化學(xué)與社會簡明實驗

前言

化學(xué)是在原子、分子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用的科學(xué)。化學(xué)的特征是研究和創(chuàng)造分子。化學(xué)創(chuàng)造了一個人造世界，是一門富有創(chuàng)造性和想象力的學(xué)科。化學(xué)作為一門中心的、實用的、創(chuàng)造性的學(xué)科，與其他學(xué)科相互交叉、滲透，共同解決當(dāng)今社會最關(guān)注的能源、環(huán)境、材料、健康等重大問題。化學(xué)對于發(fā)展大學(xué)生的綜合素質(zhì)具有不可或缺的作用，是優(yōu)秀人才必須學(xué)習(xí)的一門知識。對非化學(xué)專業(yè)（文科、工科）學(xué)生進行化學(xué)教育，是高等學(xué)校素質(zhì)教育的內(nèi)容之一。學(xué)習(xí)化學(xué)，做一個既有專業(yè)素質(zhì)又有綜合素質(zhì)的人，也是當(dāng)代大學(xué)生們的迫切期盼。為了提高非化學(xué)專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)，作為通識素質(zhì)教育課程，許多高校開設(shè)了《化學(xué)與社會》通識課程，得到了非化學(xué)專業(yè)學(xué)生的普遍認(rèn)同?；瘜W(xué)是一門實驗科學(xué)，“以實驗為基礎(chǔ)”是化學(xué)學(xué)科及化學(xué)學(xué)科教學(xué)的基本特征。通過化學(xué)實驗學(xué)習(xí)化學(xué)是世界各國化學(xué)教學(xué)的共同追求。在高等學(xué)校開設(shè)與《化學(xué)與社會》課程相對應(yīng)的實驗通識課程，是一個有意義的嘗試，它為非化學(xué)專業(yè)學(xué)生提供一個通過化學(xué)實驗學(xué)習(xí)化學(xué)的機會。教科書是教學(xué)內(nèi)容的載體，選擇適合學(xué)生學(xué)習(xí)的教科書，對于學(xué)生學(xué)習(xí)課程內(nèi)容至關(guān)重要。從課程、社會、學(xué)生等實際出發(fā)，我們編寫了本書。《化學(xué)與社會簡明實驗》設(shè)計的基本理念如下。1 通過化學(xué)實驗，讓學(xué)生進一步學(xué)習(xí)化學(xué)的基本原理、技能、思維和方法。2 在人文背景下構(gòu)建課程體系，挖掘化學(xué)的人文內(nèi)涵，文理交融，綜合提升學(xué)生的科學(xué)和人文素質(zhì)。3 從學(xué)生已有的經(jīng)驗和將要經(jīng)歷的社會生活實際出發(fā)，在“做化學(xué)實驗”中認(rèn)識化學(xué)與人類生活的密切關(guān)系，關(guān)注人類面臨的與化學(xué)相關(guān)的社會問題，增強社會責(zé)任感。4 設(shè)計以化學(xué)實驗為主的多種探究活動，讓學(xué)生在自主、探究、合作學(xué)習(xí)的過程中體驗探究的樂趣，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情，發(fā)展實踐和創(chuàng)新能力。5 為學(xué)生提供豐富多彩的課程資源?！痘瘜W(xué)與社會簡明實驗》內(nèi)容的選擇，密切聯(lián)系當(dāng)前社會生活實際和學(xué)生的生活經(jīng)驗，遵循時代性、實用性、可行性、簡約性、趣味性、選擇性等基本原則，并力求達到和諧統(tǒng)一。實驗項目的設(shè)計，充分體現(xiàn)了從生活到化學(xué)，從化學(xué)到社會等編寫理念，杜絕不切合學(xué)生實際的高深理論和原理，回避煩瑣冗長的實驗步驟和方法，避免大型精密儀器和昂貴稀缺實驗用品的使用，盡量利用實驗室常用的、便宜易得的，包括生活廢棄物等作為實驗材料，力求實驗原理、方法簡明，實驗用品簡單，實驗活動簡便易行，貼近學(xué)生的生活和體現(xiàn)身邊的化學(xué)。實驗項目以驗證性實驗為主，為發(fā)展學(xué)生應(yīng)用知識探究、解決社會生活實際問題的綜合能力，在每個專題中均設(shè)計了難度適中的探究性、綜合性和設(shè)計性實驗項目?！痘瘜W(xué)與社會簡明實驗》教科書的編排體系是，以專題的形式呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和實驗項目。設(shè)置了“化學(xué)與人類生存環(huán)境”、“化學(xué)與人類身心健康”等大專題（章），在大專題下設(shè)置“我們呼吸的空氣”、“我們飲用的水”等小專題（節(jié)），在小專題下設(shè)置實驗項目。實驗項目設(shè)置“概述”、“實驗?zāi)繕?biāo)”、“實驗內(nèi)容和要求”、“實驗原理”、“提示”、“問題與討論”、“思考與交流”、“參考文獻”等，為學(xué)生系統(tǒng)理解實驗原理、內(nèi)容和方法，整體把握實驗項目提供比較全面的指導(dǎo)，為教學(xué)設(shè)計提供互動、交流、實踐的平臺?？紤]到我國基礎(chǔ)化學(xué)教育的現(xiàn)狀和非化學(xué)專業(yè)學(xué)生的化學(xué)知識、技能基礎(chǔ)等實際情況，實驗項目的內(nèi)容盡量與基礎(chǔ)化學(xué)教育相銜接，實驗項目的編排力爭由易到難，循序漸進?！痘瘜W(xué)與社會簡明實驗》緊密聯(lián)系當(dāng)前高等教育課程改革的理論與實踐，體現(xiàn)高等教育實驗課程改革、綠色化學(xué)、STS教育理念，增強實驗教學(xué)的探究性、設(shè)計性和綜合性。聯(lián)系實際，簡明扼要，改進創(chuàng)新，在提高學(xué)生的知識、技能水平的同時，注重發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力?！痘瘜W(xué)與社會簡明實驗》借鑒了同類教科書之優(yōu)，融進了編者對課程的理解和教學(xué)經(jīng)驗，簡明、實用、趣味，適合普通高等院校開設(shè)《化學(xué)與社會實驗》通識課程使用，還可以作為中學(xué)化學(xué)教師進行實驗教學(xué)研究、指導(dǎo)中學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的參考書。全書由賈玉江主編，張殷全教授擔(dān)任副主編，賈玉江負(fù)責(zé)全書除第5章以外內(nèi)容的編寫，并全面負(fù)責(zé)組織、審核和統(tǒng)稿等工作。藍梅花負(fù)責(zé)第5章內(nèi)容的編寫。編寫該書時參考了國內(nèi)外相關(guān)的參考文獻，在此向文獻的作者表示感謝。本書的編寫和出版得到了廣州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院副院長蘇育志教授、徐敏副教授、宋建華教授、吳家琪、謝麗瓊實驗師的大力支持和幫助。徐敏副教授為本書第2、3章的編寫提供了大量的資料。宋建華教授為本書第6章的編寫提供了部分實驗資料，廣州大學(xué)2006級、2007級、2008級化學(xué)教育專業(yè)的學(xué)生：謝雪君、溫小琴、朱翠賢、王錦鵬、楊麗斯、呂曉鳳、古民華、朱金玲、駱滿枝、成暉、陳綺潔等參與了部分實驗項目的實驗設(shè)計和實驗探究等工作。在此表示感謝?！痘瘜W(xué)與社會簡明實驗》初稿完成后，征詢了同行和非化學(xué)專業(yè)學(xué)生的意見，并在廣州大學(xué)通識課程中試用，試用效果得到多數(shù)師生的認(rèn)可。在教學(xué)實踐中，對初稿也進行了反復(fù)的調(diào)整和修改。限于編者水平，疏漏之處在所難免，敬請讀者和同行批評指正。誠摯希望與同行交流，以便修改與完善。本教材的出版得到廣州大學(xué)教材出版基金的資助，特此鳴謝。編者2011年9月

內(nèi)容概要

　　本教材共8章，前3章闡述了化學(xué)實驗室基本知識、化學(xué)實驗儀器及使用、化學(xué)實驗基本操作等內(nèi)容，第4～7章依次編寫了與環(huán)境、健康、材料、能源有關(guān)的化學(xué)實驗，第8章是生活中的化學(xué)實驗，共計62個實驗項目。每個實驗項目設(shè)置了概述、實驗?zāi)繕?biāo)、實驗內(nèi)容、實驗原理、實驗步驟、提示等欄目。實驗項目有驗證性實驗、探究性實驗和綜合性實驗。
　　本教材簡明、實用、趣味，適合普通高等院校開設(shè)通識課程使用，還可以作為中學(xué)化學(xué)教師進行實驗教學(xué)研究、指導(dǎo)中學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的參考書。

書籍目錄

第1章 緒言
1.1 設(shè)課目的
1.2 課程性質(zhì)
1.3 課程目標(biāo)
1.4 教學(xué)方式
1.5 實驗報告格式示例
第2章 化學(xué)實驗室基本常識
2.1 化學(xué)實驗室規(guī)則
2.2 化學(xué)實驗室安全守則
2.3 化學(xué)實驗室事故處理
2.4 化學(xué)實驗室廢液處理
2.5 實驗數(shù)據(jù)記錄及處理
2.5.1 誤差
2.5.2 有效數(shù)字及運算規(guī)則
2.5.3 數(shù)據(jù)表達與處理
第3章 化學(xué)實驗儀器及使用、化學(xué)實驗基本操作
3.1 化學(xué)實驗儀器及使用
3.1.1 常用化學(xué)實驗儀器及使用
3.1.2 pH計及使用
3.1.3 分光光度計及使用
3.2 化學(xué)實驗基本操作
3.2.1 玻璃儀器的洗滌和干燥
3.2.2 加熱
3.2.3 試劑及取用
3.2.4 稱量
3.2.5 固體物質(zhì)的溶解、蒸發(fā)、結(jié)晶和固液分離
3.2.6 升華
3.2.7 分液、萃取
3.2.8 試紙及使用
3.2.9 檢查實驗裝置的氣密性
3.2.10 滴定
3.2.11 蒸餾
3.2.12 回流
實驗3.1 化學(xué)實驗基本操作1——加熱、過濾等
實驗3.2 化學(xué)實驗基本操作2——配制溶液
實驗3.3 化學(xué)實驗基本操作3——酸堿滴定
第4章 化學(xué)與人類生存環(huán)境
4.1 我們呼吸的空氣
實驗4.1.1 測定空氣中氧氣的含量
實驗4.1.2 驗證二氧化碳是一種溫室氣體
實驗4.1.3 測定空氣中二氧化碳的相對含量
實驗4.1.4 二氧化硫與硫酸型酸雨
實驗4.1.5 測定雨水的酸度
實驗4.1.6 測定空氣中SO2的含量
思考與交流
4.2 我們飲用的水
實驗4.2.1 天然水的凈化
實驗4.2.2 一組關(guān)于水的微型化學(xué)實驗
實驗4.2.3 測定自來水的總硬度
實驗4.2.4 測定自來水中氯離子的含量（毛細滴管計滴法）
實驗4.2.5 用自來水制備蒸餾水
思考與交流：愛護水資源
4.3 我們的居室
實驗4.3.1 居室中氨的收集與鑒定
實驗4.3.2 居室中甲醛的收集與鑒定
實驗4.3.3 測定居室中甲醛的含量
實驗4.3.4 香煙燃燒煙霧中部分有害物質(zhì)的檢驗
思考與交流
第5章 化學(xué)與人類身心健康
5.1 我們身體中的化學(xué)元素
實驗5.1.1 人體必需化學(xué)元素的定性鑒定
實驗5.1.2 對人體有毒化學(xué)元素的定性鑒定
實驗5.1.3 檢測頭發(fā)中的Cu、Zn、Mg、Pb元素
思考與交流
5.2 飲食中的化學(xué)
實驗5.2.1 鑒定糖類（莫氏試驗）
實驗5.2.2 糖的還原性
實驗5.2.3 有關(guān)淀粉的實驗
實驗5.2.4 從蝦蟹殼中提取甲殼質(zhì)
實驗5.2.5 油脂的組成
實驗5.2.6 卵磷脂的提取和鑒定
實驗5.2.7 蛋白質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
實驗5.2.8 過氧化氫酶的催化作用
實驗5.2.9 酶的活性和酶對底物的選擇性
實驗5.2.10 影響酶促反應(yīng)的因素
實驗5.2.11 定性檢驗維生素A
實驗5.2.12 維生素C系列實驗
實驗5.2.13 定性鑒定生物體中的鉀、鈣、碘元素
實驗5.2.14 緩沖溶液及緩沖作用
實驗5.2.15 測定食物的酸堿性
思考與交流
5.3 化學(xué)使我們的身心更健康
實驗5.3.1 測定尿樣中的葡萄糖
實驗5.3.2 制備乙酰水楊酸（常規(guī)實驗）
實驗5.3.3 制備乙酰水楊酸（微型實驗）
實驗5.3.4 阿司匹林藥片中有效成分的檢測
實驗5.3.5 定性檢驗胃舒平藥片中的化學(xué)成分
思考與交流
第6章 人類合成的有機高分子材料
實驗6.1 制備有機玻璃（本體聚合法）
實驗6.2 制備尼龍.610（界面聚合法）
實驗6.3 制備膠水
實驗6.4 高吸水性樹脂的制備和吸水率的測定
實驗6.5 鑒別塑料（燃燒法）
實驗6.6 廢棄聚乙烯塑料食品袋的回收利用
思考與交流
實驗6.7 用廢棄聚氯乙烯塑料制取鹽酸
實驗6.8 用廢棄聚苯乙烯泡沫塑料制取密封劑
第7章 人類使用的化學(xué)電源
實驗7.1 水果電池
實驗7.2 制作中性鋅錳干電池
實驗7.3 制作鉛蓄電池
實驗7.4 廢鋅錳干電池的回收與利用
實驗7.5 氫氧燃料電池的設(shè)計與制作
實驗7.6 廢鋅銀紐扣電池的回收與利用
思考與交流
第8章 生活中的趣味化學(xué)實驗
實驗8.1 檢驗市售加碘食鹽和海帶中的碘元素
實驗8.2 制作食物
實驗8.3 建造水中"花園"
實驗8.4 化學(xué)制鏡
實驗8.5 探究菠菜的是與非
實驗8.6 制作彩色"化學(xué)鐘"——B.Z振蕩
實驗8.7 一組趣味小實驗
思考與交流
附錄
附錄1 部分鹽、氧化物、堿的溶解性表
附錄2 幾種常用酸堿的密度和濃度
附錄3 實驗室常用酸、堿溶液的配制方法
附錄4 常見離子和化合物的顏色
附錄5 我國居民膳食中某些元素每日的適宜攝入量或推薦攝入量（中國營養(yǎng)
學(xué)會制定）
附錄6 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（摘自GB 3095-1996）
附錄7 我國生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
附錄8 常見食物的生理酸堿度
附錄9 部分常用儀器的簡單繪圖方法
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：第1章緒言1.1 設(shè)課目的化學(xué)是在原子、分子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用的科學(xué)?；瘜W(xué)的特征是研究和創(chuàng)造分子，化學(xué)的核心是合成?；瘜W(xué)創(chuàng)造了一個人造世界，是一門富有創(chuàng)造性和想象力的學(xué)科?；瘜W(xué)作為一門中心的、實用的、創(chuàng)造性的科學(xué)，與理、工、文等學(xué)科相互交叉、滲透，共同解決當(dāng)今社會最關(guān)注的能源、環(huán)境、材料、健康等重大問題?；瘜W(xué)對于發(fā)展大學(xué)生的綜合素質(zhì)具有不可或缺的作用，是優(yōu)秀人才必須學(xué)習(xí)的一門知識?；瘜W(xué)的實際用處隨處可見，我們?nèi)粘Ｉ畹拿恳粋€細節(jié)都由化學(xué)及其他學(xué)科來規(guī)定和支撐?；瘜W(xué)已經(jīng)無孔不入地滲透到人類社會生活的各個層面，在我們的衣、食、住、行中，處處有化學(xué)，無處不化學(xué)，化學(xué)正在改變著我們社會生活的方方面面，我們享受著化學(xué)帶給我們的物質(zhì)文明和精神文明。我們應(yīng)該由衷地感謝化學(xué)，我們需要學(xué)習(xí)、理解化學(xué)，我們還要學(xué)會從化學(xué)的視角解釋身邊發(fā)生的化學(xué)事件。對正在發(fā)生和將要發(fā)生的一切，多一分了解，就多一分能力。學(xué)習(xí)化學(xué)，做一個有化學(xué)素養(yǎng)的人。大學(xué)生，不管其專業(yè)是理科還是其他學(xué)科，都應(yīng)該從社會的層面去認(rèn)識化學(xué)，因此非化學(xué)專業(yè)學(xué)位課程都有1～2門與科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology），社會（Society）（STS）有關(guān)的課程要求學(xué)生選修。當(dāng)今社會，工作環(huán)境變化快，靈活性、適應(yīng)性變得非常重要。事實證明，擁有STS教育背景的學(xué)生，畢業(yè)后在社會上很受歡迎。他們視野開闊，能力強，能夠在廣闊的天地里從事各種各樣的社會工作。面對一個科技工作或者項目，他們知道評估工作或者項目的社會意義、社會效益等。許多學(xué)生畢業(yè)后從事的工作，并不要求他們對所學(xué)專業(yè)知識有深刻的理解，用人單位和雇主更喜歡聘用那些擁有廣博知識和多方面技能的畢業(yè)生。學(xué)習(xí)化學(xué)，將使你變得更加深思熟慮、深謀遠慮，更加靈活和淵博，面對生活和工作，做出比較全面、正確的判斷和決策，快速成長為一個被社會認(rèn)可的人?；瘜W(xué)是一門實驗學(xué)科：※理論建立在實驗基礎(chǔ)上；※實驗是檢驗理論正確與否的唯一標(biāo)準(zhǔn)；※化學(xué)產(chǎn)品首先在實驗室問世。“以實驗為基礎(chǔ)”是化學(xué)學(xué)科及化學(xué)學(xué)科教學(xué)的基本特征。通過化學(xué)實驗學(xué)習(xí)化學(xué)是世界各國化學(xué)教學(xué)的共同追求。在高等學(xué)校開設(shè)《化學(xué)與社會實驗》通識課程，為非化學(xué)專業(yè)學(xué)生提供一個通過化學(xué)實驗學(xué)習(xí)化學(xué)的機會。在課程學(xué)習(xí)中，同學(xué)們可以在“做化學(xué)”中學(xué)習(xí)化學(xué)的知識、技能和方法；在“玩化學(xué)”中拓展視野，實現(xiàn)知識整合，提升化學(xué)素養(yǎng)，增強社會責(zé)任感，發(fā)展綜合能力；在五顏六色的化學(xué)變化中體會從生活走進化學(xué)，從化學(xué)走向社會的樂趣。

編輯推薦

《化學(xué)與社會簡明實驗》是國家級實驗教學(xué)示范中心教材之一。

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