《無機化學實驗(第4版)》是在第三版及其修訂版的基礎上修訂、改編而成的,基本保留了原書的編排體系與多數(shù)實驗內(nèi)容。全書按照化學實驗基本知識與基本技能、基礎實驗、綜合實驗、設計與研究型實驗的體系進行編排,包括化學原理實驗、元素性質(zhì)實驗、無機物提取實驗、無機物制備與分析實驗、設計實驗和研究型實驗等,共計50個實驗項目。全書實驗內(nèi)容按照循序漸進的編寫原則,實驗原理的敘述由詳細到簡略,實驗步驟的交代由注入式到啟發(fā)式,不僅有利于學生掌握實驗基本操作、基本技能與基本理論,還有助于培養(yǎng)學生的獨立實驗能力和科學態(tài)度。
本書的第一版于1978年出版,其后經(jīng)歷了1981年第二版、1991年第三版及2015年第三版修訂版。四十年來,本書經(jīng)過很多高等院校的使用,普遍反映教學效果較好。很多學校和同行既對本書給予了充分肯定與積極評價,也陸續(xù)向我們提出了不少建設性的修改意見,對此我們表示衷心的感謝!
隨著化學學科的發(fā)展和社會的進步,實驗技術和方法也在不斷豐富、更新,對人才培養(yǎng)的要求也在不斷調(diào)整和發(fā)展!秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要( 2010-2020年)》中明確要求,高等教育要“全面提高高等教育質(zhì)量”“提高人才培養(yǎng)質(zhì)量…‘提升科學研究水平”。我國高等教育已進入內(nèi)涵式發(fā)展新時期,建設和發(fā)展“一流本科教育”的目標對實驗教學提出了新的更高要求。新形勢要求從事基礎化學實驗課教學的老師在教學之余,必須關注課程及教材建設在實現(xiàn)高校人才培養(yǎng)過程中的作用、基礎實驗教學在化學拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中的基礎性和關鍵性作用。
另一方面,信息技術特別是智能手機的發(fā)展和普及,大大改變了人們的學習方式與獲取信息的途徑,對高等教育也帶來了深遠的影響。在此背景下,新形態(tài)教材應運而生,教材由單純的知識載體轉變?yōu)閷W習工具,可為學生提供盡可能多的學習便利,能夠提升學習效率,提供良好的學習體驗。
基于以上背景和無機化學實驗教學發(fā)展的趨勢,我們對《無機化學實驗》第三版及其修訂版教材進行了修訂。這次修訂工作是根據(jù)教育部高等學校化學類專業(yè)教學指導委員會制定的《化學類專業(yè)本科教學質(zhì)量國家標準》《化學類專業(yè)化學實驗教學建議內(nèi)容》,在繼承原教材的優(yōu)點、吸收國內(nèi)外有關教材的長處和化學實驗教學改革的成果等基礎上完成的。全書共選編了50個實驗,其中新編和改動較大的有22個,其余實驗也做了一定的修改和補充,主要體現(xiàn)了以下特點:
1.注重體現(xiàn)教學改革成果與學科發(fā)展特點。很多高校已將無機化學實驗與分析化學實驗合并為一門課程,本書增加并豐富了定量分析實驗內(nèi)容,既體現(xiàn)無機化學與分析化學學科融合的趨勢,也為使用本書的兄弟院校提供了更多的選擇余地。
2.突出實驗教學與生產(chǎn)實際和科學研究的聯(lián)系。新增加的實驗項目如釩酸鉍黃色顏料的制備,三(8-羥基喹啉)合鋁(Ⅲ)配合物的合成、表征及發(fā)光性能,力求融基礎性、新穎性、探索性、實用性、趣味性等特色于一體,使學生在實驗中了解生產(chǎn)與科研的曲折性,開拓其視野,培養(yǎng)其科研興趣和對化學學科的情感。
3.提高了綜合實驗與設計實驗項目的比例,新增了研究型實驗,希望在培養(yǎng)學生規(guī)范嚴謹?shù)膶嶒灹晳T、實事求是的科學態(tài)度等基礎上,給學生提供獨立解決問題的機會,從而培養(yǎng)其解決問題的能力和勇于探索的創(chuàng)新精神,使學生能夠更好地適應未來發(fā)展的需要。
4.考慮到元素性質(zhì)實驗以驗證為主,不利于培養(yǎng)學生的實驗技能與創(chuàng)新能力,修訂時將其弱化,內(nèi)容重排并有機地融入其他實驗中。
5.在紙質(zhì)教材基礎上,以二維碼形式提供課程教學課件等豐富的教學資源。將實驗操作“視頻化”、實驗用品“實景化”,并提供二維碼鏈接,教材使用者通過掃描二維碼,可在移動終端上直接觀看視頻、照片、文字等信息。這有助于提高學生的預習效果、減少實驗出錯機會,從而提升教學水平。
6.強調(diào)“綠色化”,注重人文關懷。我們刪去了一些污染較大的實驗,盡量選擇無污染或污染小的實驗或試劑,并盡量減少試劑用量,還強調(diào)產(chǎn)品及廢液的回收,培養(yǎng)學生作為一個化學人的社會責任感。
本次修訂工作主要由石建新和巢暉完成,體現(xiàn)了中山大學從事基礎無機化學實驗教學教師的集體智慧,是教學小組成員多年來潛心實驗教學、勤奮努力的結果。
教材修訂過程中,得到了中山大學本科教學改革與教學質(zhì)量工程項目(重點教材建設項目)的資助,得到了中山大學化學學院領導、實驗教學前輩及其他教師的大力支持和熱情幫助,賈建華與章自壽在視頻拍攝及網(wǎng)絡資源建設方面做了大量工作,在此一并表示衷心的感謝!本書從策劃、編輯到出版,高等教育出版社的李穎編輯做了大量工作,在此表示誠摯的感謝!
由于編者水平有限,書中疏漏與錯誤在所難免,懇請同行專家和讀者批評指正,以便重印時修正。
第一部分 化學實驗基本知識與基本技能
第1章 實驗基本知識
1.1 無機化學實驗課程簡介
1.1.1 化學實驗的作用與地位
1.1.2 無機化學實驗課的任務
1.2 無機化學實驗的教學目標與要求
1.3 無機化學實驗教學方法與程序
1.4 無機化學實驗成績評定方法
1.5 實驗室守則
1.6 無機化學實驗中的安全操作與事故處理
1.7 實驗室用水
1.7.1 實驗室用水的規(guī)格
1.7.2 各種純水的制備方法
1.7.3 水純度的檢驗
1.7.4 水的硬度
1.7.5 純水的合理使用
1.8 三廢處理
第2章 無機化學實驗基本操作
2.1 常用儀器的使用
2.1.1 常用玻璃儀器的使用方法
2.1.2 其他儀器的使用方法
2.1.3 常用儀器的洗滌與干燥
2.2 加熱與冷卻
2.2.1 加熱器具與加熱操作
2.2.2 冷卻方法
2.2.3 普通溫度計的使用
2.3 簡單玻璃工操作
2.3.1 玻璃管的截斷
2.3.2 玻璃管的彎曲
2.3.3 玻璃管的拉伸
2.3.4 塞子鉆孔
2.4 物質(zhì)的干燥和干燥劑
2.4.1 液體物質(zhì)的干燥
2.4.2 固體物質(zhì)的干燥
2.4.3 氣體的干燥
2.5 準確度量液體體積的儀器及其使用方法
2.5.1 移液管與吸量管
2.5.2 容量瓶
2.5.3 滴定管
2.6 化學試劑及溶液配制
2.6.1 化學試劑的分級與選用
2.6.2 溶液的配制方法
2.7 結晶與固液分離
2.7.1 固體的溶解
2.7.2 蒸發(fā)濃縮
2.7.3 結晶與重結晶
2.7.4 固液分離與沉淀洗滌方法
2.8 升華
2.9 萃取
2.9.1 基本原理
2.9.2 固體的萃取
2.9.3 液體的萃取
2.9.4 溶劑的回收
2.10離子交換
2.10.1 概述
2.10.2 離子交換過程
2.10.3 離子交換分離操作方法
2.11氣體的發(fā)生與收集
2.11.1 氣體的發(fā)生
2.11.2 氣體的凈化
2.11.3 氣體的收集
2.12 試紙的使用
2.12.1 石蕊試和和pH試紙
……
第二部分 基礎實驗
第三部分 綜合實驗
第四部分 設計與研究型實驗