.教学方法：讲练结合

7.主要仪器设备配套数及耗材：常用玻璃仪器、台秤、离心机、真空泵等，3套。

实验9氧化还原反应和氧化还原平衡

1.实验类型：验证性（4学时）

2.必做专业：化学

3.每组人数：1-2人

4.实验目的：

掌握电极电势与氧化—还原反应方向的关系以及介质、反应物浓度对氧化—还原反应的影响；了解物质浓度变化对电极电势的影响的理解；掌握原电池的原理、电解、电化腐蚀的基本知识；初步掌握低压电源的使用和盐桥的制作。

5.实验内容：

①氧化还原反应和电极电势；

    ②浓度对电极电势的影响；

    ③酸度和浓度对氧化还原反应的影响；酸度对氧化还原反应速率的影响。

6.教学方法：讲练结合

7.主要仪器设备配套数及耗材：常用玻璃仪器、台秤、伏特计、U型管等，6套。

实验10常见非金属元素重要化合物的性质

1.实验类型：验证性（4学时）

2.必做专业：化学

3.每组人数：1-2人

4.实验目的：

    掌握氯气、次氯酸盐的制备方法；次氯酸盐. 氯酸盐强氧化性的区别掌握过氧化氢的氧化还原性；不同氧化态硫的化合物的主要性质；掌握碳酸盐和硅酸盐的水解性，了解硅酸易形成凝胶的特性；了解硼酸和硼砂的重要性质；掌握铵盐、硝酸及其盐、亚硝酸盐的主要性质。

5.实验内容：

①学习氯酸钾和次氯酸钠的制备；Cl2、Br2、I2的氧化性及Cl-、Br-、I-的还原性；卤素含氧酸盐的性质；

②H2O2的性质；硫的化合物的性质。学习铵盐的热分解和亚硝酸的生成和分解；亚硝酸的氧化性和还原性；硝酸的氧化性；硝酸盐的热分解；

③磷酸盐的性质；硅酸水凝胶的生成；微溶性硅酸盐的生成；硼酸的性质；硼酸的鉴定反应；硼砂珠的制备；用硼砂珠鉴定钴盐和铬盐。

6.教学方法：讲练结合

7.主要仪器设备配套数及耗材：常用玻璃仪器、台秤、离心机等。

实验11常见金属元素重要化合物的性质

1.实验类型：验证性（4学时）

2.必做专业：化学

3.每组人数：1-2人

4.实验目的：

 ①掌握铝的特性、氢氧化铝的两性及铝盐的易水解性；掌握二价锡、铅、氢氧化物的酸碱性及某些难溶盐的生成和性质；掌握锡（Ⅱ）的强还原性和铅（Ⅳ）的强氧化性；

 ②掌握铜、银、锌、镉、汞氢氧化物的酸碱性，热稳定性及形成配合物的能力；掌握Cu(Ⅰ)与Cu(Ⅱ)和Hg(Ⅰ)与Hg(Ⅱ)的相互转化条件；掌握Cu2+、Ag+、Hg2+的鉴定方法；掌握二价铁、钴、镍的还原性及三价铁、钴、镍的氧化性递变规律；掌握铁盐的氧化还原性；③了解铁钴镍配合物的生成并掌握Fe2+、 Fe3+、Co2+、Ni2+的鉴定方法。

5.实验内容：

①铝、锡、铅、锑、铋的氢氧化物的溶解性；锡、铅、锑和铋的难溶盐；

②铜、银、锌、镉、汞氢氧化物或氧化物的生成和性质；锌、镉、汞硫化物生成和性质；铜、银、锌、汞的配合物；铜、银、汞的氧化还原性；

③铁（Ⅱ）、钴（Ⅱ）、镍（Ⅱ）的化合物的还原性；铁（Ⅱ）、钴（Ⅱ）、镍（Ⅱ）的化合物的氧化性；配合物的生成。

6.教学方法：讲练结合

7.主要仪器设备配套数及耗材：常用玻璃仪器、台秤、离心机3套。

实验12常见离子的鉴别、鉴定

1.实验类型：研究性实验（4学时）

2.必做专业：化学

3.每组人数：1-2人

4.实验目的：

①运用所学的元素及化合物的基本性质，进行常见物质的鉴定或鉴别；

②熟悉常见阳离子和阴离子的鉴定反应；

③学会对几种单一组分式样进行鉴别。

5.实验内容：

①学会观察物态、颜色、溶解性判断存在的离子；

②鉴定或鉴别反应

③画出框图，写出反应方程式。

6.教学方法：讲练结合

7.主要仪器设备配套数及耗材：常用玻璃仪器、台秤、离心机等。

实验13硫代硫酸钠的制备

1.实验类型：综合性实验（4学时）

2.必做专业：化学

3.每组人数：1-2人

4.实验目的：

掌握用溶剂法提纯工业硫化钠和用提纯的硫化钠制备硫代硫酸钠的方法；练习冷凝管的安装和回流操作；练习抽滤、气体发生、器皿连接操作。

5.实验内容：

①提纯工业硫化钠；

②硫代硫酸钠的制备；

③硫酸盐和亚硫酸盐的限量分析。

6.教学方法：讲练结合

7.主要仪器设备配套数及耗材：常用玻璃仪器、台秤、、抽滤瓶（250mL）、布氏漏斗等，8套

实验14营养药葡萄糖酸锌的制备

1.实验类型：综合性实验（4学时）

2.必做专业：化学

3.每组人数：1-2人

4.实验目的：

     学习并掌握葡萄糖酸锌的制备原理和方法，了解锌盐含量的测定方法。

实验内容：

①葡萄糖酸锌的制备（粗产品的制备、重结晶）；

②样品中锌含量的测定；

③数据处理。

6.教学方法：讲练结合

7.主要仪器设备配套数及耗材：常用玻璃仪器、台秤、酸式滴定管、水浴锅、电炉、抽滤瓶（250mL）、布氏漏斗等，8套。

实验15  由鸡蛋壳制备丙酸钙

1.实验类型：综合性实验（4学时）

2.必做专业：化学

3.每组人数：1-2人

4.实验目的：

   学会高温煅烧的实验方法；学会变废为宝理论；掌握重结晶技术。

5.实验内容：

①称量；

②实验路线：粉碎---壳膜分离---中和反应---过滤---浓缩---抽滤---烘干---成品；

③数据处理。

6.教学方法：讲练结合

7.主要仪器设备配套数及耗材：常用玻璃仪器、台秤、烘箱、水浴锅、电炉、抽滤瓶（250mL）、布氏漏斗等，8套。

实验16  给定范围混合物分析

1.实验类型：研究性实验（4学时）

2.必做专业：化学

3.每组人数：1-2人

4.实验目的：

    学会给定范围阳离子混合溶液的分离鉴定方法及操作技术；进一步熟悉常见阳离子的有关性质及鉴定反应。

5.实验内容：

①混合物分析方法（分别分析方法、系统分析方法）；

②混合物的分析方案，分析方案框图。

6.教学方法：讲练结合

7.主要仪器设备配套数及耗材：常用玻璃仪器、台秤、离型机、水浴锅、抽滤瓶（250mL）、布氏漏斗等，4套。

七、考查方式及成绩评定

考查方式：

本课程采用实验操作成绩（包括实验报告）与平时成绩（包括实验预习）加权结合的方法评定学生的总成绩。

成绩评定：

0.5×实验报告成绩（实验次数×权重参数）+0.5×平时成绩，按满分100分计。

7.1实验结束后，要求学生认真写出实验报告，其内容包括：

（1）实验目的、意义；

（2）实验的基本原理；

（3）实验装置与流程；

（4）操作步骤；

（5）数据处理与结果计算；

（6）实验结果分析与讨论。

7.2评定依据

（1）实验态度、实验纪律；

（2）实验操作技能状况；

（3）实验结果及实验报告书。

7.3实验成绩的计算

（1）实验成绩计算依照四川理工学院材料与化学工程学院相关教学文件执行；

（2）实验出勤缺一次，该实验项目成绩按0分计算；

（3）未在规定时间内交实验报告的，该实验的实验报告成绩按0分记入总分。

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