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工程化学是普通化学教学改革的重要成果，是培养现代工程技术人才知识结构和能力结构的重要公共基础课程，随着高等教育改革的不断深化，越来越多的学校和专业开设工程化学课程。化学是一门实验科学，工程化学实验是工程化学教学体系的重要组成部分。将工程化学实验课程的改革与工程化学理论课程的改革**地结合起来，利用有限的实验课时，提高学生在实验中应用化学知识的能力是非常必要的。李明星、张琳萍、康诗钊、安保礼主编的《工程化学实验》，在介绍工程化学实验基础知识、基本要求、基本操作、仪器使用方法的基础上，共编写了十九个实验，这些实验内容分三个层次，即基础性实验、趣味性实验和综合性实验，旨在培养学生的基础化学实验技能、创新实验的兴趣，以及综合运用交叉学科知识和实验技术的能力。

内容简介

工程化学实验是高等院校培养现代理工科技人才的重要公共基础课程。工程化学实验具有学时数较少、专业覆盖面较广、化学特色突出、综合性强等特点。《工程化学实验》在介绍工程化学实验基础知识、基本要求、基本操作、仪器使用方法的基础上，共编写了十九个实验，这些实验分基础性实验、趣味性实验和综合性实验三种类型，旨在培养学生的基础化学实验技能、创新实验的兴趣，以及综合运用交叉学科知识和实验技术的能力。
《工程化学实验》可作为高等院校理工科非化学化工专业的“工程化学实验”、“普通化学实验”等实验课程的教材，也可供相关人员参考。

作者简介

李明星、张琳萍、康诗钊、安保礼

目　　录

前言
第一章实验基础知识和基本要求
第一节实验的意义和目的
第二节实验学习方法
第三节实验室规则
第四节实验室安全和灭火常识
第五节实验室设施和通风方法
第六节实验室用水知识和“三废”处理
第七节预习报告和实验报告的书写格式
第八节误差与数据处理
第二章实验基本操作和仪器使用方法
第一节常用玻璃仪器
第二节化学试剂的纯度和存用
第三节量器及其使用

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第一章实验基础知识和基本要求
第一节实验的意义和目的
化学是研究物质的组成、结构、性质和变化规律的科学。化学是一门实验科学，任何化学上的发现、发明都离不开实验，化学中的理论、学说、定律都来源于实验并且不断地经受实验的检验。化学学科已深入到各个自然科学领域，产生了许多应用化学知识的交叉学科，如材料化学、能源化学、生物化学、药物化学、环境化学等。这些交叉学科中都蕴含着许多化学问题，需要我们以化学的思想和方法去解决。
工程化学实验是为高等院校工程类专业和非化学专业的理工科大学生开设的实验课程之一，它的教学目的是为了适应21 世纪我国经济和科技发展的需要，培养非化学类理工科学生的化学素质，帮助学生掌握化学知识和实验技能，使他们在今后的实际工作中，面对现代工程技术中遇到的诸如材料选择与寿命、环境污染与保护、能源开发与利用、信息传递等有关化学问题，能有意识地运用化学观点去思考、认识和解决问题。
为了培养出符合新世纪发展需要的，具有扎实的“五基”（基础理论、基础知识、基本技能、基本思维、基本能力）、“四能”（能发现问题、能提出问题、能分析问题、能解决问题），并具有创新能力的新一代大学生，使学生能够利用化学的观点启迪自己的创新思维，提高自己的创新能力，我们希望通过工程化学实验的学习，达到以下目的：
（1）培养学生的科学精神和科学品德，严谨的科学态度，实事求是、一丝不苟的科学作风。养成良好的实验室个人工作习惯和互助协作的团队精神。
（2）培养学生的化学实验基本操作技能和实践动手能力。化学实验中有各种各样的实验操作，我们要求学生能掌握基本的实验操作技能。有正确的操作，才能得出准确的数据和结果，这些是我们得到正确结论的主要依据。
（3）培养学生的实验观察能力和独立思考能力。在完成实验的过程中，细致观察实验现象和准确记录实验数据，结合化学理论知识，处理实验数据，从中得出正确的结论。
第二节实验学习方法
工程化学实验的学习，不仅需要有正确的学习态度，还需要有正确的学习方法。现将该实验课程的学习方法归纳如下。
1 .预习
预习是做好实验的前提和保证。要求学生在课前认真阅读每个实验的内容，做到明确实验目的，了解实验原理，熟悉实验步骤，理解每步实验内部蕴含的道理和预期取得的数据，合理安排实验时间，写出预习报告。

第一章 实验基础知识和基本要求
 第一节 实验的意义和目的
 化学是研究物质的组成、结构、性质和变化规律的科学。化学是一门实验科学，任何化学上的发现、发明都离不开实验，化学中的理论、学说、定律都来源于实验并且不断地经受实验的检验。化学学科已深入到各个自然科学领域，产生了许多应用化学知识的交叉学科，如材料化学、能源化学、生物化学、药物化学、环境化学等。这些交叉学科中都蕴含着许多化学问题，需要我们以化学的思想和方法去解决。
 工程化学实验是为高等院校工程类专业和非化学专业的理工科大学生开设的实验课程之一，它的教学目的是为了适应21 世纪我国经济和科技发展的需要，培养非化学类理工科学生的化学素质，帮助学生掌握化学知识和实验技能，使他们在今后的实际工作中，面对现代工程技术中遇到的诸如材料选择与寿命、环境污染与保护、能源开发与利用、信息传递等有关化学问题，能有意识地运用化学观点去思考、认识和解决问题。
 为了培养出符合新世纪发展需要的，具有扎实的“五基”（基础理论、基础知识、基本技能、基本思维、基本能力） 、“四能”（能发现问题、能提出问题、能分析问题、能解决问题） ，并具有创新能力的新一代大学生，使学生能够利用化学的观点启迪自己的创新思维，提高自己的创新能力，我们希望通过工程化学实验的学习，达到以下目的：
 （1） 培养学生的科学精神和科学品德，严谨的科学态度，实事求是、一丝不苟的科学作风。养成良好的实验室个人工作习惯和互助协作的团队精神。
 （2） 培养学生的化学实验基本操作技能和实践动手能力。化学实验中有各种各样的实验操作，我们要求学生能掌握基本的实验操作技能。有正确的操作，才能得出准确的数据和结果，这些是我们得到正确结论的主要依据。
 （3） 培养学生的实验观察能力和独立思考能力。在完成实验的过程中，细致观察实验现象和准确记录实验数据，结合化学理论知识，处理实验数据，从中得出正确的结论。
 第二节 实验学习方法
 工程化学实验的学习，不仅需要有正确的学习态度，还需要有正确的学习方法。现将该实验课程的学习方法归纳如下。
 1 .预习
 预习是做好实验的前提和保证。要求学生在课前认真阅读每个实验的内容，做到明确实验目的，了解实验原理，熟悉实验步骤，理解每步实验内部蕴含的道理和预期取得的数据，合理安排实验时间，写出预习报告。
 在预习实验内容时，学生要特别注意预习每次实验所遇到的化学基本操作和实验仪器使用方法，请阅读本书第二章的相关内容。结合教师的讲解、示范和自己的实践操作，真正掌握这些化学基本操作和仪器使用方法，为今后的实验课程学习和实际工作打下坚实的基础。
 2 .实验
 学生应按时到达实验室，穿好实验服，整理实验台面，按照实验书中的实验用品清点玻璃仪器和试剂等。为保持实验环境的整洁，书包不能放在实验台面上。
 在学生开始做实验之前，教师要进行讲解、提问和检查。由教师讲解实验原理和操作示范，使基本操作规范化。师生共同研讨实验原理、操作要点和注意事项。如发现学生没有预习，教师可以令其预习好以后再进行实验。
 学生按拟定的实验步骤独立操作，进行实验。要求认真把握基本操作，仔细观察实验现象，如实测定和记录实验数据，并做到边操作、边思考、边记录。观察的实验现象、测定的实验数据要如实记录在预习报告本上，不能杜撰实验数据。实验中要勤于思考，力争自己解决问题。碰到疑难问题，可与教师讨论，获得指导。如实验失败，要检查原因，经教师同意后方可重做实验。
 实验过程中应始终保持实验室的安静和实验台面的整洁，培养良好的实验室工作习惯。
 3 .实验报告
 做完实验后，要认真分析实验现象，整理实验数据，撰写实验报告。要做到认真、独立完成实验报告，对实验现象进行解释，得出结论。实验报告要求按一定格式书写，字迹端正，叙述要简明扼要，对实验数据要进行处理（包括计算、作图、误差表示） 。
 实验报告通常包括以下三部分内容：
 （1） 写出实验目的、扼要的原理、主要仪器和试剂、简明的实验步骤。
 （2） 写出实验现象和测定的原始数据。
 （3） 给出实验结论。包括对实验现象进行分析和解释，对所测数据或产品产量进行计算和误差分析，对实验进行讨论，以及思考题的回答等。
 要学会采用化学的语言来撰写实验报告，如用反应方程式来说明化学反应的实质等。
 第三节 实验室规则
 1 .实验室是教师和学生进行实验教学的场所，进入实验室的人员，必须遵守实验室的各项规章制度，爱护公物，保持室内安静，严禁大声喧哗、打闹，严禁在实验室吸烟、吃东西。
 2 .学生在实验课前须要完成预习，每次进入实验室，应穿好实验服，清点本次实验所需要的实验仪器，如发现有破损或缺少，应报告教师，按规定手续补齐。
 3 .学生要认真听取教师的实验讲解和操作示范。实验时要严格按操作规范进行实验，注意安全，防止发生意外事故。
 4 .实验时保持安静，集中思想，认真操作，仔细观察实验现象，如实记录结果，积极思考问题。
 5 .实验时应保持实验室和桌面清洁整齐。废纸、火柴梗等固体废物以及各种强腐蚀性废液等，应放入废物缸或其他规定的回收容器内，严禁倒入水槽，以防止水槽和下水管道堵塞或腐烂。增加环保意识，有毒废液、有毒固体应集中回收处理。
 6 .爱护仪器设备，爱惜化学试剂、实验材料。所有仪器、药品和材料，未经教师同意，不得擅自带出实验室。实验时如有玻璃仪器和设备损坏，应按照实验室规定予以赔偿。
 7 .使用化学试剂应注意以下几点：
 （1） 试剂应按规定的量取用。如果实验书中未规定用量，应注意节约。
 （2） 取用固体试剂时，注意勿使其撒落在实验桌上，若不慎撒落，应及时清理干净。
 （3） 试剂自瓶中取出后，不应倒回原试剂瓶中，以免带入杂质而引起整瓶的试剂变质。
 （4） 试剂瓶使用过后，应立即盖上塞子，并归原处，以免与其他试剂瓶塞子混淆，错盖塞子。
 （5） 公用试剂应放在规定的试剂架上，使用时尽可能不要放在自己的实验桌上，以免影响其他同学的使用。
 8 .实验完毕，学生应将玻璃仪器洗刷干净并放回原处，应整理好药品及自己的实验桌面，将手洗干净。请教师检查实验记录，经教师同意后方能离开实验室。
 9 .最后，值日生打扫整个实验室，检查自来水槽是否干净，煤气开关是否关紧，电源是否切断，门窗是否关好等。教师做好实验室使用记录，检查实验室安全和卫生，关闭灯光后锁门。
 第四节 实验室安全和灭火常识
 在实验室中，经常接触到有毒、腐蚀性、易燃或具有爆炸性的化学试剂，使用易碎的玻璃仪器和瓷质器皿，以及在煤气、水、电等高温和电热设备的环境下进行着紧张而细致的工作，因此，必须十分重视实验室安全。通过实验课程的培训，养成安全实验的良好习惯和处理突发安全事故的能力。
 一、安全守则和防护知识
 1 .首次进入实验室应了解煤气总阀门、水阀门及电闸所在处。离开实验室时，一定要将室内检查一遍，应将水、电、煤气的开关关好，门窗锁好。每次实验结束后，应将手洗净才可离开实验室。绝不能用湿手开关电闸和电器。
 2 .易燃、易爆物质（如乙醚、丙酮、乙醇、苯、金属钠等）的操作都要在离火较远的地方进行，并严格按照操作规程操作。低沸点的有机溶剂不准在明火上直接加热。
 3 .加热浓缩液体的操作要十分小心，不能俯视加热的液体，加热的试管口更不能对着自己和别人。浓缩溶液时，不能离开工作岗位，特别是有晶体出现之后，要不停地搅拌，以免暴沸。
 4 .浓酸、浓碱具有强腐蚀性，使用时不要溅在皮肤或衣服上，要穿实验服加以保护。用移液管量取这些试剂时，必须使用橡胶洗耳球，绝对不能用口吸取。若不慎溅在实验台上或地面，必须及时用湿抹布或拖布擦洗干净。如果触及皮肤，应立即用大量水冲洗。酸（或碱）溅入眼内：立刻用大量水冲洗，然后用饱和碳酸氢钠溶液（或硼酸溶液）冲洗，最后再用水冲洗。
 5 .禁止在实验室内饮食、抽烟。有毒、有刺激性气体的实验操作要在通风橱内进行。防止有毒的试剂（如铬盐、钡盐、铅盐、砷化合物、汞及汞化合物、氰化物等）进入口内或接触伤口。
 6 .有毒废液不能倒入下水道，可回收后集中处理。酸性和碱性废液应先用水稀释，然后倒入水槽，再用大量自来水冲洗水槽及下水道。
 7 .绝对不允许随意混合各种化学药品，以免发生意外事故。
 8 .烫伤：切勿先用水冲洗，而应立即在烫伤处抹上烫伤膏或万花油。
 9 .玻璃割伤：伤口内若有玻璃碎片，需先挑出，然后涂上红药水并用消毒纱布进行包扎。
 10 .触电：立即切断电源，在必要时进行人工呼吸，及时送医治疗。
 二、消防知识
 物质燃烧需具备三个条件：可燃物质、氧气或氧化剂、一定的温度。所以灭火的原则是降温或将燃烧物质与空气隔绝。实验室常用来灭火的有水、砂、石棉布，以及各种灭火器，如CO2 灭火器、CCl4 灭火器、泡沫灭火器、干粉灭火器等。实验中一旦发生了火灾，切不可惊慌失措，应保持镇静。化学实验室常用的灭火措施有：
 1 .小火用湿布、石棉布、细砂覆盖燃烧物，隔绝空气使之熄灭。但覆盖时要轻，避免碰坏或打翻盛有易燃溶剂的玻璃器皿而导致更多的溶剂着火。火势大时可使用泡沫灭火器。电器设备所引起的火灾，只能使用四氯化碳灭火器灭火，不能使用泡沫灭火器，以免触电。
 2 .在加热时可燃液体着火，应立即停止加热，关闭通风橱，把一切易燃易爆物移至远处，防止扩大燃烧。酒精及其他可溶于水的液体着火时，可用水灭火。汽油、乙醚、甲苯等不溶于水的有机溶剂着火时，应用石棉布或砂土扑灭，绝对不能用水，否则会扩大燃烧面积。也可以采用泡沫灭火剂，因为泡沫比易燃液体轻，覆盖在上面可隔绝空气。
 3 .泡沫灭火器内有两个容器，分别盛放两种液体，它们是硫酸铝和碳酸氢钠溶液，两种溶液互不接触，不发生任何化学反应，平时不能碰倒泡沫灭火器。当需要使用泡沫灭火器时，把灭火器倒立，两种溶液混合在一起，就会产生大量的二氧化碳气体：
 Al2 （SO4 ）3 + 6NaHCO3 3Na2 SO4 + 2Al（OH）3 ↓ + 6CO2 ↑
 4 .电器设备着火，先切断电源，再用四氯化碳或干粉灭火器灭火。
 5 .金属钠、钾、镁、铝粉、电石、过氧化钠等着火时，应用干燥的细砂覆盖灭火。
 6 .衣服着火时切忌奔走，应赶快脱下衣服或用大衣、石棉布等包裹身体，也可以躺在地上滚动灭火。
 7 .较大的着火事故应及时报火警119 。
 第五节 实验室设施和通风方法
 一、实验室设施
 学生要首先了解实验室的基本结构，以便今后很好地完成实验，并且在出现事故时能及时应对，做到安全、自救、逃生。
 化学实验室的基础设施主要有实验台、水槽、通风橱、排风扇、去离子水管道、废液回收装置，220 V 交流电路和管道煤气等，如图1 1 所示，煤气管道以黄色标示。化学实验室的基本附件还有灭火细砂、灭火器、洗眼器和喷淋装置等。
 二、实验室通风
 1 .自然通风
 自然通风是通过实验室门口和窗口的空气自然对流的通风，是最简单常用的通风方法，打开实验室窗户和门就可以实现自然通风。但这种通风方法强度较小。
 2 .排风扇通风
 排风扇通风是在实验室左右窗户上面各装有一个换气扇，这种通风方法的效果比自然通风要好，但常常有噪声。
 3 .通风橱通风
 通风橱通风是化学实验室里通风效果最好的通风方法。通风橱安装在每个实验台的上面，或安装在实验室的两端。

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