应用化学科学训练教学大纲

1、应用化学科学训练一、课程说明课程编号：150213Z11课程名称：应用化学科学训练/ Scientific Traning of Applied Chemistry课程性质：专业必修课/集中实践环节学时与学分: 32/1 其中实验学时：32 先修课程要求：无机化学、有机化学、物理化学适应专业：应用化学教材、教学参考书：应用化学综合实验与科学训练自编，2015二、课程设置的目的意义通过系列科学训练实验培养学生进行多学科综合的实验能力，了解科研工作的基本步骤和内容，使学生具有初步的科研创新意识。进一步学习有关无机化学、有机化学、物理化学、分析化学等基础化学知识及无机合成、有机合成、生物化学、环境化

2、学、精细化学品化学、电化学、材料化学、分离工程与技术等多门专业基础知识，掌握化学制备化合物的多种方法学会多种化合物和材料的性能测试方法和仪器，培养严谨的科学态度和科研创新意识，训练学生的科研动手技能，使学生在以后从事实际生产过程中具有较强的科研动手能力及分析问题、解决问题的能力。三、课程的基本要求按照本专业培养方案的培养要求，参照培养方案中课程体系与培养要求的对应关系矩阵，阐述本课程所承载的知识、能力和素质培养的具体要求。1.知识要求（1）掌握应用化学专业综合实验中所涉及的基本概念和基本原理。（2）进一步学习有关无机化学、有机化学、物理化学、分析化学等基础化学知识及无机合成、有机合成、生物化学

3、、环境化学、精细化学品化学、电化学、材料化学、分离工程与技术等多门专业基础知识，了解无机制备、无机制备的基本方法，理解有关工艺过程原理、了解相应设备的结构和特性。（3）了解应用化学研究的发展动态。2.能力要求（1）培养学生分析和解决问题的能力，运用化学和化学工程的基本原理分析和解决实际问题。培养学生自学和质疑能力。通过自学和讨论提出问题。（2）培养查阅文献和进行文献综述能力，通过查阅文献了解应用电化学的发展动态。并初步学会科学研究方法。（3）了解多种无机制备技术和方法，制备出光催化材料、荧光材料、电池材料等新型的无机材料；学习材料性能的测试，了解电化学工作站、扫描电镜、比表面测试仪、XRD、荧

4、光分光光度计、紫外-可见光谱仪、电池测试仪、差热、热重等分析测试仪器的原理和使用方法；了解水净化的一般方法和机理及常用的净化剂，了解絮凝沉降法处理工业废水的方法及分析测定；了解常见胶粘剂的制备方法，及甲醛的危害，掌握分析甲醛的方法；了解聚磷酸铵的用途及掌握其合成方法和测定方法；了解常见废水的处理方法及检测。实验方案的设计要经过文献查阅，论证可行性。培养严谨的科学态度和科研创新意识，训练学生的科研动手技能，使学生在以后从事实际生产过程中具有较强的科研动手能力及分析问题、解决问题的能力。（4）实验结果要按照实验原理进行分析，数据处理采用科学方法进行，根据实验的要求写出相应的实验报告、设计报告和研究

5、论文，报告和论文要求整洁、简明，数据真实，论证合理。培养学生写作报告和论文的能力。3.素质要求通过知识和能力培养，提高学生综合科研素质，包括以批判和质疑为重点的科学精神，以逻辑思维为基础的理性分析，以应用为目标的理论联系实际精神等。四、教学内容、重点难点及教学设计章节教学内容总学时学时分配教学重点教学难点教学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课(含研讨)实践1氧化锌纳米粉体的低温化学法合成与性能研究817采用一些常规低温液相化学方法（络合法、均相沉淀法、燃烧法、水热法）制备纳米材料氧化锌，用差热、热重和X光射线衍射等分析方法测定其结构和热性能。熟悉差热、热重和X光射线衍射、荧光仪等的使用方法。

6、了解纳米ZnO的发光性能和气敏原理。实验2有机稀土配合物的合成及其荧光特征817采用多种配体和铕、铽配合形成单元或多元配合物，研究配体、掺杂离子对发光性能的影响，用荧光分光光度计测定稀土配合物的激发光谱和发射光谱。解释水杨酸铽、苯甲酸铕、苯甲酸邻菲咯啉铕的荧光光谱；了解三元配合物第二配体的协同效应。实验3聚合硫酸铁的制备及性能测定817制备出聚合硫酸铁，并对高浊度原水、染料废水、含锌废水进行处理，通过调整用量来得到较好的净水效果，比较净水剂对不同废水处理的 效果。 絮凝沉降法处理工业废水的技术及原理；浮选处理技术的原理，分光光度法和原子吸收法测定 方法实验4聚乙烯醇缩甲醛胶的制备、游离甲醛的消

7、除与测定817采用聚乙烯醇和甲醛制备聚乙烯醇缩甲醛胶，通过确定吸收甲醛的试剂进行消除甲醛研究，用大气采样机采集释放的甲醛气体，用分光光度法进行测定。了解常见胶粘剂聚乙烯醇缩甲醛的制备方法及作用；甲醛分析方法的原理；消除甲醛的药品确定方法和原理，设计实验方案，测定除甲醛的效果。实验5聚磷酸铵的制备及阻燃性能测试817利用尿素和磷酸二氢铵在液体石蜡中发生聚合反应，生成聚磷酸铵，将所制得的阻燃剂加入到试样中进行阻燃性能；制备防火涂料并进行氧指数测定等阻燃性能 测定。聚磷酸铵的用途及其合成方法原理。阻燃性能测试方法及 原理。实验6电解法印染废水脱色及COD的测定817利用电解和吸附相结合的方法对染料废

8、水进行处理，研究在不同流量、不同电压的条件下对废水处理的效果，用分光光度计进行检测，同时测定废水中的COD值。电解复极性粒子群电极进行可溶性染料废水脱色的基本原理；印染废水的脱色技术和测定技术；废水化学耗氧量(COD)测定方法。实验7氨性体系金属溶剂萃取过程的溶液结构研究817用紫外光谱和红外光谱研究氨-硫酸氨溶液体系铜镍萃取过程水相和有机相的结构；探讨溶液结构变化对萃取行为的影响 规律。氨性溶液中铜、镍离子结构的变化；有机相萃取反应前后红外光谱的变化的原因，推测有机相萃合物可能的结构。实验8化合物的热分析及量热817采用热分析手段TG和DSC测定氯化镍升温过程的脱水过程及热量变化，采用C80

9、热量仪测定氯化镍溶液的热容、稀释焓等热力学数据。升温过程NiCl2质量和热量的变化所对应发生的具体过程。根据误差传递理论，分析C80热量仪所测溶解焓数据的准确度。实验9半导体氧化物薄膜电极的制备及光电性质测定817学习TiO2薄膜电极的制备原理和方法；掌握半导体氧化物薄膜电极光电性质的检测方法；对光电流曲线的光电极的电极反应过程进行的解析。讨论影响TiO2薄膜电极光电化学制氢的主要因素。实验注：实践包括实验、上机等五、实践教学内容和基本要求序号实验项目名称内容摘要基本要求1氧化锌纳米粉体的低温化学法合成与性能研究采用一些常规低温液相化学方法（络合法、均相沉淀法、燃烧法、水热法）制备纳米材料氧化

10、锌，用差热、热重和X光射线衍射等分析方法测定其结构和热性能。用荧光仪测定纳米ZnO的发光性能，组装成气敏元件测定纳米ZnO的气敏性能。了解一些常规低温液相化学方法制备纳米材料的基本原理和方法。熟悉差热、热重和X光射线衍射、荧光仪等的使用方法。了解纳米ZnO的发光性能和气敏原理2有机稀土配合物的合成及其荧光特征采用多种配体和铕、铽配合形成单元或多元配合物，研究配体、掺杂离子对发光性能的影响，用荧光分光光度计测定稀土配合物的激发光谱和发射光谱。掌握水杨酸铽、苯甲酸铕、苯甲酸邻菲咯啉铕三元配合物的制备方法；了解水杨酸铽、苯甲酸铕、苯甲酸邻菲咯啉铕的荧光性质；了解三元配合物第二配体的协同效应。3聚合硫

11、酸铁的制备及性能测定制备出聚合硫酸铁，并对高浊度原水、染料废水、含锌废水进行处理，通过调整用量来得到较好的净水效果，比较净水剂对不同废水处理的 效果。学习聚合硫酸铁的制备及净化水的知识；了解絮凝沉降法处理工业废水的技术；掌握含锌废水浮选处理技术，巩固分光光度法和原子吸收法测定方法4聚乙烯醇缩甲醛胶的制备、游离甲醛的消除与测定采用聚乙烯醇和甲醛制备聚乙烯醇缩甲醛胶，通过确定吸收甲醛的试剂进行消除甲醛研究，用大气采样机采集释放的甲醛气体，用分光光度法进行测定。了解常见胶粘剂聚乙烯醇缩甲醛的制备方法；了解甲醛的危害，掌握分析甲醛的方法；通过查资料确定消除甲醛的药品，并通过实验测定除甲醛的效果，提高设

12、计实验的能力。5聚磷酸铵的制备及阻燃性能测试利用尿素和磷酸二氢铵在液体石蜡中发生聚合反应，生成聚磷酸铵，将所制得的阻燃剂加入到试样中进行阻燃性能；制备防火涂料并进行氧指数测定等阻燃性能测定。了解聚磷酸铵的用途及掌握其合成方法。掌握阻燃性能测试的一般方法.学习涂料的制备方法6电解法印染废水脱色及COD的测定利用电解和吸附相结合的方法对染料废水进行处理，研究在不同流量、不同电压的条件下对废水处理的效果，用分光光度计进行检测，同时测定废水中的COD值。了解电解复极性粒子群电极进行可溶性染料废水脱色的基本原理；掌握电解法印染废水脱色技术和测定技术；了解废水化学耗氧量(COD)测定方法，掌握废水COD测

13、定技术。7氨性体系金属溶剂萃取过程的溶液结构研究用紫外光谱和红外光谱研究氨-硫酸氨溶液体系铜镍萃取过程水相和有机相的结构；探讨溶液结构变化对萃取行为的影响规律。结合配位化学知识讨论氨性溶液中铜、镍离子结构的变化；分析有机相萃取反应前后红外光谱的变化，推测有机相萃合物可能的结构；讨论水相溶液结构的变化对金属离子萃取行为的影响规律。8化合物的热分析及量热采用热分析手段TG和DSC测定氯化镍升温过程的脱水过程及热量变化，采用C80热量仪测定氯化镍溶液的热容、稀释焓等热力学数据。结合TG和DSC实验结果，分析升温过程NiCl2质量和热量的变化，探讨对应发生的具体过程。根据误差传递理论，分析C80热量仪所测溶解焓数据的准确度。9半导体氧化物薄膜电极的制备及光电性质测定学习TiO2薄膜电极的制备原理和方法；掌握半导体氧化物薄膜电极光电性质的检测方法；通过对光电流曲线的光电极的电极反应过程进行简单的解析。讨论影响TiO2薄膜电极光电化学制氢的主要因素。注：应用化学各方向由于侧重面不同，可以从中挑选其中的项目进行实验，也可以从项目中选择完成部分的内容。实验时数控制在24学时。六、考核方式及成绩评定考核内容考核方式成绩比例（