《無機化學實驗》包括無機化學實驗的基礎(chǔ)知識、無機化學實驗的基本儀器與操作技術(shù)、化學原理及其相關(guān)理化性質(zhì)的測定、元素化學性質(zhì)實驗、無機化合物的制備與表征5章,共47個實驗項目。《無機化學實驗》對無機化學實驗的學習方法和基本儀器與操作做了系統(tǒng)介紹,對無機化學原理與理化性質(zhì)的測定關(guān)系、元素性質(zhì)實驗及其與定性分析的融合、無機制備的方法等進行了簡要闡述,并結(jié)合生產(chǎn)、科研實際增加了綜合設(shè)計型和研究創(chuàng)新型實驗內(nèi)容。《無機化學實驗》可作為高等院;瘜W、化工、制藥、礦物、材料、冶金、環(huán)境、生物工程與技術(shù)、藥學、臨床醫(yī)學八年制、輕工、食品等專業(yè)的無機化學實驗教材,也可供從事化學實驗室工作的人員參考。
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目錄
前言
第1章 無機化學實驗的基礎(chǔ)知識 1
1.1 無機化學實驗的目的和要求 1
1.1.1 無機化學實驗的目的 1
1.1.2 無機化學實驗守則 1
1.1.3 無機化學實驗課程的重要環(huán)節(jié) 2
1.1.4 實驗數(shù)據(jù)的處理方法 5
1.2 化學實驗室的安全知識 10
1.2.1 化學實驗室安全規(guī)則 10
1.2.2 化學實驗室事故的預(yù)防與處理 10
1.3 化學實驗室“三廢”的處理方法 13
1.3.1 化學實驗室常見廢氣的處理 13
1.3.2 化學實驗室常見廢液的處理 13
1.3.3 化學實驗室廢渣的處理 15
第2章 無機化學實驗的基本儀器與操作技術(shù) 16
2.1 常用玻璃儀器與加工方法 16
2.1.1 常用玻璃儀器的類型、規(guī)格和用途 16
2.1.2 常用玻璃儀器的洗滌和干燥方法 19
2.1.3 簡單玻璃加工方法 22
2.2 玻璃量器及其使用方法 24
2.2.1 量筒和量杯 24
2.2.2 移液管和吸量管 24
2.2.3 酸式滴定管和穢式滴定管 26
2.2.4 容量瓶 30
2.3 衡量儀器及其使用方法 31
2.3.1 托盤天平 32
2.3.2 分析天平 32
2.3.3 電子天平 36
2.3.4 稱量的常用方法 38
2.4 化學試劑及其使用方法 39
2.4.1 化學試劑的基本知識 39
2.4.2 試劑的取用方法及使用注意事項 43
2.4.3 常用試劑的純化與干燥 45
2.5 實驗用水的種類與選用方法 47
2.5.1 實驗用水的種類與制備 47
2.5.2 水質(zhì)的檢驗 50
2.5.3 純水的合理選用 51
2.6 常用加熱與冷卻的方法 51
2.6.1 三種不同的溫度表示及換算關(guān)系 51
2.6.2 溫度計與測溫方法 52
2.6.3 常用的加熱設(shè)備 54
2.6.4 常用的冷卻方法 61
2.7 氣體的獲取、收集與干燥 62
2.7.1 實驗室氣體的獲取 62
2.7.2 氣體的凈化與干燥 65
2.7.3 氣體的收集與尾氣處理 65
2.8 物質(zhì)的分離與提純的方法 66
2.8.1 固液分離 66
2.8.2 液液分離 71
2.8.3 固體物質(zhì)的提純 76
2.9 常用儀器簡介 79
2.9.1 pH計 79
2.9.2 電導率儀 83
2.9.3 分光光度計 86
2.9.4 光學顯微鏡的構(gòu)造和使用 89
實驗1 化學實驗基本操作 93
實驗2 粗食鹽的提純 94
實驗3 粗硫酸銅的提純 97
實驗4 氯化銨的提純(設(shè)計實驗) 99
實驗5 水的凈化與水質(zhì)檢測 100
第3章 化學原理及其相關(guān)理化性質(zhì)的測定 105
3.1 溶液濃度的測定 105
3.1.1 溶液組成的表示法 105
3.1.2 溶液濃度的測定方法 105
3.2 酸堿平衡與溶液pH的測定 105
3.2.1 溶液的酸堿性 105
3.2.2 溶液pH的測定 106
3.3 沉淀平衡與溶解度的測定 106
3.3.1 沉淀平衡與溶解度的表示 106
3.3.2 溶解度的測定 107
3.4 電化學基礎(chǔ)與電極電勢的測定 107
3.4.1 氧化還原反應(yīng) 107
3.4.2 原電池與能斯特方程 108
3.4.3 原電池電動勢和電極電勢的測定 109
3.4.4 電解池 109
3.5 配合物及其穩(wěn)定常數(shù)的測定 110
3.5.1 配合物的生成 110
3.5.2 配合物的組成 110
3.5.3 配位平衡與穩(wěn)定常數(shù)的測定 110
3.6 相對分子質(zhì)量和熱力學、動力學數(shù)據(jù)的測定 111
3.6.1 相對分子質(zhì)量及其測定 111
3.6.2 化學熱力學數(shù)據(jù)的測定 111
3.6.3 化學動力學數(shù)據(jù)的測定 112
實驗6 溶液的配制與標定 113
實驗7 分光光度法測定水和廢水中總磷 118
實驗8 氟離子選擇性電極測定水中微量氟 121
實驗9 乙酸解離常數(shù)和解離度的測定 124
實驗10 解離平衡與緩沖溶液的配制、性質(zhì) 126
實驗11 硝酸鉀溶解度與溫度的關(guān)系 129
實驗12 硫酸鈣溶度積測定 131
實驗13 碘化鉛溶度積測定 134
實驗14 沉淀的生成與溶解平衡 137
實驗15 氧化還原反應(yīng)與電化學 140
實驗16 電解法測定阿伏伽德羅常量 144
實驗17 配合物的生成和性質(zhì) 146
實驗18 磺基水楊酸合銅(Ⅱ)配合物的組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定 148
實驗19 銀氨配離子配位數(shù)的測定 153
實駿20 無機化合物模型作業(yè) 155
實驗21 氣體密度法測定二氧化碳的相對分子質(zhì)量 160
實驗22 摩爾氣體常量的測定 162
實驗23 氯化銨生成熱的測定 165
實驗24 化學反應(yīng)速率和化學平衡 167
實驗25 丙酮碘化的反應(yīng)速率 171
第4章 元素化學性質(zhì)實驗 176
4.1 元素的化學性質(zhì) 176
4.1.1 酸堿性 176
4.1.2 溶解性 176
4.1.3 氧化還原性 177
4.1.4 配位性 179
4.1.5 元素性質(zhì)與元素周期表 179
4.2 元素化學性質(zhì)實驗方法 179
4.2.1 元素性質(zhì)實驗常用儀器 179
4.2.2 元素性質(zhì)實驗須知 179
4.2.3 元素性質(zhì)實驗報告格式 181
4.3 離子的分離與鑒定 182
4.3.1 陽離子系統(tǒng)分析 182
4.3.2 陰離子分析 186
實驗26 堿金屬、堿土金屬、鋁 187
實驗27 硼族、碳族和氮族元素 190
實驗28 氧族和鹵素元素 193
實驗29 銅副族和鋅副族元素 196
實驗30 鉻副族元素和鈦、釩、錳 198
實驗31 鐵系元素 201
實驗32 混合陽離子分離與鑒定I(設(shè)計實驗) 204
實驗33 混合陽離子分離與鑒定Ⅱ(設(shè)計實驗) 204
實驗34 混合陰離子分離與鑒定(設(shè)計實驗) 205
實驗35 未知物的鑒定 207
第5章 無機化合物的制備與表征 209
5.1 無機化合物制備的反應(yīng) 209
5.2 選擇合成路線的基本原則 211
5.3 無機化合物的常見制備方法 212
5.4 無機化合物的分離與提純方法 216
5.5 無機化合物的分析與表征方法 217
實驗36 硫酸鋁的制備 218
實驗37 硫代硫酸鈉的制備和應(yīng)用 220
實驗38 二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀的制備及組成測定 221
實驗39 共沉淀法制備ZnO壓敏陶瓷 224
實驗40 化學共沉淀法制備鎳鋅鐵氧體粉料 226
實驗41 水解法制備納米氧化鐵 228
實驗42 焦磷酸鉀的制備和無氰鍍銅 230
實驗43 電解法制備過二硫酸鉀 233
實驗44 非水體系四碘化錫的制備 236
實驗45 室溫固相反應(yīng)法合成硫化鎘半導體材料 237
實驗46 由廢易拉罐制備明礬及明礬、鉻鉀礬單晶培養(yǎng) 239
實驗47 三草酸根合鐵(Ⅲ)酸鉀的制備及組成分析 243
主要參考書目 249
附錄 250
附錄一 不同溫度下水的飽和蒸氣壓(×102Pa,273.2~313.2K) 250
附錄二 常用酸、堿的濃度 251
附錄三 常見弱酸、弱堿在水中的解離常數(shù)(298.15K) 251
附錄四 某些難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)(298.15K) 253
附錄五 不同溫度下無機化合物和有機酸的金屬鹽在水中的溶解度 255
附錄六 常見離子和化合物的顏色 259
附錄七 常用標準電極電勢表(293.15K) 263
附錄八 某些常見配合物的穩(wěn)定常數(shù)(298.15K) 267
附錄九 某些常用試劑的配制 268
附錄十 常用基準物質(zhì)的干燥條件和應(yīng)用 270
附錄十一 國際相對原子質(zhì)量表 271
第1章無機化學實驗的基礎(chǔ)知識
1.1 無機化學實驗的目的和要求
無機化學實驗的目的
作為21 世紀的中心科學,化學在人類社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略中扮演著重要的角色,同時也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。要解決可持續(xù)發(fā)展中的種種化學問題,需要我們以全新的觀念、思路和方式去學習化學。
實驗性是化學學科的主要特征之一。一部化學史充分地證明了現(xiàn)存的化學原理和學說幾乎都是在實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立的。也就是說,化學學科的任何一項重大突破,無一例外都是化學實驗的結(jié)果。即使在化學發(fā)展到理論與實踐并重的今天,化學實驗仍然是化學學科發(fā)展的基石。因此,在實驗中學習化學,無疑是最有效和最重要的化學學習方法之一。
目前,人們不僅能夠通過實驗研究地球重力場作用下發(fā)生的化學過程,而且已開始通過實驗系統(tǒng)研究物質(zhì)在磁場、電場、光能、力能和聲能等作用下的化學反應(yīng),還有在高溫、高壓、高純、高真空、無氧、無水、太空失重、強輻射以及這些條件組合下的化學反應(yīng)。化學實驗水平的不斷提升,將進一步促進化學與其他學科的相互交叉和融合,也必將使化學為人類社會的發(fā)展創(chuàng)造更多新的奇跡。
無機化學實驗的目的如下:
(1)在理論課堂中所獲得的基本概念、重要理論和元素性質(zhì)等通過實驗得到驗證、鞏固、拓寬和提高。
(2)正確地掌握實驗操作的基本技能和常見精密儀器的使用方法。
(3)通過獨立準備與設(shè)計實驗,細致觀察與記錄實驗現(xiàn)象,分析和歸納實驗結(jié)果,正確處理實驗數(shù)據(jù)和作出科學的結(jié)論等環(huán)節(jié),初步了解科學研究的基本方法,從而培養(yǎng)獨立思考和勇于實踐的工作能力。
(4)培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,實事求是的工作作風,準確、細致、整潔的工作習慣,創(chuàng)新的意識和環(huán)保的觀念,為學習其他課程和今后從事與化學相關(guān)領(lǐng)域的科研和生產(chǎn)打下堅實的基礎(chǔ)。
無機化學實驗守則
(1)實驗前認真預(yù)習、領(lǐng)會實驗的目的和原理,熟悉實驗步驟和注意事項,做到心中有數(shù), 有條不紊地做好實驗;預(yù)習時,根據(jù)實驗內(nèi)容寫好預(yù)習報告,設(shè)計好表格,查好有關(guān)數(shù)據(jù),以便實驗過程中及時、準確地記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。
(2)進入實驗室后,一切要聽從指導教師安排,特別是注意遵守實驗室的安全要求,如未經(jīng)教師指點,不要任意扭動儀器旋鈕、開關(guān)等。
(3)實驗開始前先清點儀器設(shè)備,如發(fā)現(xiàn)缺損,應(yīng)事先報告教師并補領(lǐng)。實驗中如有儀器破損,應(yīng)及時報告并按規(guī)定手續(xù)換取新儀器和按章賠償,未經(jīng)教師同意,不