依托省级应用化学实验教学示范中心良好的实验环境及实验平台，为实验的开设提供实验场地的保证；课程团队成员长期工作在高等学校教学、科研第一线，具备丰富的教学经验，较强的改革意识、开拓精神和研究能力，近年来开展实验教学的改革，并取得了一定的教学成果，这为本课程实施奠定了良好基础。

《化学探究实验》教学大纲

课程编号：MA006023

课程名称：化学探究实验                 英文名称：Chemical Inquiry Experimen                              

学分/学时：1/16                          课程性质：通识课              

适用专业：全校各专业（除化学、材料专业） 建议开设学期：第2学期                          

先修课程：中学化学                       开课单位：先进材料与纳米科技学院

                                                   应用化学实验教学中心                             

一、课程的教学目标与任务

结合我校“培养爱国进取、创新思辨，厚基础、宽口径、精术业、强实践” 的人才培养目标，面向全校非化学专业本科生开设化学探究实验，通过该课程学习，达到以下目的：①理解实验相关的背景知识和化学原理；②拓宽学生的知识面，加强理科与工科、理科与人文科学之间的相互渗透和结合，培养复合型人才；③培养科学精神和团队协作精神，提升学生科学思维与科学实践相结合的能力、开拓钻研的创新能力；④增强学生的环境安全意识。

二、课程具体内容及基本要求

（一）实验室安全教育（1学时）

借助安全教育平台，学生自主学习化学实验室安全基本知识，包括消防安全与消防器材基础知识、化学试剂及化学品安全基本知识、高温高压及超低温基础知识、化学实验室安全事故防范等。

（二）人造能源——固体酒精的制备（3学时）

燃料有固、液、气三种聚集状态，从使用上液态和气态燃料储运不方便，通常不易作为燃料来使用，若将其制成固态物质，便可成为安全、方便的固体燃料。根据市场需求，本实验采用硬脂酸与氢氧化钠反应制得硬脂酸钠，硬脂酸钠再与乙醇以一定配比混合、凝固，做成一定形状后即成为商业市场需要的成品。

（1）了解固体酒精的制备原理和方法。

（2）掌握固体酒精合成反应仪器的装配。

（3）掌握电热套、回流冷凝操作基本要领。

（三）纯净水的制备及其纯度检测（3学时）

工农业生产、科学研究和日常生活用水，对水质各有一定的要求，为了除去水中杂质，常采用蒸馏法和离子交换法，本实验用离子交换树脂制备纯净水。通过本实验培养学生逐步学会运用化学的观点去认识、思考和解决工程实际的问题。

（1）学习离子交换法制备纯净水的原理和方法。

（2）熟悉用阴、阳离子交换树脂制备纯净水的过程。

（3）掌握水的电导率测定原理及方法。

（四）白酒中甲醇含量的测定（3学时）

白酒中的甲醇来源于原粮中的果胶，甲醇对机体组织细胞有直接的毒害作用，眼睛视神经对其毒性尤为敏感，7~8毫升可引起失明。通过本实验使学生了解甲醇的氧化性质、分光光度法的基本原理及标准曲线方法。使学生对白酒中的有害物质有更深的认识，使学生更科学的认识物质与生活、健康之间的关系，养成科学的生活方式。

（1）了解甲醇的氧化过程。

（2）了解分光光度法基本原理及显色反应过程。

（3）通过工作曲线的测定白酒中甲醇含量的计算。

（五）饮料中维生素C含量的测定（3学时）

维生素C亦称抗坏血酸，具有氧化还原功能，广泛参与人体细胞间质合成与解毒过程等作用，可以抑制膳食中有致癌作用的亚硝胺的合成。通过了解饮料中维生素C含量的测定机理和实验方法，使学生能够正确的了解握维生素C在人体生命过程中的重要作用；了解各种蔬菜、水果及饮料中维生素C的含量情况，了解有益的物质与人体健康之间的关系，养成健康的生活方式和科学的思维方法。

（1）了解I₂溶液的配制及标定。

（2）熟悉水果中维生素C含量的测定方法及其原理。

（3）掌握直接碘量法测定维生素C的原理及操作过程。

（六）化学反应热效应的测定（3学时）

化学反应过程中，除了发生物质的变化外，还有能量的变化，而焓变就是能量变化的重要表现形式。因此，化学反应焓变的测定就成为掌握化学反应原理、控制反应进行程度的重要手段。

（1）了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式。

（2）熟悉溶液的配制方法,掌握水的比热容的测定方法。

 （3）掌握化学反应焓变的测定原理和方法，测定锌和硫酸铜反应的焓变。

（七）原电池电动势的测定及应用（3学时）

原电池电动势的测定是重要的电化学测量技术之一，除了可测定电池的电动势和电极的电极电势外，还可以获得氧化还原反应的许多热力学性质，如平衡常数、活度系数、解离常数、溶度积、络合常数以及某些热力学函数的改变量等，应用十分广泛。

（1）了解参比电极的结构及应用。

（2）熟悉电池电动势、电极电势的测量原理和电势差计的使用方法。

（3）通过原电池电动势的测定求算活度系数、化学反应热力学函数等。

（八）蔗糖水解反应的动力学研究（3学时）

蔗糖是重要的食品和甜味调味品，它水解生成葡萄糖和果糖的甜度比蔗糖高，其中两者为1:1时形成果葡糖浆，果葡糖浆，风味独特、口感好、发效能力强，广泛用于食品添加剂，糖果饼干等加工生产中，在食品和药品开发领域具有广阔的发展前景。本实验是测定蔗糖水解反应的速率常数和半衰期，研究浓度对反应速率的影响。掌握运用物理学的原理和方法研究化学问题的途径，增强解决实际问题的能力。

（1）了解旋光仪的基本原理及在化学反应动力学测定中的应用。

（2）熟悉反应物浓度与旋光度之间的关系及一级反应的动力学特征。

（3）测定蔗糖水溶液在酸催化作用下的反应速率常数、活化能和半衰期。

（九） 硫酸链霉素有效期的测定（3学时）

链霉素是由放线菌属的灰色链丝菌产生的抗菌素，它在临床上用于治疗各种结核病。药品的稳定性研究目的是考察原料药或制剂的性质在温度、湿度、光线等条件的影响下随时间变化的规律，为药品的生产、包装、贮存、运输条件和有效期的确定提供科学依据，以保障临床用药安全有效。

（1）了解药物水解反应的动力学特征。

（2）熟悉分光光度计的基本原理及在化学反应动力学测定中的应用。

（3）掌握硫酸链霉素水解反应速率常数数及0.4％硫酸链霉素水溶液的有效期测定方法。

（十） 阿斯匹林的制备（3学时）

 1898年，德国化学家霍夫曼用水杨酸与醋酐反应，合成了乙酰水杨酸；1899年，德国拜仁药厂正式生产这种药品，商品名为Aspirin(阿斯匹林)，是广泛使用的具有解热止痛、用于治疗感冒的药物，还能抑制血小板凝聚，可防止血栓的形成。本实验选用经济而反应较快的乙酸酐作酰化试剂，浓硫酸作催化剂，与水杨酸的酚羟基发生酰化作用制备阿斯匹林。

（1）了解有机化合物的提纯方法。

（2）熟悉制备阿斯匹林的反应原理。

（3）掌握采用乙酸酐作酰基化试剂酰化水杨酸制备阿斯匹林的方法。

（十一）透明香皂的制备

香皂是一种最普遍和最广泛使用的个人洗涤用品，对皮肤刺激性小，具有便于携带、使用方便、去污力强和泡沫适中等优点。其有效成分是表面活性剂，最典型的是硬脂酸钠。本实验以天然的动、植物油脂为原料，通过皂化反应制备透明香皂。

（1）了解油脂的结构、物理化学性质以及作为营养物质在人体中的代谢和功能。

（2）熟悉肥皂的去污原理。

（3）掌握通过皂化反应制备透明香皂的原理和方法。

三、教学安排及方式

总学时 16 学时，其中：讲授 0.5  学时，实验 15 学时，线上  0.5 学时                                                     

四、考核及成绩评定方式

最终成绩由预习报告、实验操作、实验报告、实验素养、网上实验安全考试成绩组合而成。各部分所占比例如下：

预习报告成绩：10%。主要考核对每堂实验课的预习情况，检查报告撰写的规范化和训练实验习惯的养成。

实验操作成绩：30%。主要考核学生实验操作基本技能熟练掌握的程度和认真严谨程度。

实验报告成绩：40%。主要考核对每堂实验课基础理论知识和基本技能的掌握程度。

实验素养成绩：10%。主要考核与他人合作交流、探索实验内容的情况及在实验结束后规整好实验仪器的自觉性。

网上实验安全考试成绩：10%。主要考核学生对化学实验室安全基本知识掌握的情况。

过程成绩提交时间和总评成绩计算说明表

五、教材及参考书目

教材：《化学探究实验讲义》，西安电子科技大学应用化学实验中心主编。

参考书目：

1.《大学基础化学实验》浙江大学化学系主编，科学出版社

2.《大学化学实验》,张思敬主编，科学出版社

3.《大学实验化学》,梁燕萍，王琦编著，西安电子科技大学出版社