目录基础化学实验第二版邱晓航 基础化学实验电子版课本 大学化学基础实验有哪些 基础化学实验第三版pdf 基础化学实验电子版
1.获准成为正式挂牌的国家级化学实验教学示范中心。
1993年"大学基础化学实验课体系改革的研究及实践"项目获国家级教学成果特等奖,西北大学是获奖单位之一。该成果提出"大改"、"中改"和"睁冲裤小改"三种模式,10多年来,"大改"方案一直引领国内化学实验教学改革的潮流。
1995年西北大学开始推行"大改"方案,所有实验课程独立设课,开设有无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验、物理化学实验、仪器分析实验等5门实验课。
1996年 "基础化学实验室"被陕西省教委授予"陕西省高校合格实验室"称号。
1997年成立"西北大学化学实验教学中心",实行实验场地、实验设施、实验教学人员和实验教学"四位一体"的统一管理体制。
2005年被授予省级实验教学示范中心,2006年获准成为西北、西南地区唯一一所正式挂牌的"国家级实验教学示范中心"。
以实验教学改革为基础的创新人才培养模式教学成果分别荣获2001年和2003年陕西省普通高校教学成果贰等奖和一等奖。
2.以课程组建设为依托,建设稳定而优秀的教学队伍,化学专业实验课程教学团队获准成为省级教学团队。
高水平的教师队伍是教学质量的根本保证。针对在实验教学队伍中普遍存在的主要问题,如① 教师队伍流动性大,教师投入精力少;② 教师基本只是满足于完成实验任务,很少开展教学研究;③ 新任课的青年教师较多,缺乏基本的教学经验等,学院在三个方面开展工作以达到形成稳定的、一流的实验教师队伍的目的:
①组建三个层面的教学队伍。
发挥学院国家和省级教学名师的指导作用,成立三级教学队伍,即实验课程领导小组、课程组和督导评教组,形成老中青结合的师资队伍,发挥老教师的传帮带作用。
实验课程领导小组负责审定人才培养方案及教学大纲,负责组织开展教学研究。
课程组负责实施和建设课程,负责培养青年教师,负责开展教学研究。
督导组负责监督教学质量,组织"青年教师能力提高讲座",发挥教学名师和骨干教师的作用,帮助青年教师快速提高教学能力。
②成立课程组,并依托课程组,落实青年教师的培养。
依托"国家理科基础科学研究和教学人才培养基地"(以下简称"国家理科基地")、国家级实验教学示范中心、国家级化学特色专业、国家级和省级教学团队、陕西省人才培养模式创新实验区的建设,所有实验课程成立课程组。
在实际工作中,学院教务委员会依托课程组主要开展三个方面的工作,即建设课程、培养青年教师、开展教学研究等。采取的措施主要有:
实行A+B+C岗。A岗为课程主持人,B岗为主讲教师,C岗为辅导教师。A、B两个岗位要求副教授以上人员,有三年以上教学经验,并且一旦接受聘任,必须在岗位至少承担三年以上的教学任务。此项措施确保了实验教学队伍的稳定,避免了部分教师只为获得教学工作量而带实验所带来的实验教师人员流动大的问题。C岗为青年教师,第一次上岗时,必须提前跟随A、B岗位的教师随堂听课并试讲后方可担任教学任务,而且采取新老教师搭班的方式安排实验教学。此项措施保证了青年教师教学水平的快速提高。
坚持集体备课和预作实验制度,充分发挥老教师的传帮带作用,总结实验中存在的问题,研究解决方案,对青年教师进行全方位的培训。
每月进行一次课程组教研活动,每位教师讲解一堂课,由实验课程领导小组和课程组人员讲评,通过观摩老教师的讲课和对青年教师讲课的点评,有效提高青年教师的讲课水平。
每年组织一次青年教师讲课比赛,专门设有实验系列,由学院富有经验的老教师评课,帮助青年教师快速成长。已进行两届比赛。
组织"名师讲课教学观摩系列讲座活动",邀请校内外著名的教学能手来学院讲授示范课,提供优判岁秀教学案例。已成功召开三次。
每学期组织召开"青年教师教学能力培养讲座",邀请学院悉简骨干教师给青年教师讲授教学心得。已成功召开三次讲座。
组织青年教师参加实验教材编写工作,在固化教学成果的过程中,帮助青年教师理论水平的提高。正在编写9本实验教材。
组织青年教师参加课程网页的建设工作,在搜寻各种教学素材和案例的过程中,帮助青年教师丰富教学方法和手段,提高讲课水平。已完成所有课程课件的制作。
组织青年教师主持与参加各类教学改革项目,在开展教学研究的过程中,帮助青年教师活跃教学思想,创造性的开展教学工作。青年教师主持的与实验有关的教学研究项目6项,其中省级1项、校级5项。
督导组对所有教师的教学过程都进行随机检查,学生评教组对每次课程进行意见反馈。督导组汇总意见,每月向学院汇报一次教学情况,随时对青年教师进行指导。
③充分发挥已有教学和项目的作用,提供充足经费,通过各种途径提高教师水平。
以国家和省级各类教学,以及西北大学"211"重点建设学科、中央与地方共建高校特色优势学科实验室项目等为依托,提供充足的经费用于教师培养,主要包括:组织撰写系列实验教材、建设实验课程网站、针对实验教学自主设立教学研究项目、组织一线教师发表教学论文并外出参加国家级教学会议、转化科研成果为学生实验等。
3.积极探索教学工作管理模式,构建"两层面三体系本科教学管理新模式"。
科学有效的管理措施,是促进教学工作高效优质的基本要素。实验课程一般的管理模式都是由实验主持人聘任教师完成教学任务。这种模式存在的主要弊端是① 没有专门的机构从事教学目标、教学大纲等理论问题的研究,只能完成一般的教学任务;② 不利于开展教学改革,当根据学科发展需要缩减课时或调整课程时,各个课程组从自身利益出发,很难接受调整;③ 实验主持人难于独揽培养青年教师的职责,青年教师的培养不能落到实处。
针对这些问题,学院建立"两层面三体系实验教学管理新模式",此研究获准为2009年西北大学教学改革研究重点项目。管理新模式见图1。
图1 两层次四体系本科教学管理新模式两层面图1
第一层面,成立管理机构-学院教务委员会,统管全院的实验课程教学。
这一做法的优点是:
① 可以根据学科发展趋势,在全院范围内,对课程进行调整。
② 组织全院人力、物力、财力,开展教学改革与研究,承担大型教学研究项目。
③ 强化过程管理,使青年教师培养落到实处。
第二层面,成立执行机构,由四个体系构成。
① 本科专业建设体系,由本科专业建设委员会分别负责四个本科专业人才培养计划和教学大纲的制定,以及师资培养的总体规划和大型研究项目的组织与实施。该委员会同时承担实验课程领导小组的职责。
② 理论课程实施体系,由学院教务委员会在全学院范围内聘任9门骨干理论课程的课程负责人,由课程负责人组建理论课课程组。课程组将负责课程建设,培养青年教师和开展教学研究等工作。学院以教学研究项目和教学成果奖励的方式提供教学经费。
③ 国家级实验教学示范中心,负责实验课程组的建设和"中心"的建设。实验课主持人聘任以及课程组建设与理论课相同。的建设将为全系本科生、研究生和教师提供科研条件。
④ 督导与评教体系。由教学名师和责任心强的骨干教师从教师角度,各班3名共60名学生从学生角度监督课堂教学质量。
4.明确办学指导思想、人才培养目标和实践教学理念,强化基础、突出创新、体现特色,改革完善实验课程体系。"具有工学和医学背景的化学拔尖创新复合人才培养模式"获准成为省级人才培养模式创新实验区项目。
科学合理、体现学科发展方向和符合学生认知规律的实验课程体系是提高教学质量的基本条件,也是国家级实验教学示范中心建设的重点内容。为了制定符合上述条件的课程体系,学院首先明确办学指导思想、人才培养目标和实践教学理念,以此为基础,制订新的课程体系。
①办学指导思想
育人为本、加强基础、注重交叉、突出创新、提高素质、体现特色。以培养具有生命科学和材料科学背景的化学复合型拔尖创新人才为主要目标,为国家输送优秀的科学研究人员。
②人才培养目标
培养具有扎实的化学基础和一定的生命科学与材料科学知识背景、实验技能强、综合素质高、得到科研训练,具有自主学习能力、实践能力、探索精神、创新能力和合作精神的高素质本科生。
③实践教学理念
育人为本,以创新人才和复合人才培养为工作核心,注重学生知识结构的合理分布,在保证化学优势的前提下掌握一定的生命科学与材料科学的知识背景,注重科研优势对实验教学的带动作用,注重学生知识、能力、思维、素质的全面协调发展,构建三层次双体系多途径实践教学,全面实施开放式创新性实验教学,培养综合素质较高的化学复合型拔尖创新人才。
④实验课程新体系
2007年,对原有实验课程进行了重新整合与建设。原有实验课程主要包括6门,分别为:无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验、物理化学实验、仪器分析实验、综合化学实验等。为了切实落实办学指导思想,即强化基础、突出创新、体现特色,并且实现分级管理,学院对实验课程体系进行了重新整合与建设,具体工作包括:
第一,将实验课程整合为基础化学实验、综合化学实验、创新研究实验三个层次,并明确三个层次的主要任务,实现培养目标的分级管理。
第一层次,基础化学实验,包括基础化学实验Ⅰ(大一化学实验)、基础化学实验Ⅱ(有机化学实验)、基础化学实验Ⅲ(物理化学实验)、基础化学实验Ⅳ(仪器分析实验)等,主要训练学生单元操作的能力,对基本技能进行训练。
第二层次,综合化学实验,主要训练学生连接单元操作、设计实验、分析未知物等能力,对研究方法和思维能力进行训练。
第三层次,创新研究实验,主要训练学生科学研究的能力。
第二,三层次课程体系的改革措施主要包括三项。
一是将无机化学实验和分析化学实验整合为基础化学实验Ⅰ(大一化学实验),并将内容整合为基本操作技能训练、无机合成训练、分析与表征训练和元素实验四个部分,将无机化学实验与分析化学实验进行了全面融合,减少了重复实验,增强了分析表征实验的目的性,将技能训练与实际应用相结合,极大地提高了学生学习基础实验的兴趣。
二是将仪器分析实验课程整合为基础化学实验Ⅳ,建立大型仪器实验室,使多门基础化学实验课程共享大型仪器,极大的提升了学生综合素质的培养水平。
三是新建两门创新研究实验课程,为所有学生开设体现科研全过程的化学前沿领域实验,强化学生的科研创新能力。
新课程体系可以概括为"三层次双体系多途径"实验教学,如图2示。
图2三层次双体系开放式培养模式
第三,三层次课程体系的具体安排和功能如下:
第一层次,基础实验课程,共计468学时,约占总学时的57.8 %,由3/4基础型实验和1/4设计与开放型实验项目组成,包括基础化学实验Ⅰ(大一化学实验)、基础化学实验Ⅱ(有机化学实验)、基础化学实验Ⅲ(物理化学实验)、基础化学实验Ⅳ(仪器分析实验)等,主要训练学生单元操作的能力,进行基本技能的训练。
第二层次,综合实验课程,共计198学时,约占总学时的24.4 %,由2/6基础型实验、3/6设计与开放型实验和1/6创新研究型实验项目组成,包括综合化学实验、化工原理实验等,主要训练学生连接单元操作、设计实验、分析未知物等能力,进行研究方法和思维能力的训练。
第三层次,创新研究实验课程,共计144学时,约占总学时的17.8 %,全部由创新研究型实验项目组成,包括化学生物学创新研究实验课程(开设与生命科学交叉的化学前沿领域实验)、材料化学创新研究实验课程(开设与材料科学交叉的化学前沿领域实验)等,主要训练学生科学研究的能力。
5.以教育部高等学校化学类专业教学指导分委员会制定的"化学类专业指导性专业规范"为指导,结合学院办学目标,改革实验课程内容。
为了科学合理的安排实验教学,学院依托"国家理科基地"、"国家特色专业"的建设,自主设立教学研究项目"化学学科中课程体系知识点分配研究",由国家教学名师唐宗薰教授挂帅,组织学院核心课课程主持人参加,从两个方面开展课程内容的研究:
第一,重新研究确定各门基础实验课程的实验项目,既要保证"专业规范"所要求的所有内容,又要体现学院特色,高于"专业规范"的要求开设实验内容。
第二,研究考虑各实验课程的相互衔接问题。为了提高学生的学习兴趣和对科学研究的关注,在各门基础化学实验中增加了实用型实验和综合开放型实验,并对三个不同层次实验中的综合开放型实验进行了定位:
① 第一层次基础实验中,综合开放型实验侧重于兴趣的提高和实验的延伸,为综合实验奠定基础;
② 第二层次综合实验中,综合开放型实验侧重于二级学科的融合和操作单元的衔接;
③ 第三层次创新研究实验中,综合开放型实验注重学科前沿和科学研究能力的训练。
三个层次的整体训练,使得原来在分离的基础化学实验中学到的操作和知识得到整合,训练了学生灵活运用知识的能力,增强了综合素养和科学精神的熏陶,更能适应社会对人才的需求。
6.固化教学成果,积极进行教材建设。
凝聚课程体系改革成果的《现代化学实验丛书》正在编写之中,已与科学出版社签署出版协议,计划2010年出版6本,2011年出版3本。该丛书包括9本书和1个习题库。9本书分两类:一类与整合后的三个层次的课程内容相匹配,为实验配套教材,共7本;一类是实验手册,分别为《化学实验操作技能手册》和《常用分析仪器使用手册》,旨在强化学生基本技能、开拓学生视野、提高学生创新能力。习题库包括化学实验操作技能的各项要求。
7.夯实教学过程的质量控制,所有实验课程通过集体讨论制作课件的方式固化教学要求。
学院坚持15人一个实验班,30人配置2名实验专任指导教师。对于仪分实验,每名教师限定指导人数为8人,实验项目为4个,即每个实验2个学生独立完成。所以每年从事实验课程教学的教师人员众多。为了切实落实教学任务,夯实教学过程管理,学院依托"国家理科基地"、"国家特色专业"和"省级教学团队"的建设,自主设立另一个教学研究项目"化学学科精品课程建设研究",由省级教学名师、国家级精品课主持人高胜利教授挂帅,召集实验中心主管课程建设的副主任和所有实验课程主持人,以课程组为单位,通过集体备课的方式,制作实验课件,并建设网络课程,保证所有实验的基本要求都通过ppt课件的教学方式得到保证。
8.网络资源的建设。
以2009年参加的分别由南京大学和四川大学牵头的两个教育部项目-"使用信息技术改造课程"为契机,将实验中心网络进行了全面重建。除建设了所有课程的网页外,目前正在安装大型仪器网上预约和仪器实验室门禁,为开辟第二课堂和学生开展创新研究实验提供保证。
9.实验室建设。
依托国家理科基地、国家级实验教学示范中心、国家和省级特色专业、国家和省级教学团队、西北大学"211"重点学科建设、陕西省人才培养模式创新实验区、中央与地方共建高校特色优势学科实验室等与项目的支持,建设了一流水平的原子光谱、分子光谱、色谱和结构测定仪器室,仪器资产达到1600万元,服务于基础化学实验、综合化学实验和创新研究实验等三个层次的课程。学生单次实验实现大中型仪器2人一台,大大提升了学生实验仪器的占有率,极大地发挥了仪器设施的作用。
10.发挥示范辐射作用。
受国家自然科学基金委和教育部化学类专业教学指导委员会的委托,2007年承办了"西部高校化学实验骨干教师培训班"。来自全国西部32所高校的70多名中青年骨干教师参加了综合化学实验的培训。作为陕西省化学实验教学联席会秘书处单位,2007年组织陕西省高等学校化学实验教学中心联席会,期间组织"东西部院校手拉手座谈会"和"化学实验教学研讨会",11所陕西省高校和15所国内著名高校派代表参加了会议。2007年主办第二届陕西省大学生化学实验竞赛,2009年组织第三届陕西省大学生化学实验竞赛。接待西北农林科技大学、山西大学、延安大学、渭南师院等十数所大学参观考察。已成为中国西部化学实验教学的示范与辐射源。
基础化学实验试题及答案
1.测定水的硬度时闹哪拿,需要对Ca、Mg进行分别定量。(×)
2.对某项测定来说液搭,它的误差大小是不可测量的。(×)
3.金属离子指示剂与金属离子生成的络合物过于稳定称为指示剂的封闭现象。(√ )
4.以HCl标准溶液滴定碱液中的总碱量时,滴定管的内壁挂液珠,会使分析结果偏低。(√ )
1、络合滴定中为什么加入缓冲溶液?(14分)
答:各种金属离子与滴定剂生成络合物时都应有允许最低pH值,否则就不能被准确滴。而且还可能影响指示剂的变色点和自身的颜色,导致终点误差变大,甚至不能准确滴定。因此酸度对络合滴定的影响是多方面的,需要加入缓冲溶液予以控制。
2.铝合金中铝含量的测定,用锌标准溶液滴定过量的EDTA,为什么不计滴定体积?能否用不知道准确浓度的Zn2+溶液滴定?实验中使用的EDTA需不需要标定?(15分)
答:铝合金中铝含量的测定,用的是置换滴定法,只要计量从AlY-中置换出的EDTA,而不需要对与Al3+反应后过量的EDTA计量,滴定过量的`EDTA可以,滴定置换出的EDTA不行。
实验中使用的EDTA不需要标定。
3.为下列操作选用一种合适的实验室中常用的仪器,说出名称和规格 :(14分)
1) 准确称取0.6克待测定样品,溶解,定溶到100.0ml;
2) 移取25.00mlHCl溶液,用0.1mol·L标准溶液滴定。
答:1)分析天平,100ml容量瓶。 2)25ml移液管,50ml碱式滴定管。
4.有一碱液,可能含有NaOH、Na2CO3或NaHCO3,也可能是其中两者的混合物。今用盐酸溶液滴定,以酚酞为指示剂,消耗盐酸体积为V1;当加入甲基橙指示剂,继续用HCl溶液滴定,又消耗HCl体积为V2,试判断下列五种情况下,混合碱中存在的成分是什么?(15分)
(1)V1=0;(2)V2=0;(3)V1>V2;(4)V1<V2;(5)V1=V2。
答:(1)V1=0:存在NaHCO3(2)V2=0:存在NaOH
(3)V1>V2:存在NaOH和Na2CO3(4)V1<V2存在Na2CO3和NaHCO3
(5)V1=V2 存在Na2CO3
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2.举一例说明什么是络合滴定中的“置换滴定法”。 (10分)
答.如;铝合金中铝含量的测定,在用Zn返滴过量的EDTA后,加入过量的NH4F,加热至
沸,使AlY与F发生置换反应,释放出与Al等物质量的EDTA,再用Zn标准溶液滴定释放出的EDTA。
Al+6F== AlF6+H2Y
3.有一磷酸盐溶液,可能为Na3PO4或Na2HPO4或者两者的混合物,今以标准HCl溶液滴定,以百里酚酞为指示剂时,用去 V1ml,继续用甲基红为指示剂,又消耗V2ml,试问:
(1)当V1>0,V2>V1时,组成为:
(2)当V1=0,V2>0时,组成为:
(3)当V1=V2时组成为:
(15分)
答. (1)当V1>0,V2>V1时,组成为: Na3PO4+Na2HPO4
(2)当V1=0,V2>0时,组成为: Na2HPO4
(3)当V1=V2时组成为: Na3PO4
4.用纯Zn标定EDTA.操作如下:称Zn,用HCl溶解,加氨水调pH值,加NH3---NH4缓冲溶液,加EBT指示剂至甲色,用EDTA滴至乙色,问甲乙两色分别是什么颜色?分别由什么物质产生的?(15分)
答:甲色:紫红 Zn-EBT 乙色:蓝EBT
5、用草酸钠标定KMnO4溶液时,温度范围是多少?过高或过低有什么不好?在该实验中
能否用HNO3、HCl或HAc来调节溶液的酸度缓兄?为什么?(15分)
答:75~85℃,过高,草酸分解,过低,反应速度慢;不能用HNO3,氧化性;不能用HCl,还原性;HAc是弱酸。
简述基础化学实验安全要求如下:
1、实验过程中必须穿白大褂、带手套;浓酸、烧碱具有强烈的腐蚀性,切勿溅到皮肤和衣服上。
2、使用浓硝酸、盐酸、硫酸、高段好氯酸、氨水时,以及其他有毒和有恶臭气体的实验,均应在通风厨或在通风情况下操作。
3、移动、开启大瓶液体药品时,不能将瓶直接放在水泥地板上,最好用橡皮布或草垫垫好,若为石膏包封的可用水泡软后开启,帆历严禁用锤砸、打,以防破裂。
4、打开易挥发的试剂瓶塞时,不可把瓶口对准自己脸部或他人,不可用鼻子对准试剂瓶口。
5、取用试剂时,瓶塞要倒放在洁净处,取用完毕后立即盖好密封。
6、稀释溶液。稀释硫酸时,必须在耐热容器内进行,并且在不断搅拌下,慢慢将硫酸加入水中。绝对不能将水加注到浓硫酸中,防止酸液溅握轿铅射,非常危险。在溶解氢氧化钠,氢氧化钾等发热物质时,也必须在耐热容器中进行。
7、实验剩余的药品既不能放回原瓶,也不能随意丢弃,更不能拿出实验室,要放回指定的容器内。
8、不得私自将实验品带出实验室。
9、灯火加热时要注意安全。酒精灯中的酒精不得超过容量的2/3;灯内酒精不足1/4时,应灭火后添加酒精。在酒精灯快烧尽、灯火还没熄灭时,千万不能注入燃料。酒精灯熄灭时,要用灯帽来罩,不要用口来吹,防止发生意外。不要用一个酒精灯来点燃,以免酒精溢出,引起燃烧。点燃的火柴用完后立即熄灭,不得乱扔。
10、易燃溶剂加热时,必须在水浴中进行,避免使用明火;切忌将热电炉放入实验柜中,以免发生火灾;加热或倾倒液体时,切勿俯视容器,以防液滴飞溅造成伤害。给试管加热时,切勿将管口对着自己或他人,以免药品喷出伤人。
11、取下正在沸腾的溶液时,应用瓶夹先轻摇动以后取下,以免溅出伤人。
12、强腐蚀性、可燃性、有毒或易爆物品的器皿,应由操作者亲手洗净。空试剂瓶扔进垃圾桶前要破碎,以免发生意外事故。
13、使用玻璃仪器时,要按照要求轻拿轻放,以免破损,造成伤害。
14、严禁用湿手去开启电闸和电器开关,凡漏电仪器不要使用,以免触电。
15、试验完毕后,对实验室作一次的检查;下班时,整理好器材、和各种资料,切断电源,关好门窗和水龙头。
因为温度高时它的溶解度大,若不趁热过滤则会滤出三草酸根合铁酸钾晶体。
趁热过滤,化学实验固液分离的一种操作。与“趁热过滤”有一定的区别。趁热过滤指将温度较高的固液混合物直接使用常规过滤操作进行过滤;热过滤指使用区别于常规过滤的仪器、保持固液混合物温度在一定范围内的过滤过程。如果溶液中的溶质在温度下降时容易析出大量晶体,而又不希望它在过滤过程中留在卖并滤纸上,这时就要进行热过滤。
三草酸合铁(Ⅲ)酸钾是制备负载型活性铁催化剂的主要原料,也是一些有机反应很好的催化剂,因而具有工业生产价值。合成三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的工艺路线有多种。例如可以铁为原料制得硫酸亚铁铵,加草酸钾制得草酸亚铁后经氧化制得三草酸合铁(Ⅲ)酸钾;或以硫酸铁与草酸钾为原料直接合成三草酸合棚颤铁(Ⅲ)酸钾,亦可以三氯化铁链配败与草酸钾直接合成三草酸合铁(Ⅲ)酸钾。本实验采用硫酸亚铁加草酸钾形成草酸亚铁经氧化结晶得三草酸合铁(Ⅲ)酸钾。
有室内制拍迟取氧气、制取CO2、酸碱中和反应、置换反应的,Fe,Mg,Cu与盐酸,硫酸的反应、氢气还原氧化铜等实验,具体要看学校具体的禅贺辩贺缺教学任务。