2024版高?；瘜W實驗指導手冊前言化學是一門以實驗為基礎的自然科學。實驗教學是化學教育不可或缺的重要組成部分，旨在培養(yǎng)學生的實踐能力、觀察能力、分析與解決問題能力，以及嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和創(chuàng)新精神。隨著化學學科的不斷發(fā)展和教育理念的持續(xù)更新，實驗內(nèi)容、技術手段和安全要求也在不斷演進。本手冊在總結以往教學經(jīng)驗的基礎上，結合當前高?；瘜W實驗教學的實際需求與發(fā)展趨勢，力求為廣大師生提供一套內(nèi)容全面、科學嚴謹、注重安全、強調(diào)規(guī)范的實驗指導用書。本手冊的編寫以“夯實基礎、強化規(guī)范、突出安全、啟迪創(chuàng)新”為原則。內(nèi)容涵蓋化學實驗的基本要求、安全規(guī)范、常用儀器的使用與維護、基本操作技能、實驗數(shù)據(jù)的記錄與處理、實驗報告的撰寫以及典型實驗示例等方面。我們期望通過本手冊的引導，幫助學生更好地理解實驗原理，掌握實驗技能，養(yǎng)成良好的實驗習慣，為其未來的學習和科研工作奠定堅實基礎?；瘜W實驗具有一定的潛在風險，因此，“安全第一”是貫穿始終的核心準則。請所有使用者務必在實驗前認真閱讀并嚴格遵守本手冊中的各項安全規(guī)定，確保實驗教學活動安全、有序、高效地進行。一、化學實驗室安全規(guī)范1.1實驗室準入與基本行為準則化學實驗室是進行科學研究和教學活動的特殊場所，所有進入實驗室的人員必須嚴格遵守實驗室的各項規(guī)章制度。實驗者必須經(jīng)過必要的安全培訓和考核，熟悉實驗室的安全須知后方可進入操作。嚴禁在實驗室內(nèi)吸煙、飲食、喝水或進行其他與實驗無關的活動。實驗期間，嚴禁嬉戲打鬧，保持實驗室安靜有序。不得在實驗臺上放置與實驗無關的個人物品。實驗時應專注，不得擅自離開崗位，確需離開時必須委托他人照看或暫停實驗。1.2個人防護裝備(PPE)進入實驗室必須按規(guī)定穿戴好個人防護裝備，這是保障人身安全的第一道防線：*實驗服：應穿著合身的長袖實驗服，袖口扣緊，實驗服應覆蓋住日常衣物。*護目鏡/面罩：在進行可能產(chǎn)生飛濺、煙霧、粉塵或有爆炸風險的實驗時，必須佩戴護目鏡或防護面罩。*手套：根據(jù)實驗需要選擇合適材質(zhì)的手套（如乳膠、丁腈、耐酸堿手套等）。接觸腐蝕性化學品、有毒物質(zhì)或進行生物相關實驗時必須戴手套，并注意及時更換。*其他防護：長發(fā)需束起，不穿露趾鞋、高跟鞋，不佩戴首飾（尤其是手鏈、戒指等易掛住物品或妨礙操作的飾品）。1.3化學品安全管理1.3.1化學品的識別與儲存實驗前必須仔細閱讀所用化學品的安全技術說明書（SDS/MSDS），了解其理化性質(zhì)、危害特性、安全防護措施及應急處理方法。實驗室化學品應分類存放，如氧化劑與還原劑分開，強酸與強堿分開，易燃易爆品單獨存放于專用防爆柜。標簽模糊或不明的化學品不得使用，并及時上報處理。1.3.2化學品的取用與處理取用化學品時，應遵循“少量多次”原則，避免浪費和過量接觸。固體試劑用潔凈藥匙取用，液體試劑用移液管或滴管取用，嚴禁用手直接接觸或品嘗任何化學品。傾倒液體時，標簽朝向手心，防止腐蝕標簽。使用易揮發(fā)、有毒或有刺激性氣味的化學品時，應在通風櫥內(nèi)操作。1.4實驗操作安全1.4.1加熱與冷卻使用明火（如酒精燈）時，需遠離易燃物，加熱完畢后及時熄滅。使用電熱設備（如電熱套、恒溫水?。r，應檢查線路是否完好，設定溫度是否合理，避免干燒。進行低溫操作（如使用液氮）時，必須佩戴專用防護手套和護目鏡，防止凍傷。1.4.2高壓與真空操作使用高壓設備（如高壓反應釜、鋼瓶）前，必須經(jīng)過專業(yè)培訓，嚴格按照操作規(guī)程進行。定期檢查高壓設備的密封性和安全性。進行真空操作時，應使用耐壓玻璃儀器，并佩戴護目鏡，防止儀器爆裂。1.4.3氣體使用安全使用壓縮氣體鋼瓶時，必須直立固定，使用前檢查減壓閥是否完好，嚴禁混用不同氣體的減壓閥。開啟鋼瓶時，動作應緩慢，嚴禁敲擊、碰撞鋼瓶。有毒有害氣體的使用必須在通風櫥內(nèi)進行，并配備相應的氣體檢測和報警裝置。1.5廢棄物處理實驗室產(chǎn)生的廢液、固體廢棄物等必須分類收集，貼好標簽（注明成分、產(chǎn)生日期等），存放在指定位置，由專業(yè)機構統(tǒng)一處理。嚴禁將實驗室廢棄物隨意倒入下水道或與生活垃圾混放。有機溶劑廢液、重金屬廢液、酸堿廢液等應嚴格分開收集。1.6應急處理實驗室應配備完善的應急設施，如洗眼器、緊急噴淋裝置、滅火器、急救箱等，并確保其處于良好可用狀態(tài)。實驗人員應熟悉這些設施的位置和使用方法。*火災：立即使用適當?shù)臏缁鹌鲹錅缁鹪矗ㄓ皖惢馂挠酶煞刍蚨趸紲缁鹌鳎娖骰馂南葦嚯娫儆枚趸蓟蚋煞蹨缁鹌鳎?，火勢較大時立即撤離并報警。*灼傷：酸灼傷立即用大量流動清水沖洗，再用弱堿性溶液（如小蘇打）中和；堿灼傷立即用大量流動清水沖洗，再用稀硼酸溶液中和；熱灼傷（燙傷）立即用大量冷水沖洗。*化學中毒：立即將中毒者轉移至空氣新鮮處，若吸入有毒氣體，應保持呼吸道通暢，必要時給予氧氣。若誤食，應根據(jù)毒物性質(zhì)決定是否催吐，并立即送醫(yī)。*眼睛灼傷/異物：立即到洗眼器處，撐開眼瞼，用大量流動清水持續(xù)沖洗至少15分鐘，然后就醫(yī)。二、實驗前準備2.1實驗預習實驗前必須認真預習實驗教材或講義，明確實驗目的、原理、步驟、主要儀器設備及注意事項。查閱相關文獻，了解實驗中涉及物質(zhì)的性質(zhì)和潛在風險。應在實驗記錄本上簡要寫出實驗方案、操作流程和數(shù)據(jù)記錄表。2.2儀器與藥品準備根據(jù)實驗要求，檢查所需儀器是否齊全、完好，是否潔凈干燥。必要時對儀器進行校準（如天平、容量瓶、移液管）。領取所需藥品，核對藥品名稱、純度、規(guī)格，檢查藥品標簽是否清晰，是否在有效期內(nèi)。2.3實驗方案設計（針對綜合性、設計性實驗）對于需要自行設計方案的實驗，應在充分調(diào)研的基礎上，提出合理的實驗思路、選擇適宜的方法和儀器、考慮可能的影響因素及控制方法，并預估實驗結果。方案需經(jīng)教師審閱同意后方可實施。三、實驗基本操作技能3.1玻璃儀器的洗滌與干燥3.1.1玻璃儀器的洗滌實驗所用玻璃儀器必須潔凈，洗凈的標準是內(nèi)壁附著的水既不聚成水滴，也不成股流下。*一般污垢：可用自來水沖洗，再用合適的毛刷蘸取去污粉或合成洗滌劑刷洗，最后用蒸餾水潤洗2-3次。*油污或有機物：可用鉻酸洗液浸泡（注意安全，鉻酸洗液具有強氧化性和腐蝕性），或用合適的有機溶劑（如乙醇、丙酮）浸泡后刷洗。*特殊污垢：如金屬氧化物、碳酸鹽等，可用稀鹽酸浸泡；硫化物可用硝酸浸泡。3.1.2玻璃儀器的干燥*晾干：將洗凈的儀器倒置在儀器架上，自然風干，適用于不急用或容量精確的儀器（如容量瓶）。*烘干：將儀器放入烘箱中烘干，溫度一般控制在____℃。帶有刻度的計量儀器（如移液管、滴定管）不宜在烘箱中烘干。*吹干：用吹風機（熱風或冷風）直接吹干，適用于急需使用的儀器。3.2基本度量儀器的使用3.2.1移液管與吸量管移液管用于準確移取一定體積的液體。使用前，應先用待移取液潤洗2-3次，以確保移取濃度準確。移取液體時，用洗耳球吸取液體至刻度線以上，食指按住管口，緩慢調(diào)節(jié)液面至刻度線，然后將液體放入接收容器，注意最后一滴是否吹出（“吹”或“不吹”應根據(jù)移液管標識確定）。吸量管與移液管類似，但可用于移取不同體積的液體。3.2.2滴定管滴定管分為酸式滴定管和堿式滴定管，用于滴定分析中準確測量溶液體積。*酸式滴定管：用于裝酸性、中性及氧化性溶液，旋塞需涂凡士林密封。*堿式滴定管：用于裝堿性溶液，下端為橡膠管連接玻璃尖嘴，內(nèi)有玻璃珠控制液流。使用前需檢查是否漏水，并用待裝溶液潤洗2-3次。滴定操作時，左手控制滴定管活塞或玻璃珠，右手持錐形瓶并不斷搖動，眼睛注視錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化。讀數(shù)時，滴定管應垂直放置，視線與彎月面最低點相切（有色溶液可觀察液面最高點）。3.2.3容量瓶容量瓶用于配制準確濃度的溶液。使用前需檢查是否漏水。配制溶液時，先將溶質(zhì)在燒杯中溶解，冷卻至室溫后，沿玻璃棒轉移至容量瓶中，用蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒2-3次，洗滌液一并轉入容量瓶。加水至刻度線以下1-2cm處，改用膠頭滴管滴加至刻度線，蓋緊瓶塞，反復顛倒搖勻。3.2.4天平的使用天平是精確稱量物質(zhì)質(zhì)量的儀器，常用的有托盤天平和電子天平。*托盤天平：用于粗略稱量，精度不高。使用前需調(diào)零，左物右碼，砝碼用鑷子夾取。*電子天平：用于精確稱量，精度可達0.1mg或更高。使用前需檢查水平，開機預熱。稱量時，將稱量瓶或容器放在稱量盤上，去皮（歸零），再加入待稱物質(zhì)。注意防風、防震，避免樣品灑落在稱量盤上。3.3物質(zhì)的分離與提純3.3.1過濾過濾用于分離液體與不溶性固體。常用的方法有常壓過濾（普通過濾）、減壓過濾（抽濾）和熱過濾。*常壓過濾：使用漏斗和濾紙。濾紙應緊貼漏斗內(nèi)壁，濾紙邊緣低于漏斗邊緣。傾倒濾液時，用玻璃棒引流，液面低于濾紙邊緣。*減壓過濾：使用布氏漏斗、吸濾瓶和真空泵?？杉涌爝^濾速度，常用于晶體的分離和洗滌。*熱過濾：當溶液中溶質(zhì)在溫度降低時易結晶析出，而又需除去不溶性雜質(zhì)時，需進行熱過濾，常用保溫漏斗或用普通漏斗在熱水浴中保溫。3.3.2蒸發(fā)與結晶蒸發(fā)：通過加熱使溶液中的溶劑揮發(fā)，從而提高溶液濃度或析出晶體。常用蒸發(fā)皿在石棉網(wǎng)上加熱，蒸發(fā)過程中需用玻璃棒不斷攪拌，防止局部過熱導致液滴飛濺。結晶：是溶質(zhì)從溶液中析出形成晶體的過程。有蒸發(fā)結晶（適用于溶解度隨溫度變化不大的物質(zhì)）和冷卻結晶（適用于溶解度隨溫度變化較大的物質(zhì)）。3.3.3蒸餾與分餾蒸餾用于分離沸點相差較大的液體混合物，或提純液體物質(zhì)。根據(jù)混合物的性質(zhì)，可分為常壓蒸餾、減壓蒸餾、水蒸氣蒸餾等。*常壓蒸餾：主要儀器有蒸餾燒瓶、冷凝管、接收器、溫度計等。溫度計水銀球應位于蒸餾燒瓶支管口處。冷凝水應下進上出。分餾：用于分離沸點相近的液體混合物，通過分餾柱實現(xiàn)多次汽化-冷凝，相當于多次蒸餾。3.3.4萃取與分液萃取是利用物質(zhì)在兩種互不相溶溶劑中溶解度的差異，將物質(zhì)從一種溶劑轉移到另一種溶劑中的過程。分液是將兩種互不相溶的液體分開的操作，通常在分液漏斗中進行。萃取時，將溶液和萃取劑加入分液漏斗，蓋緊塞子，充分振蕩（注意適時放氣，防止內(nèi)壓過大），靜置分層后，下層液體從下口放出，上層液體從上口倒出。3.4加熱與冷卻技術除前述加熱與冷卻的安全注意事項外，還需掌握以下具體操作：*直接加熱：適用于耐高溫的儀器，如燒杯、蒸發(fā)皿等，需墊石棉網(wǎng)使受熱均勻。*間接加熱：如水浴加熱（溫度不超過100℃）、油浴加熱（溫度范圍較廣）、砂浴加熱等，可使被加熱物質(zhì)受熱更均勻，溫度更易控制。*冷卻：常用的冷卻劑有自來水、冰水混合物、干冰、液氮等。3.5氣體的發(fā)生、凈化與收集根據(jù)反應物的狀態(tài)和反應條件，選擇合適的氣體發(fā)生裝置。例如，固體加熱制氣（如氧氣）可用大試管和酒精燈；固液常溫反應制氣（如氫氣、二氧化碳）可用啟普發(fā)生器或錐形瓶與分液漏斗的組合。氣體凈化通常通過洗氣瓶，內(nèi)裝適當?shù)奈談┮猿ルs質(zhì)。收集氣體的方法有排水法（適用于不溶于水或難溶于水的氣體）、向上排空氣法（適用于密度比空氣大的氣體）和向下排空氣法（適用于密度比空氣小的氣體）。四、實驗數(shù)據(jù)的記錄與處理4.1實驗數(shù)據(jù)的記錄實驗數(shù)據(jù)必須及時、準確、完整、清晰地記錄在專用的實驗記錄本上，不得隨意涂改或憑記憶補記。記錄內(nèi)容應包括：實驗日期、實驗名稱、實驗條件（如溫度、壓力、儀器型號等）、原始數(shù)據(jù)、觀察到的現(xiàn)象（顏色變化、沉淀生成、氣體產(chǎn)生、溫度變化等）。數(shù)據(jù)的有效數(shù)字應與儀器的精度相匹配。若記錄有誤，應在錯誤數(shù)據(jù)上畫一橫線，在其上方寫上正確數(shù)據(jù)，并注明修改原因。4.2數(shù)據(jù)處理與結果表達4.2.1有效數(shù)字及其運算規(guī)則有效數(shù)字是指在測量中能得到的有實際意義的數(shù)字，包括準確數(shù)字和一位可疑數(shù)字。進行數(shù)據(jù)運算時，應遵循有效數(shù)字運算規(guī)則：加減法以小數(shù)點后位數(shù)最少的數(shù)為準；乘除法以有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)為準。4.2.2誤差分析實驗結果與真實值之間的差異稱為誤差。誤差分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差。系統(tǒng)誤差可通過校準儀器、改進實驗方法、空白實驗、對照實驗等方法減免；偶然誤差可通過增加平行測定次數(shù)，取平均值來減小。4.2.3數(shù)據(jù)的圖表化表示實驗數(shù)據(jù)常用列表法和作圖法表示。作圖時，應選擇合適的坐標紙，明確坐標軸的物理量和單位，數(shù)據(jù)點應清晰，根據(jù)數(shù)據(jù)點的分布繪制平滑的曲線或直線，必要時進行線性擬合，求出相關參數(shù)。4.3實驗報告的撰寫實驗報告是實驗工作的總結，是衡量實驗質(zhì)量的重要依據(jù)。一份完整的實驗報告應包括以下內(nèi)容：*實驗名稱*實驗日期、實驗地點、實驗者、同組實驗者（如有）、指導教師*實驗目的：簡述實驗要達到的目標和學習的內(nèi)容。*實驗原理：簡明扼要地闡述實驗所依據(jù)的主要化學原理、反應方程式及計算公式。*主要儀器與試劑：列出實驗所用的主要儀器（型號、規(guī)格）和試劑（名稱、純度、濃度）。*實驗步驟：用簡潔的文字或流程圖描述實驗的操作過程，突出關鍵步驟。*實驗數(shù)據(jù)與現(xiàn)象記錄：如實記錄實驗過程中測得的原始數(shù)據(jù)、觀察到的現(xiàn)象，可列表或附圖。*數(shù)據(jù)處理與結果討論：對實驗數(shù)據(jù)進行處理、計算，得出實驗結果。分析實驗誤差產(chǎn)生的原因，對實驗現(xiàn)象進行解釋，評價實驗方案的優(yōu)缺點，提出改進建議等。這是實驗報告的核心部分，應充分體現(xiàn)分析問題和解決問題的能力。*實驗結論：根據(jù)實驗結果，簡明扼要地寫出結論。*思考題：回答實驗教材中提出的思考題，或?qū)嶒炛杏龅降膯栴}進行反思。五、實驗后工作5.1儀器的清洗與保養(yǎng)實驗結束后，應立即將所用儀器清洗干凈，放回原處。精密儀器使用后，應按操作規(guī)程進行關機和保養(yǎng)，填寫使用記錄。5.2實驗臺面與實驗室環(huán)境整理清理實驗臺面，將廢棄的濾紙、碎玻璃等放入指定的垃圾桶。打掃實驗室衛(wèi)生，保持整潔。檢查水電是否關閉，