无机化学实验讲义

《无机化学实验》讲义化学化工学院2011年9月目录第一单元化学实验的一般知识及常用仪器认知..................................................................1第一章前言...........................................................................................................................................1第二章化学实验的基本知识...............................................................................................................2第三章常用仪器的使用.......................................................................................................................5第二单元实验基本操作与技能（一）..............................................................................14第一章实验室常用的加热仪器与与加热方法.................................................................................14第二章化学试剂与试纸的相关知识.................................................................................................16第三单元实验基本操作与技能（二）..............................................................................25第一章气体的制备与收集.................................................................................................................25第二章物质的分离和提纯.................................................................................................................29实验内容与题目...................................................................................................................................35实验一溶液的配制...........................................................................................................................35实验二气体常数的测定...................................................................................................................37实验三二氧化碳相对分子量的测定...............................................................................................39实验四五水硫酸铜的制备...............................................................................................................421第一单元化学实验的一般知识及常用仪器认知第一章前言一、实验化学课程的任务和目的化学是一门以实验为基础的自然科学，化学各门学科的一些理论和定律都是通过实验总结出来的，化学新物质的合成及应用也离不开化学实验。已故中科院院士戴安邦教授指出：“实验教学是实施全面化学教育的有效形式”。化学实验是在人为的条件下进行化学现象的模拟、再现和研究的实践性活动。而化学实验的成功与否，与实验条件和实验操作者的实验技能技巧有关。在实验条件（仪器和药品）已经满足实验要求的前提下，实验操作者的实验技能技巧水平的高低是影响实验结果和准确性的直接因素。实验化学课程的目的是使大一学生加强化学实验仪器和实验装置的规范操作的认知，扎实地训练化学实验方法与技能技巧。本门课程的任务是使学生了解化学实验的类型，具备化学实验常识；正确选择和使用常见的实验仪器设备，了解它们的构造、性能、用途和使用方法；熟悉实验原理和操作，系统地掌握无机化学实验、有机化学实验和分析化学实验的基本操作方法和实验技能技巧；培养学生认真实验、仔细观察、积极思考、如实记录的实验素养和实事求是的科学态度及科学思维方法。通过实验化学课程的学习，使学生具备较高的化学实验素养、操作技巧和实验能力，为以后学习各门实验课程打下良好的基础。二、实验化学课程的学习要求和学习方法学习要求1、实验前必须做好预习。认真阅读实验教材和教科书，弄清实验的目的和要求、基本原理、实验内容、操作步骤以及注意事项。2、认真独立完成实验。要做到认真操作、细心观察、积极思考、如实记录。对于设计性实验审题要准确，仔细查阅文献资料，实验方案要合理可靠，以达到预期的目的。3、按时完成实验报告。书写实验报告是学生对所学知识进行归纳和提高的过程，也是培养严谨的科学态度，实事求是精神的重要措施。实验报告要求书写规范，简明扼要，结论正确。学习方法1、预习实验课要求学生既动手做实验，又要动脑筋思考问题，因此实验前必须要做好预习。对实验的各个过程心中有数，才能使实验顺利进行，达到预期的效果。预习时应做到：认真阅读实验教材、和参考教材中的相关内容；明确实验的目的和基本原理；掌握实验的预备知识、实验关键步骤，了2解实验操作过程的注意事项；写出简明扼要的预习报告，方能进行实验。2、实验进行实验时要有科学、严谨的态度，养成做化学实验的良好习惯。实验时应做到：认真操作，严格遵守实验操作规范，注重基本操作训练与实验能力的培养；对于每一个实验，不仅要在原理上搞清弄懂，更要在操作上进行严格的训练。即使是一个很小的操作也要按规范要求一丝不苟地进行练习。实验中要细心观察现象，尊重实验事实，及时、如实地做好详细记录，从中得到有用的结论。实验过程中应勤于思考，仔细分析，力争自己解决间题，遇到难以解决的疑难问题时，可请教师指点。在实验过程中保持肃静，遵守规则，注意安全，整洁节约。设计新实验或做规定以外的实验时，应先经指导教师允许。实验完毕后洗净仪器，整理好药品及实验台。3、实验报告实验报告是总结实验进行的情况、分析实验中出现的问题和整理归纳实验结果必不可少的基本环节，是把直接和感性认识提高到理性思维阶段的必要一步。通过实验报告也反映出每个学生的实验水平，是实验评分的重要依据。实验者必须严肃、认真、如实的写好实验报告。实验报告包括七部分内容：（1）实验目的；（2）实验原理：主要用反应方程式和公式表示，语言要简明扼要；（3）实验仪器与药品；（4）实验步骤：尽量用表格、框图、符号等形式，表达要清晰条理；（5）实验现象和数据记录：表达实验现象要正确、全面，数据记录要规范、完整，决不允许主观臆造，弄虚作假。（6）实验结果：对实验结果的可靠程度与合理性进行评价，并解释所观察到的实验现象；若有数据计算，务必将所依据的公式和主要数据表达清楚。（7）问题与讨论：针对本实验中遇到的疑难问题，提出自己的见解或体会；也可以对实验方法、检测手段、合成路线、实验内容等提出自己的意见，从而训练创新思维和创新能力。实验报告内容包括：实验题目、实验目的、实验原理、及实验内容。并回答教师指定的实验思考题或练习题。第二章化学实验的基本知识化学实验室是开展实验教学的主要场所，在实验室中涉及许多仪器仪表、化学试剂甚至有毒药品，实验室常常潜藏着诸如发生爆炸、着火、中毒、灼伤、触电等事故的危险性。因此，实验者必须特别重视实验安全。3一、实验室守则（1）实验前认真预习，明确实验目的，了解实验原理，熟悉实验内容、方法和步骤，做好实验准备工作；严格遵守实验室的规章制度，听从教师的指导。（2）实验中要保持安静，不得大声喧哗，不得随意走动；实验时要集中精力，认真操作，积极思考，仔细观察，如实记录。（3）爱护国家财物，小心使用仪器和实验室设备，注意节约水、电和煤气。正确使用实验仪器、设备，精密仪器应严格按照操作规程使用，发现仪器有故障应立即停止使用，并及时向教师报告。（4）实验台上的仪器、试剂瓶等应整齐地摆放在一定的位置上，注意保待台面的整洁；每人应取用自己的仪器，公用或临时共用的玻璃仪器使用完后应洗净并放回原处。（5）药品应按规定量取用，如未规定用量，应注意节约使用；已取出的试剂不能再放回原试剂瓶中，以免带入杂质。取用药品的用具应保持清洁、干燥，以保证试剂的纯洁和浓度。取用药品后应立即盖上瓶盖，以免放错瓶塞，污染药品。放在指定位置的药品不得擅自拿走，用后要及时放回原处；实验中用过又规定要回收的药品，应倒入指定的回收瓶中。（6）实验中的废渣、纸、碎玻璃、火柴梗等应倒入废品杯内；废液倒入指定的废液缸，剧毒废液由实验室统一处理；未反应完的金属洗净后回收；实验室的一切物品不得私自带出室外。（7）实验结束后，应将所用仪器洗净放回实验橱内，橱内仪器应清洁整齐，存放有序；实验室内公共卫生由学生轮流打扫，并检查水、电，关好门窗。二、实脸室安全守则（1）一切易燃、易爆物质的操作都要在离火较远的地方进行；一切有毒的或有恶臭的物质的实验，应在通风橱中进行（2）不要用湿手接触电源；水、电、煤气用后应立即关闭水龙头、煤气阀门、拉掉电闸；点燃的火柴用后应立即熄灭，不得乱扔。（3）严禁在实验室内饮食、抽烟，或把食具带进实验室。防止有毒药品（如铬盐、钡盐、铅盐、砷的化合物、汞及汞的化合物、氰化物等）进人口内或接触伤口。（4）绝对不允许随意混合各种化学药品，以免发生意外事故。（5）加热试管时，不要将试管口对着自己或别人，也不要俯视正在加热的液体，以免溅出的液体把人烫伤；在闻瓶中气体的气味时，鼻子不能直接对着瓶口（或管口），而应用手轻轻扇动少量气体进行嗅闻。（6）倾注药剂或加热液体时，不要俯视容器，特别是浓酸碱具有腐蚀性，切勿使其溅在皮肤或衣服上，眼睛更应注意防护；稀释酸、碱（特别是浓硫酸）时，应将它们慢慢注人水中，并不断搅4拌，切勿将水注人浓酸、碱中；强氧化剂（如氯酸钾、硝酸钾、高锰酸钾等）或其混合物不能研磨，以防引起爆炸；银氨溶液不能留存，因久置后会析出黑色的氮化银沉淀，极易爆炸。（7）金属钾、钠和白磷等暴露在空气中易燃烧，所以金属钾、钠应保存在煤油中，白磷则可保存在水中，取用时要用镊子；金属汞易挥发，并通过呼吸道进入人体内，逐渐积累会引起慢性中毒，一旦出现金属汞洒落，必须尽可能的收集起来，并用硫磺粉盖在洒落的地方，使金属汞转变成不挥发的硫化汞。一些有机溶剂（如乙醚、乙醇、丙酮、苯等）极易引燃，使用时必须远离明火、热源，用毕立即盖紧瓶盖。（8）实验室所有药品不得携出室外。每次实验后，必须洗净双手后才可离开实验室。三、意外事故的紧急处理因各种原因而发生事故后，千万不要慌张，应沉着冷静，立即采取有效措施处理事故。（1）割伤先将伤口中的异物取出，不要用水洗伤口，伤轻者可涂以紫药水（或红汞、碘酒）或贴上“创可贴