大学化学实验教程（曹忠）（下册）

化学是一门实验性很强的学科，本书是编者总结多年来各类大学化学实验教学与研究方面的改革成果，并设计新的实验教学体系和模式编写而成的。
全书分上、下两册，共分10章五大部分，分别是基础知识、基本操作、基本实验、创新研究性实验和附录，将无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、仪器分析等实验，编排为基本实验与创新研究性实验两大块，其中基本实验又分为基础性实验、综合性实验与设计性实验。一方面增加项目式探究实验内容，另一方面选取教师科研课题成果开设创新性实验项目，并接入数字化拓展资源，融入大情怀、大格局的思政元素；同时，针对不同理科和工科专业，开设能源、环境、材料、食品、生物、制药、水利、机械、交通、土木类等具有相关专业背景的实验项目，全方位培养学生学习化学实验的“好奇心”和“智能制造”，交叉融合，以适应行业、产业、地方经济发展的需要。
《大学化学实验教程（下册）》共收录各类大学化学实验项目76个，其中三性实验达56个，占74%。本书可作为高等院校化学、化工、轻工、环境、材料、农业、食品、生物、制药、医学以及土木、水利、机械、交通等理工科专业学生的大学化学实验教材，也可供其他专业科研和技术人员参考。

曹忠，男，中共党员，二级教授，博士生导师，电力与交通材料保护湖南省重点实验室主任。教育部新世纪优秀人才，日本学术振兴会（JSPS）学者，湖南省新世纪121人才，湖南省普通高校学科带头人，湖南省化学化工学会副理事长，长沙理工大学应用化学国家一*流专业负责人。 教学方面，主要从事分析化学双语教学与创新实验研究，主讲《分析化学》（双语）、《仪器分析》、《分析化学实验》等课程，主持湖南省教育科学规划课题、湖南省教学改革研究重点项目、《分析化学》省级精品课程等；获湖南省教学成果三等奖、湖南省高等教育学会优秀高等教育科学研究成果二等奖，获湖南省多媒体教育软件大赛三等奖，指导学生获湖南省大学生化学化工实验与创新设计竞赛三等奖等；出版《基础化学实验》、《Application of Chemical Engineering》等4部；以第*一作者在中文核心《实验技术与管理》、《化工高等教育》等期刊发表教学研究论文9篇。 科研方面，主要从事化学生物传感、纳米生物分析、食品安全与微纳器件研究，先后主持国家重大科研仪器研制分项目、国家自科基金面上项目、科技部国家科技支撑计划子课题、中科院STS计划（环境监测）项目、教育部新世纪优秀人才支持计划项目、省自科基金重点项目等。申请专利42项，已授权37项，其中授权国家发明专利18项、美国专利1项。担任国际期刊Chemosensors、Biosensors客座编辑；在Chem. Eng. J.、Biosens. Bioelectron.、ACS Sens.、Anal. Chem.、Anal. Chim. Acta、Sens. Actuators B、Mater. Sci. Eng. C、LWT-Food Sci. Tech.、光学(日文)、分光研究(日文)、化学学报、中国科学：化学 等国内外核心刊物发表SCI论文140余篇，其中ESI高被引4篇，他引6100多次。

为了适应国家“强基计划”和新时代人才培养战略，需要发展基础学科，并促进工程实践能力，需要培养厚基础、强能力、高素质的创新人才。化学是一门中心科学，它作为重要的基础学科，与化工、轻工、环境、材料、食品、生物、制药、医学、生命健康，甚至能源交通、土木水利、机械电气及智能制造与工程等多个核心领域的发展息息相关。同时，化学是一门实验性很强的学科，化学理论和化学规律的发展、演进和应用都来源于化学实验;化学实验教学是培养学生创新能力和工程实践能力的重要环节。因此，在进行化学类、化工类和相关理工科专业学生的化学教学中，要从基础实验出发，培养学生“化学”思维创新能力，锻炼学生“化学”实践动手能力，从而为培养高素质的创新型人才打下坚实的基础。
本书是编者总结本校和兄弟院校多年来，尤其是近几年进行国家级一流本科专业建设、国家级和省级基础课示范实验室建设以来，在大学中各类化学实验教学与研究方面的改革成果，并设计新的实验教学体系和模式编写而成的。最大的特点是结合国家重点发展领域和湖南省“十四五”规划重点发展产业，以及学校重点发展学科专业，优化了实验设计，增加了与生产实际及工程相关的实验内容，这也是满足各级一流精品课程、一流专业建设、工程教育专业认证的需要。本实验教材的特色如下：
(1)对传统的实验内容进行改革和重组：将无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、仪器分析等实验，编排为基本实验与创新研究性实验两大块，其中基本实验又分为基础性实验、综合性实验与设计性实验。全书综合性、设计性与创新研究性实验所占比例达85%，增强了大学化学实验对学生的综合化学知识、动手与动脑能力以及创新研究基本素质的培训与强化。
(2)针对不同专业，选取学生感兴趣的具有专业背景的实验内容：依托现有资源，针对不同理科和工科专业，开设能源、环境、材料、食品、生物、制药、水利、机械、交通、土木类等具有相关专业背景的实验项目，教学大纲中涉及的每个内容模块下均有2～3个实验项目供选择，能分别满足不同专业、不同兴趣学生对化学实验课程学习的需求，将人才培养从服务型人才向创新型人才推进。
(3)依据实验大纲教学要求，将教学内容情景化、数字化：增加项目式探究实验内容，构建“技能训练+实际问题+课题研究”三位一体课程实验内容，而这些主要体现在创新研究性实验部分，如“采用电化学方法回收废旧电池中的锰”“未知有机物的结构鉴定”等。同时，增加了拓展学习内容，如实验知识拓展介绍、习题训练等，这部分内容以数字化资源形式呈现，可扫描二维码进行学习。
(4)科教融合，选择前沿科研课题部分内容作为实验项目：选取教师科研课题成果开设创新性实验项目，强调实验方案的开放性和实验过程的自主性，能够运用所学理论知识和实验技能来解决实验中遇到的各种问题，独立开展实验研究，培养学生学习化学实验的“好奇心”和“智能制造”，交叉融合，培养助力下游学科和产业高质量发展的复合型人才。
(5)强化思政育人：将创新创业、爱国主义、节能环保、严谨治学的科研态度等思政元素有机地融合在大学化学实验教程里，如插入典型化学实验发展历史、著名科学家故事等，激发学生的斗志，指引学生前进的方向，使学生拥有大情怀、大格局，从而给予学生前进的动力，以适应行业、产业、地方经济发展的需要。
《大学化学实验教程》全书分上、下两册，共包括10章五大部分，即基础知识、基本操作、基本实验、创新研究性实验和附录。上册由李丹副教授和卿志和教授担任主编，由夏姣云、李君、陈平、李俊彬担任副主编;下册由曹忠教授和童海霞副教授担任主编，由潘彤、聂艳媚、周俊、曾巨澜担任副主编。长沙理工大学无机化学、分析化学、物理化学、有机化学等相关教研室(组)在大学化学相关领域具有丰富教学、教研、科研经验的中青年骨干教师参与了本书的编写。全书由曹忠教授和李丹副教授负责统编、整理、定稿。
湖南大学王青教授、中南大学丁治英副教授、湖南科技大学刘灿军副教授、吉首大学刘文萍副教授、湖南工程学院方正军教授等对本书的编写给予了热情的帮助，在此表示衷心的感谢。此外，本书得到长沙理工大学应用化学国家级一流本科专业建设项目和化学ESI全球前1%学科“双一流”建设项目的资助和支持。
由于编者水平有限，书中难免存在疏漏和不妥之处，敬请读者批评指正，以便今后修订。

《大学化学实验教程》教材编委会
2024年2月于长沙

第一章　大学化学实验基础知识
一、化学实验室规则 1
二、化学实验室的安全知识 1
三、实验预习、记录和实验报告  4
四、实验常用仪器  8
五、实验常用装置 11
六、仪器的选择  13
七、仪器的装配与拆卸  13
八、仪器的清洗和干燥  13
九、加热和冷却  14
十、电气设备  15

第二章　大学化学实验基本操作
一、干燥 17
二、液体化合物折射率的测定   22
三、熔点的测定  24
四、重结晶   26
五、简单分馏  30
六、萃取 32
七、减压蒸馏  34
八、水蒸气蒸馏  36
九、柱色谱   37
十、薄层色谱  40

第三章　大学化学基本实验（Ⅳ）（有机化学）
第一节　基础性实验  44
实验一 卤代烃的鉴定  44
实验二 糖的鉴定 45
实验三 工业酒精的蒸馏  47
实验四 环己烯的制备  49
第二节　综合性实验  51
实验五 正溴丁烷的制备  51
实验六 正丁醚的制备  53
实验七 己二酸的制备  54
实验八 环己酮的制备  56
实验九 乙酸乙酯的制备  58
实验十 苯甲酸乙酯的制备 59
实验十一 呋喃甲醇和呋喃甲酸的制备  61
实验十二 2-甲基-2-己醇的制备  63
实验十三 三苯甲醇的制备 65
实验十四 苯乙酮的制备  66
实验十五 对氨基苯磺酰胺的制备 69
实验十六 8-羟基喹啉的制备   72
实验十七 甲基橙的制备  74
实验十八 肉桂酸的制备  78
实验十九 7，7-二氯二环【4.1.0】庚烷的制备   79
实验二十 胺的鉴定   80
实验二十一 醛和酮的鉴定 83
实验二十二 从茶叶中提取咖啡因及鉴定  85
实验二十三 菠菜色素的提取与分离 87
实验二十四 烟叶中提取烟碱   90
实验二十五 芦丁的提取及鉴定  92
实验二十六 阿司匹林的制备   94
实验二十七 乙酰乙酸乙酯的制备 95
实验二十八 外消旋α-苯乙胺的拆分   96
实验二十九 安息香的辅酶合成  98
实验三十 二苯基羟基乙酸合成及红外光谱测定  99
实验三十一 二苯乙二酮合成及薄层跟踪  100
实验三十二 质谱法测定苯甲酸甲酯   103
第三节　设计性实验  104
实验三十三 乙酸异戊酯的制备实验条件的研究  104
实验三十四 苯巴比妥的合成  104
实验三十五 多组分混合物——环己醇、苯酚、苯甲酸的分离 105
实验三十六 双酚 A 的合成   105
实验三十七 微波辐射法制备9，10-二氢蒽-9，10-α，β-马来酸酐  106
实验三十八 苄叉丙酮的合成  107
实验三十九 由苯胺合成对硝基苯胺   107

第四章　大学化学基本实验（Ⅴ）（物理化学）
第一节　基础性实验  109
实验一 燃烧热的测定  109
实验二 凝固点降低法测定摩尔质量   113
实验三 黏度法测定高聚物的摩尔质量  116
实验四 双液系的气-液平衡相图  120
实验五 纯液体饱和蒸气压的测量 123
实验六 二组分固-液相图的测绘  127
第二节　综合性实验  130
实验七 配合物组成和稳定常数的测定  130
实验八 原电池电动势的测定  133
实验九 离子选择性电极的测试和应用  137
实验十 电势-pH 曲线的测定   140
实验十一 旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数  144
实验十二 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定   147
实验十三 最大泡压法测定溶液的表面张力 149
第三节　设计性实验  154
实验十四 电泳  154
实验十五 煤的发热量的测定  156
实验十六 水-盐二组分固-液相图的测绘  156
实验十七 氯离子对混凝土中钢筋腐蚀的影响   157

第五章　创新研究性实验
实验一 未知有机物的结构鉴定  158
实验二 常见的葡萄糖的羟基保护反应  158
实验三 丙交酯的制备研究   159
实验四 N-苄基异喹啉酮的制备研究   160
实验五 3，3-二取代吲哚-2-酮衍生物的合成方法研究 162
实验六 废旧电池正极材料的电化学回收  163
实验七 纳米 TiO2 光催化降解甲基橙的动力学研究 163
实验八 锰渣制备磷酸铁锰锂正极材料  164
实验九 碱性电解水制氢及阴极活性分析  164
实验十 电池中电解液对隔膜/电极材料界面润湿性分析  164
实验十一 高温热解法合成锂离子电池硅碳负极材料 165
实验十二 印制电路板 Ni-Pd-Au 化学镀镀液体系的研究  165
实验十三 锂电池材料理论模拟研究   165
实验十四 聚氧化乙烯固态电解质的制备与离子电导率测试  166
实验十五 锂离子电池隔膜用聚烯烃纤维的亲液性改性  166
实验十六 湿法无纺布法制备锂离子电池复合隔膜 167
实验十七 复合隔膜的“热闭” 功能   167
实验十八 复合隔膜对锂离子电池性能的影响   167
实验十九 构建具有确定相变温度的多组分体系  168
实验二十 多孔材料的制备与应用 168

附录
附录1　物理化学基本常数  169
附录2　国际单位制基本单位 (SI)  170
附录3　专有名称和符号的国际单位制导出单位 170
附录4　能量单位换算 170
附录5　压力单位换算 171
附录6　一些有机物的标准摩尔燃烧焓 171
附录7　一些液体的蒸气压、沸点和汽化热  172
附录8　金属混合物熔点   172
附录9　不同温度下水的饱和蒸气压、密度、黏度、表面张力、折射率等数据表  173
附录10　25℃下某些醇类水溶液的表面张力  174
附录11　水在某些温度下的汽化热  174
附录12　18～25℃下难溶化合物的溶度积  174
附录13　不同温度下某些液体的密度ρ 和黏度η 175
附录14　某些液体的折射率  175
附录15　KCl 溶液的电导率  176
附录16　不同温度下离子在水溶液中的极限摩尔电导率Λ ∞m  176
附录17　25℃时一些离子在水溶液中的极限摩尔电导率 177
附录18　25℃时一些弱酸和弱碱的电离平衡常数   178
附录19　25℃时不同浓度的水溶液中阳离子的迁移数  178
附录20　常用参比电极在 25℃时的电极电势及温度系数　179
附录21　不同温度时甘汞电极的电极电势   179
附录22　标准电极电势（还原，25℃）   180
附录23　不同浓度的一些电解质的平均活度系数（25℃）  180
附录24　各类物质的表面张力σ 181

参考文献