《无机化学实验(第4版)》是在第三版及其修订版的基础上修订、改编而成的,基本保留了原书的编排体系与多数实验内容。全书按照化学实验基本知识与基本技能、基础实验、综合实验、设计与研究型实验的体系进行编排,包括化学原理实验、元素性质实验、无机物提取实验、无机物制备与分析实验、设计实验和研究型实验等,共计50个实验项目。全书实验内容按照循序渐进的编写原则,实验原理的叙述由详细到简略,实验步骤的交代由注入式到启发式,不仅有利于学生掌握实验基本操作、基本技能与基本理论,还有助于培养学生的独立实验能力和科学态度。
本书的第一版于1978年出版,其后经历了1981年第二版、1991年第三版及2015年第三版修订版。四十年来,本书经过很多高等院校的使用,普遍反映教学效果较好。很多学校和同行既对本书给予了充分肯定与积极评价,也陆续向我们提出了不少建设性的修改意见,对此我们表示衷心的感谢!
随着化学学科的发展和社会的进步,实验技术和方法也在不断丰富、更新,对人才培养的要求也在不断调整和发展。《国家中长期教育改革和发展规划纲要( 2010-2020年)》中明确要求,高等教育要“全面提高高等教育质量”“提高人才培养质量…‘提升科学研究水平”。我国高等教育已进入内涵式发展新时期,建设和发展“一流本科教育”的目标对实验教学提出了新的更高要求。新形势要求从事基础化学实验课教学的老师在教学之余,必须关注课程及教材建设在实现高校人才培养过程中的作用、基础实验教学在化学拔尖创新人才培养过程中的基础性和关键性作用。
另一方面,信息技术特别是智能手机的发展和普及,大大改变了人们的学习方式与获取信息的途径,对高等教育也带来了深远的影响。在此背景下,新形态教材应运而生,教材由单纯的知识载体转变为学习工具,可为学生提供尽可能多的学习便利,能够提升学习效率,提供良好的学习体验。
基于以上背景和无机化学实验教学发展的趋势,我们对《无机化学实验》第三版及其修订版教材进行了修订。这次修订工作是根据教育部高等学校化学类专业教学指导委员会制定的《化学类专业本科教学质量国家标准》《化学类专业化学实验教学建议内容》,在继承原教材的优点、吸收国内外有关教材的长处和化学实验教学改革的成果等基础上完成的。全书共选编了50个实验,其中新编和改动较大的有22个,其余实验也做了一定的修改和补充,主要体现了以下特点:
1.注重体现教学改革成果与学科发展特点。很多高校已将无机化学实验与分析化学实验合并为一门课程,本书增加并丰富了定量分析实验内容,既体现无机化学与分析化学学科融合的趋势,也为使用本书的兄弟院校提供了更多的选择余地。
2.突出实验教学与生产实际和科学研究的联系。新增加的实验项目如钒酸铋黄色颜料的制备,三(8-羟基喹啉)合铝(Ⅲ)配合物的合成、表征及发光性能,力求融基础性、新颖性、探索性、实用性、趣味性等特色于一体,使学生在实验中了解生产与科研的曲折性,开拓其视野,培养其科研兴趣和对化学学科的情感。
3.提高了综合实验与设计实验项目的比例,新增了研究型实验,希望在培养学生规范严谨的实验习惯、实事求是的科学态度等基础上,给学生提供独立解决问题的机会,从而培养其解决问题的能力和勇于探索的创新精神,使学生能够更好地适应未来发展的需要。
4.考虑到元素性质实验以验证为主,不利于培养学生的实验技能与创新能力,修订时将其弱化,内容重排并有机地融入其他实验中。
5.在纸质教材基础上,以二维码形式提供课程教学课件等丰富的教学资源。将实验操作“视频化”、实验用品“实景化”,并提供二维码链接,教材使用者通过扫描二维码,可在移动终端上直接观看视频、照片、文字等信息。这有助于提高学生的预习效果、减少实验出错机会,从而提升教学水平。
6.强调“绿色化”,注重人文关怀。我们删去了一些污染较大的实验,尽量选择无污染或污染小的实验或试剂,并尽量减少试剂用量,还强调产品及废液的回收,培养学生作为一个化学人的社会责任感。
本次修订工作主要由石建新和巢晖完成,体现了中山大学从事基础无机化学实验教学教师的集体智慧,是教学小组成员多年来潜心实验教学、勤奋努力的结果。
教材修订过程中,得到了中山大学本科教学改革与教学质量工程项目(重点教材建设项目)的资助,得到了中山大学化学学院领导、实验教学前辈及其他教师的大力支持和热情帮助,贾建华与章自寿在视频拍摄及网络资源建设方面做了大量工作,在此一并表示衷心的感谢!本书从策划、编辑到出版,高等教育出版社的李颖编辑做了大量工作,在此表示诚挚的感谢!
由于编者水平有限,书中疏漏与错误在所难免,恳请同行专家和读者批评指正,以便重印时修正。
第一部分 化学实验基本知识与基本技能
第1章 实验基本知识
1.1 无机化学实验课程简介
1.1.1 化学实验的作用与地位
1.1.2 无机化学实验课的任务
1.2 无机化学实验的教学目标与要求
1.3 无机化学实验教学方法与程序
1.4 无机化学实验成绩评定方法
1.5 实验室守则
1.6 无机化学实验中的安全操作与事故处理
1.7 实验室用水
1.7.1 实验室用水的规格
1.7.2 各种纯水的制备方法
1.7.3 水纯度的检验
1.7.4 水的硬度
1.7.5 纯水的合理使用
1.8 三废处理
第2章 无机化学实验基本操作
2.1 常用仪器的使用
2.1.1 常用玻璃仪器的使用方法
2.1.2 其他仪器的使用方法
2.1.3 常用仪器的洗涤与干燥
2.2 加热与冷却
2.2.1 加热器具与加热操作
2.2.2 冷却方法
2.2.3 普通温度计的使用
2.3 简单玻璃工操作
2.3.1 玻璃管的截断
2.3.2 玻璃管的弯曲
2.3.3 玻璃管的拉伸
2.3.4 塞子钻孔
2.4 物质的干燥和干燥剂
2.4.1 液体物质的干燥
2.4.2 固体物质的干燥
2.4.3 气体的干燥
2.5 准确度量液体体积的仪器及其使用方法
2.5.1 移液管与吸量管
2.5.2 容量瓶
2.5.3 滴定管
2.6 化学试剂及溶液配制
2.6.1 化学试剂的分级与选用
2.6.2 溶液的配制方法
2.7 结晶与固液分离
2.7.1 固体的溶解
2.7.2 蒸发浓缩
2.7.3 结晶与重结晶
2.7.4 固液分离与沉淀洗涤方法
2.8 升华
2.9 萃取
2.9.1 基本原理
2.9.2 固体的萃取
2.9.3 液体的萃取
2.9.4 溶剂的回收
2.10离子交换
2.10.1 概述
2.10.2 离子交换过程
2.10.3 离子交换分离操作方法
2.11气体的发生与收集
2.11.1 气体的发生
2.11.2 气体的净化
2.11.3 气体的收集
2.12 试纸的使用
2.12.1 石蕊试和和pH试纸
……
第二部分 基础实验
第三部分 综合实验
第四部分 设计与研究型实验