授课时间

第11周

学时4

授课地点

理综楼5203和理综楼5206

教学目标

1、学习提纯粗食盐的原理和方法；

2、掌握溶解、沉淀、常压过滤、减压过滤、蒸发浓缩、结晶等基本操作；

3、了解Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等离子的定性鉴定；

4、掌握普通漏斗、布氏漏斗、吸滤瓶、蒸发皿、真空泵的使用；

教学重点

粗盐提纯的原理。

教学难点

粗盐提纯的方法和注意事项。

教学方式

讲授 探究 问答 实验

教学手段

板书 多媒体  实物

授课类型

实验课

推荐读物、

参考资料

[1] 陆旋，张兴海．基础化学实验指导．北京：化学工业出版社，2010.

[2] 刘约权，李贵深主编．实验化学（上册）（第二版）．北京：高等教育出版社，2003.

[3] 武汉大学化学与分子科学实验中心．无机及分析化学实验（第二版）．武汉：武汉大学出版社，2002.

[4] 周宁怀．微型无机化学实验．北京：科学出版社，2000.

[5] 浙江大学，华东理工大学，四川大学合编．殷学锋主编．新编大学化学实验．北京：高等教育出版社，2002.

[6] 南京大学无机及分析化学实验编写组，无机及分析化学实验（第四版）．北京：高等教育出版社，2006.

[7] 刘汉兰，陈浩，文利柏主编．基础化学实验（第二版）．北京：科学出版社，2009.

仪器及试剂

仪器：烧杯（100mL）、量筒（100mL）、三角架、漏斗架、酒精灯、石棉网、台秤、  点滴板、表面皿、蒸发皿、普通漏斗、减压过滤装置一套（布氏漏斗、吸滤瓶、真空泵）、试管、试管架、滤纸、pH试纸；

试剂：HCl(3 mol·L^-1)、BaCl₂(1 mol·L^-1 )、 NaOH(2 mol·L^-1)、Na₂CO₃(1 mol·L^-1)、(NH₄)₂C₂O₄(0.5 mol·L^-1）、镁试剂、粗食盐、亚硝酸钴钠。

实验原理

粗食盐中含有不溶性杂质（如泥沙等）和可溶性杂质（主要是Ca²⁺、Mg²⁺、 Ba²⁺、SO₄^2-等 ），不溶性杂质粗食盐溶解后可过滤除去，可溶性杂质则要用化学沉淀方法除去。处理的方法是：在粗食盐溶液中加入稍过量的BaCl₂溶液，溶液中的SO₄^2- 便转化为难溶解的BaSO₄ 沉淀而除去。反应方程式为：

然后将溶液过滤，除去BaSO₄沉淀。再在溶液中加入NaOH和Na₂CO₃的混合溶液，Ca²⁺、Mg²⁺及过量的Ba²⁺便生成沉淀。

2Mg²⁺ +2OH^-=Mg(OH)₂

过滤后Ba²⁺和Ca²⁺、Mg²⁺都已除去，然后用HCl将溶液调至微酸性以中和OH-和除去CO₃^2-。

少量的可溶性杂质（如KCl），由于含量少，溶解度又很大，在最后的浓缩结晶过程中，绝大部分仍留在母液中而与氯化钠分离。

教学过程  

1、粗食盐提纯：

⑴ 除去泥沙

       称取7.5 g 粗食盐放入100 mL 的烧杯中，加入30 mL水，搅拌使其溶解，过滤除去不溶杂质。

（2）除SO₄^2-

向滤液中加1 mol·L^-1的BaCl₂ 溶液，一边搅拌一边滴加，直至SO₄^2-沉淀完全为止。再无沉淀生成。为了检验沉淀是否完全，待沉淀沉降后，沿烧杯壁滴加1或2滴BaCl₂溶液，观察是否有沉淀生成。如无浑浊，说明SO₄^2-已沉淀完全；如有浑浊，则继续滴1 mol·L^-1的BaCl₂溶液，直到沉淀完全为止。

⑵ 除去Ca²⁺，Mg²⁺ 和过量的Ba²⁺

向溶液中加入2 mol·L^-1 NaOH溶液，边搅拌边滴加，至再无沉淀生成，随后滴加1 mol·L-1 Na₂CO₃ 溶液至沉淀完全为止，过滤，弃去沉淀。

⑶ 除去多余的OH^-，CO₃^2-和K⁺

向滤液中滴加3 mol· L^-1的HCl至无气泡生成。调节溶液呈中性。然后将滤液转移至蒸发皿中，用小火加热浓缩蒸发，同时不断搅拌，直至溶液呈稠粥状，减压过滤，将晶体尽量抽干。即得到洁白而松散的NaCl晶体。称重，计算产率。

2、产品纯度的检验

称取精制食盐1 g于试管中，加5 mL蒸馏水溶解，检验是否有Mg²⁺、SO₄²⁺、Ca²⁺离子存在。

⑴ SO₄^2-的检验：取1 mL上述溶液于另一只试管中，滴加1 mol·L^-1BaCl₂溶液，观察是否有BaSO₄沉淀生成。

⑵ Ca²⁺的检验：取1 mL上述溶液于另一只试管中，滴加2～3滴0.5 mol·L^-1 (NH₄)₂C₂O₄溶液，观察是否有CaC₂O₄沉淀生成。

⑶ Mg²⁺的检验：取1 mL上述溶液于另一只试管中，滴加2～3滴2 mol·L^-1NaOH溶液，使溶液成碱性（可用pH试纸检验），再加入2～3滴镁试剂，观察现象。

【注意事项】

（1） 注意抽滤装置的正确使用方法；

（2） 转移样品时对玻璃棒和烧杯用水冲洗时，一定要少用；

（3） 在加热之前，一定要先加盐酸使溶液的pH<7，而不用其它酸；

（4） 在蒸发过程中要用玻璃棒搅拌蒸发液，防止局部受热；

（5） 最后在干燥时不可以将溶液蒸干。

【过滤装置图】

思考题

1、在除Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等离子时，为什么要先加BaCl₂溶液，后加Na₂CO₃溶液？能否先加Na₂CO₃溶液？

2、过量的CO₃^2-、OH-能否用硫酸或硝酸中和？HCl加多了可否用KOH调回？

3、加入沉淀剂除SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺时，为何要加热？  

4、怎样除去实验过程中所加的过量沉淀剂BaCl₂，NaOH和Na₂CO₃？

5、提纯后的食盐溶液浓缩时为什么不能蒸干？

6、在检验SO₄^2-时，为什么要加入盐酸溶液？

授课时间

第13周

学时 5

授课地点

理综楼5203和理综楼5206

教学目标

1、了解复盐的一般特性

2、学习复盐(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O的制备方法

3、熟练掌握水浴加热、过滤、蒸发、结晶等基本无机制备操作

4、学习产品纯度的检验方法

5、了解用目测比色发检验产品的质量等级

教学重点

硫酸亚铁铵的制备原理及操作注意事项。

教学难点

硫酸亚铁铵的制备原理及操作注意事项。

教学方式

讲授 探究 问答 实验

教学手段

板书 多媒体 实物

授课类型

实验课

推荐读物、

参考资料

[1] 陆旋，张兴海．基础化学实验指导．北京：化学工业出版社，2010.

[2] 刘约权，李贵深主编．实验化学（上册）（第二版）．北京：高等教育出版社，2003.

[3] 武汉大学化学与分子科学实验中心．无机及分析化学实验（第二版）．武汉：武汉大学出版社，2002.

[4] 周宁怀．微型无机化学实验．北京：科学出版社，2000.

[5] 浙江大学，华东理工大学，四川大学合编．殷学锋主编．新编大学化学实验．北京：高等教育出版社，2002.

[6] 南京大学无机及分析化学实验编写组，无机及分析化学实验（第四版）．北京：高等教育出版社，2006.

[7] 刘汉兰，陈浩，文利柏主编．基础化学实验（第二版）．北京：科学出版社，2009.

仪器及试剂

仪器：电子天平、量筒（10mL、50mL）、烧杯（50mL）、锥形瓶（250mL）、蒸发皿（60mL）、玻璃棒、铁架台、酒精灯、三脚架、石棉网、胶头滴管、药匙、吸滤瓶、布氏漏斗

试剂：3mol/L硫酸溶液、0.1mol/L碳酸钠溶液、铁屑（本实验中亦可以铁粉代）、硫酸铵

实验原理

硫酸亚铁铵 (NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O） 商品名为莫尔盐，为浅蓝绿色单斜晶体。一般亚铁盐在空气中易被氧化，而硫酸亚铁铵在空气中比一般亚铁盐要稳定，不易被氧化，并且价格低，制造工艺简单，容易得到较纯净的晶体，因此应用广泛。在定量分析中常用来配制亚铁离子的标准溶液。

和其他复盐一样， (NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O在水中的溶解度比组成它的每一组分FeSO₄或(NH₄)₂SO₄的溶解度都要小。利用这一特点，可通过蒸发浓缩FeSO₄与(NH₄)₂SO₄溶于水所制得的浓混合溶液制取硫酸亚铁铵晶体。三种盐的溶解度数据列于表1。

表1  三种盐的溶解度(单位为g／100g H₂O)

本实验先将铁屑溶于稀硫酸生成硫酸亚铁溶液：

Fe+H₂SO₄          FeSO₄+H₂↑

再往硫酸亚铁溶液中加入硫酸铵并使其全部溶解，加热浓缩制得的混合溶液，再冷却即可得到溶解度较小的硫酸亚铁铵晶体。

FeSO₄+(NH₄)₂SO₄+6H₂O            (NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O

用目视比色法可估计产品中所含杂质Fe³⁺的量。Fe³⁺与SCN^－能生成红色物质 [Fe（SCN）]²⁺，红色深浅与Fe³⁺相关。将所制备的硫酸亚铁铵晶体与KSCN溶液在比色管中配制成待测溶液，将它所呈现的红色与含一定Fe³⁺量所配制成的标准[Fe（SCN）]²⁺溶液的红色进行比较，确定待测溶液中杂质Fe³⁺的含量范围，确定产品等级。

教学过程  

4.  产品检验［Fe(Ⅲ)的限量分析］  

(1)  Fe(Ⅲ)标准溶液的配制。  称取 0.8634g (NH4)2FeSO4·6H2O溶于少量水中，加 2.5 mL 浓H2SO4，移入 1000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度。此溶液为 0.1000g·L -1Fe3+ 。  

 (2)  标准色阶的配制。 取 0.50 mL Fe(Ⅲ)标准溶液于 25mL比色管中，加 2 mL3mol·LHCl 和l mL25％的KSCN溶液，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，配制成Fe3+标准液(相当于一级试剂，含Fe3+ 为 0.05mg·g-1，质量分数（w）为0.005% )。

同样，分别取 1.00 mLFe(Ⅲ)和 2.00 mLFe(Ⅲ)标准溶液，配制成Fe标准液(相当于二级和上级试剂，含Fe3+分别为0.10mg·g-l 、0.20mg·g-l 质量分数分别为0.01%，0.02%)。 

 (3)   产品级别的确定。称取 1.0g 产品于 25 mL比色管中，用 15 mL去离子水溶解，再加入2 mL 3mol·L-l HCl 和 l mL25％KSCN溶液，加水稀释至 25 mL，摇匀。与标准色阶进行目视比色，确定产品级别。       

 此产品分析方法是将成品配制成溶液与各标准溶液进行比色，以确定杂质含量范围。如果成品溶液的颜色不深于标准溶液，则认为杂质含量低于某一规定限度，所以这种分析方法称为限量分析。

思考题

1、为什么硫酸亚铁铵在定量分析中可以用来配制亚铁离子的标准溶液？

2、本试验利用什么原理来制备硫酸亚铁铵？

3、如何利用目视法来判断产品中所含杂质Fe³⁺的量？

4、Fe屑中加入H₂SO₄水浴加热至不再有气泡放出时，为什么要趁热减压过滤？

5、FeSO₄溶液中加入 (NH₄)₂SO₄全部溶解后，为什么要调节至pH为1～2 ？

6、蒸发浓缩至表面出现结晶薄膜后，为什么要缓慢冷却后在减压抽滤？

授课时间

第七周

学时 3

授课地点

理综楼5203和理综楼5206

教学目标

1、学习缓冲溶液及常用等渗磷酸盐缓冲溶液的配制方法。

2、加深对缓冲溶液性质的理解。

3、强化吸量管的使用方法。

教学重点

缓冲溶液的配置及操作注意事项。

教学难点

缓冲溶液的配置及操作注意事项。

教学方式

讲授 探究 问答 实验

教学手段

板书 多媒体  实物

授课类型

实验课

推荐读物、

参考资料

[1] 陆旋，张兴海．基础化学实验指导．北京：化学工业出版社，2010.

[2] 刘约权，李贵深主编．实验化学（上册）（第二版）．北京：高等教育出版社，2003.

[3] 武汉大学化学与分子科学实验中心．无机及分析化学实验（第二版）．武汉：武汉大学出版社，2002.

[4] 周宁怀．微型无机化学实验．北京：科学出版社，2000.

[5] 浙江大学，华东理工大学，四川大学合编．殷学锋主编．新编大学化学实验．北京：高等教育出版社，2002.

[6] 南京大学无机及分析化学实验编写组，无机及分析化学实验（第四版）．北京：高等教育出版社，2006.

[7] 刘汉兰，陈浩，文利柏主编．基础化学实验（第二版）．北京：科学出版社，2009.

仪器及试剂

仪器：吸量管(5mL，10mL)，比色管(20mL)，量筒(10mL)，烧杯(50mL)，试管(10mL，20mL)，滴管，玻棒，洗瓶等

试剂：1.0mol·L^-1 HAc，0.1mol·L^-1HAc，1.0mol·L^-1 NaAc，0.10mol·L^-1 NaAc，0.15mol·L-1KH₂PO₄，0.10mol·L^-1Na₂HPO₄，0.15mol·L^-1NaCl，0.15mol·L^-1KCl，1.0mol·L^-1NaOH，1.0mol·L^-1HCl，0.15mol·L^-1HCl，蒸馏水，甲基红指示剂，广泛pH试纸

实验原理

普通溶液不具备抗酸、抗碱、抗稀释作用。缓冲溶液通常是由足够浓度的弱酸及其共轭碱、弱碱及其共轭酸或多元酸的酸式盐及其次级盐组成的，具有抵抗外加的少量强酸或强碱、或适当稀释而保持溶液pH值基本不变的作用。

本实验通过将普通溶液和配制成的缓冲溶液对加入酸、碱或适当稀释前后pH数值的变化来探讨缓冲溶液的性质。根据缓冲溶液中共轭酸碱对所存在的质子转移平衡：

HB⇌ B^－ + H₃O⁺  ；缓冲溶液pH值的计算公式为：

式中pKa为共轭酸解离常数的负对数。此式表明：缓冲溶液的pH值主要取决于弱酸的pKa值，其次决定于其缓冲比。需注意的是，由上述公式算得的pH值是近似的，准确的计算应该用活度而不应该用浓度。要配制准确pH值的缓冲溶液，可参考有关手册和参考书上的配方，它们的pH值是由精确的实验方法确定的。

缓冲容量（β）是衡量缓冲能力大小的尺度。缓冲容量（β）的大小与缓冲溶液总浓度、缓冲组分的比值有关。

缓冲溶液总浓度越大则β越大；缓冲比越趋向于1，则β越大，当缓冲比为1时，β达极大值。实验室中最简单的测定缓冲容量的方法是利用酸碱指示剂变色来进行判断的。例如：本实验就使用了甲基红指示剂。

表 1  甲基红指示剂变色范围

教学过程  

1、 缓冲溶液的配制

按照表2中用量，用吸量管配制甲、乙、丙缓冲溶液于已标号的三支10mL、20mL比色管中，备用。

2、 缓冲溶液的性质

（1）缓冲溶液的抗酸、抗碱、抗稀释作用

取7支试管，按表3分别加入下列溶液，用广泛pH试纸测pH值。然后，分别在各试管中滴加2滴1mol·L^-1HCl溶液或2滴1mol·L^-1NaOH溶液，再测pH值。记录实验数据：解释所得结果。

（2）缓冲容量与缓冲溶液总浓度（c）及缓冲比的关系

取6支试管，按表4分别加入下列溶液，测pH值。然后，在1～4号试管中各加2滴1mol·L^-1HCl溶液或2滴1mol·L^-1NaOH，再测pH值。5～6号试管中分别滴入2滴甲基红指示剂，溶液呈红色。然后一边振摇一边逐滴加入1.0mol·L^-1NaOH溶液，直至溶液的颜色刚好变成黄色。记录所加的滴数。记录实验结果，解释所得结果。

【数据记录与结果分析】

表2  缓冲溶液的配制

表3   缓冲溶液的抗酸、抗碱、抗稀释作用

结论:表4  缓冲容量β与缓冲比（）及缓冲溶液总浓度（c）间的关系

授课时间

第10周

学时 4

授课地点

理综楼5203和理综楼5206

教学目标

1、掌握甲醛法测定铵盐的方法。

2、掌握铵盐含量的计算。

教学重点

酸碱滴定的原理及操作注意事项。

教学难点

甲醛法测定铵盐中的氮含量。

教学方式

讲授 探究 问答 实验

教学手段

板书 多媒体  实物

授课类型

实验课

推荐读物、

参考资料

[1] 陆旋，张兴海．基础化学实验指导．北京：化学工业出版社，2010.

[2] 刘约权，李贵深主编．实验化学（上册）（第二版）．北京：高等教育出版社，2003.

[3] 武汉大学化学与分子科学实验中心．无机及分析化学实验（第二版）．武汉：武汉大学出版社，2002.

[4] 周宁怀．微型无机化学实验．北京：科学出版社，2000.

[5] 浙江大学，华东理工大学，四川大学合编．殷学锋主编．新编大学化学实验．北京：高等教育出版社，2002.

[6] 南京大学无机及分析化学实验编写组，无机及分析化学实验（第四版）．北京：高等教育出版社，2006.

[7] 刘汉兰，陈浩，文利柏主编．基础化学实验（第二版）．北京：科学出版社，2009.

仪器及试剂

试剂：NaOH标准滴定溶液c (NaOH)=0.1mol/L；酚酞指示液（10g/L）；1︰1中性甲醛溶液（取市售40%甲醛的上层清液于烧杯中，用水稀释一倍，加入1～2滴酚酞指示液，用0.1mol/LNaOH标准溶液滴定至溶液呈浅粉色，再用未中和的甲醛滴至刚好无色）。

实验原理

常见的铵盐如硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、是强酸弱碱盐，虽然NH₄⁺具有酸性，但由于Ｋ_a﹤10–8所以不能直接滴定。生产和实验室中常采用甲醛法测定铵盐的含量。

首先，甲醛与铵盐反应，生成相当量的酸(H⁺)和质子化的六次甲基四铵盐（Ka＝7.1×10^-6），反应如下：

4NH⁴⁺ + 6HCHO =（CH₂）₆N₄H⁺ + 3H⁺ + 6H₂O

生成的H⁺和质子化的六次甲基四胺(Ka=7.1×10^-6),均可被NaOH标准溶液准确滴定（弱酸NH₄⁺被强化）其反应式为：

（CH₂）₆N₄H⁺ + 3H⁺ + 4OH^– =（CH₂）₆N₄ + 4H₂O。

六次甲基四胺为有机碱，化学计量点时溶液呈弱碱性，可选用酚酞为指示剂。

教学过程  

（1）准确称取硫酸铵样品1.5～2.0g，放入100mL烧杯中，加30mL水溶解。将溶液定量转移至250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

（2）用移液管吸取上述试液25.00mL至锥形瓶中，加5mL中性甲醛溶液，摇匀，放置一分钟。

（3）在溶液中加2滴酚酞指示液，用c（NaOH）=0.1mol/LNaOH标准滴定溶液滴定至溶液呈浅粉色30s不褪即为终点，平行测定三次，同时作空白。

【计算公式】

式中 ω（N）——(NH4)₂SO₄中含氮量，％；

      c（NaOH）——NaOH标准滴定溶液的浓度，mol/L；

      V（NaOH）——滴定时消耗NaOH标准滴定溶液的体积，mL；

      V（空白）——空白实验滴定时消耗NaOH标准滴定溶液的体积，mL；

      m——(NH4)₂SO₄试样的质量，g ；

      M（N）——N的摩尔质量，14.1 g/mol。

【数据记录与结果分析】

思考题

 1、铵盐中氮的测定为何不采用NaOH直接滴定法？

2、为什么中和甲醛试剂中的甲酸以酚酞作指示剂；而中和铵盐试样中的游离酸则以甲基红作指示剂？

NH₄HCO₃中含氮量的测定，能否用甲醛法？

授课时间

第八周

学时 4

授课地点

理综楼5203和理综楼5206

教学目标

1. 通过实验进一步加深对醛、酮及其羧酸衍生物的化学性质的认识;

2. 通过醛、酮的特征反应，掌握鉴别醛、酮的化学方法;

教学重点

加深对醛、酮的化学性质的认识;

掌握鉴别醛、酮的化学方法

教学难点

鉴别醛、酮的化学方法

教学方式

讲授 探究 问答 实验

教学手段

板书 多媒体  实物

授课类型

实验课

推荐读物、

参考资料

[1] 陆旋，张兴海．基础化学实验指导．北京：化学工业出版社，2010.

[2] 刘约权，李贵深主编．实验化学（上册）（第二版）．北京：高等教育出版社，2003.

[3] 武汉大学化学与分子科学实验中心．无机及分析化学实验（第二版）．武汉：武汉大学出版社，2002.

[4] 周宁怀．微型无机化学实验．北京：科学出版社，2000.

[5] 浙江大学，华东理工大学，四川大学合编．殷学锋主编．新编大学化学实验．北京：高等教育出版社，2002.

[6] 南京大学无机及分析化学实验编写组，无机及分析化学实验（第四版）．北京：高等教育出版社，2006.

[7] 刘汉兰，陈浩，文利柏主编．基础化学实验（第二版）．北京：科学出版社，2009.

仪器及试剂

仪器:  试管 、 滴管、烧杯、锥形瓶、布氏漏斗、抽滤瓶、pH试纸 、 水浴装置；

试剂:  苯酚、 苯乙酮、乙醇、 正丁醛、 苯甲醛、甲醛水溶液、乙醛水溶液、苯甲醛、丙酮、异丙醇、乙酰乙酸乙酯、乙酸、2,4—二硝基苯肼试剂、2%硝酸银、2%氨水 、 10%氢氧化钠溶液、5%氢氧化钠溶液、 碘—碘化钾溶液 、  Schiff试剂、 Fehling试剂（I 和 II）；

实验原理

（1）醛和酮都含有羰基,可与苯肼、2,4—二硝基苯肼、亚硫酸氢钠、羟胺、氨基脲等羰基试剂发生亲核加成反应。所得产物经适当处理可得到原来的醛酮，这些反应可用来分离提纯和鉴别醛，酮。

醛和酮在酸性条件下能与2，4—二硝基苯肼作用，生成黄色、橙色和橙红色的2，4—二硝基苯腙沉淀。

    2，4—二硝基苯腙是有固定熔点的结晶，易从溶液中析出，即可作为检验醛，酮的定性试验，又可作为制备醛，酮衍生物的一种方法。

（2）α-H的反应

  醛酮α-碳原子上的氢原子受羰基的影响变得活泼。能与碘的氢氧化钠发生碘仿反应。利用此反应可以鉴别乙醛、甲基酮和某些醇。

（3）鉴于醛比酮易被氧化的性质，选用适当的氧化试剂可以区别，区别醛，酮的一种灵敏的试剂是Tollens试剂，它是银氨络离子的碱性水溶液，反应时醛被氧化成酸，银离子被还原成银附着在试管壁上，故Tollens试验又称银镜反应。

RCHO+2Ag(NH₃)₂+2OH^- ——→2Ag↓+RCO₂NH₄  + H₂O  + 3NH₃

（4）Fehling试剂是由等体积的CuSO₄溶液（Fehling I）和酒石酸钾纳的NaOH溶液（Fehling II）组成的。醛跟氢氧化铜反应(也裴林反应)：Cu(OH)₂的碱溶液，能把脂肪醛氧化为羧酸，同时Cu(OH)₂被还原为红色的Cu₂O沉淀。也是检验醛基的一种方法。

CuSO₄+2NaOH→Cu(OH)₂↓+Na₂SO₄

CH₃CHO+2Cu(OH)₂CH₃COOH+Cu₂O↓+2H₂O

酮的重要代表物是丙酮，它易挥发，易燃烧，能溶解许多有机物，是一种重要的有机溶剂，它没有还原性，不跟银氨溶液起银镜反应。

（5）希夫试剂实验：又叫品红醛试剂，可鉴别醛和酮（与醛作用显紫色），甲醛和其他醛（再加硫酸甲醛不褪色，其他醛褪色）。

（6）羧酸的性质实验  

       羧酸具有羧基，故有酸的通性，可与NaOH发生成盐反应，这可以作为这类化合物的判断依据。酸性实验：_PH试纸颜色变化。

教学过程  

1．2，4—二硝基苯肼试验：

取5支干燥洁净的试管，各加入1mL 2，4-二硝基苯肼，再依次加入1-2滴试样（（1）乙醛、（2）苯甲醛、（3）丙酮、（4）异丙醇、（5）乙酸），摇匀静置片刻，观察结晶颜色，若无沉淀，则于水浴中加热。

记录实验现象。

2．碘仿试验：

取4支洁净的试管，分别加入1mL蒸馏水和3-4滴试样，再分别加入1mL 5%NaOH溶液，滴加KI-I₂至溶液呈浅黄色，继续振荡至浅黄色消失，析出浅黄色沉淀，若无沉淀，则放在50-60⁰C水浴中微热几分钟，（可补加KI-I₂溶液）观察结果。

试样：（1）乙醛、（2）正丁醛、（3）丙酮、（4）异丙醇

记录实验现象。

3．Tollens试验：

取4支洁净的试管中分别加入1mL 2%硝酸银，不断振荡下，加入1滴10%氢氧化钠溶液,再逐渐滴加2%氨水,直到生成的沉淀恰好溶解为止(不宜多加,否则影响实验的灵敏度)。再分别加入2滴试样，摇匀，静置，若无变化，50-60⁰C水浴温热几分钟，观察现象？

试样：（1）乙醛水溶液、（2）丙酮、（3）苯甲醛

记录实验现象。

4. Fehling试验：

  取4支洁净的试管，分别加入Fehling试剂I和II各0.5mL ，然后依次加入3-4滴样品（1）甲醛水溶液（2）乙醛水溶液（3）丙酮（4）苯甲醛，振荡，水浴加热。  

记录实验现象。

5. Schiff试验

在4支试管中分别加入1ml品红醛试剂（Schiff试剂），然后分别滴加2滴试样，振荡摇匀，观察现象？

试样：（1）甲醛、（2）乙醛、(3)丙酮、(4)苯乙酮

记录实验现象。

6.酸性实验

在试管中,分别加入5滴样品,再各加2 mL蒸馏水。摇动试管,然后分别用干净的玻璃棒蘸取溶液,在刚果红试纸上画线。比较各线条的颜色深浅,并解释之。

在上述试管中,分别小心地加入10%氢氧化钠溶液，观察有何变化，并解释之。

样品:（1）苯酚、（2）冰醋酸

作业

1．哪些试剂可以用于醛、酮的鉴别？

2．现有5瓶失去标签的有机化合物，它们可能是乙醇、甲醛、乙醛、苯甲醛、丙酮，请设计一个方案，将它们的标签一一贴上。

授课时间

第十二周

学时 6

授课地点

理综楼5203和理综楼5206

教学目标

1、了解酯化反应的原理和方法

2、进一步掌握蒸馏操作、分液漏斗的使用、液态有机物的洗涤和干燥等基本操作技能

教学重点

了解酯化反应的原理和方法

掌握蒸馏操作、分液漏斗的使用、液态有机物的洗涤和干燥等基本操作技能

教学难点

乙酸乙酯的制备原理及操作注意事项

教学方式

讲授 探究 问答 实验

教学手段

板书 多媒体  实物

授课类型

实验课

推荐读物、

参考资料

[1] 陆旋，张兴海．基础化学实验指导．北京：化学工业出版社，2010.

[2] 刘约权，李贵深主编．实验化学（上册）（第二版）．北京：高等教育出版社，2003.

[3] 武汉大学化学与分子科学实验中心．无机及分析化学实验（第二版）．武汉：武汉大学出版社，2002.

[4] 周宁怀．微型无机化学实验．北京：科学出版社，2000.

[5] 浙江大学，华东理工大学，四川大学合编．殷学锋主编．新编大学化学实验．北京：高等教育出版社，2002.

[6] 南京大学无机及分析化学实验编写组，无机及分析化学实验（第四版）．北京：高等教育出版社，2006.

[7] 刘汉兰，陈浩，文利柏主编．基础化学实验（第二版）．北京：科学出版社，2009.

仪器及试剂

仪器：三口烧瓶（125ml）、直形冷凝管、温度计（150℃）、带塞锥形瓶、蒸馏头、接引管、蒸馏烧瓶（50ml）、滴液漏斗（50ml）、分液漏斗（250ml）、长颈漏斗（50ml）、量筒（50ml）、酒精灯、PH试纸、折叠滤纸、搅拌棒、石棉网、气流干燥器；

试剂：95%乙醇、冰醋酸、浓硫酸（密度1.84）、饱和碳酸钠溶液、饱和氯化钠溶液、饱和氯化钙溶液、无水硫酸钠

实验原理

有机酸和醇在浓硫酸的存在下，加热时会发生酯化反应生成酯。

实验中，必须控制好反应温度，若温度过高，会产生大量的副产物乙醚。

所以要得到较纯的乙酸乙酯，就必须要除掉粗产品中含有的乙醇，乙酸和乙醚。

教学过程  

1、粗乙酸乙酯的制备

在100ml三口蒸馏烧瓶中加入8ml无水乙醇，边振荡边缓慢加入5ml浓硫酸，混合均匀后，加几粒沸石。三口蒸馏烧瓶左口配一150℃的温度计，有口接上冷凝管，中口配上滴液漏斗。注意温度计水银球与滴液漏斗下端都要插到液面以下，装配成如图所示装置。

量取12ml冰醋酸和12ml无水乙醇混合均匀后加于滴液漏斗中。接通冷凝水后，小火加热反应瓶，当温度达到110～120℃之间后，从滴液漏斗慢慢滴入混合液，控制滴加速度与馏出速度大致相等（滴加地价速度不能太快），并维持温度在110～120℃之间。

滴加完毕后，继续加热几分钟，使生成的酯尽量蒸出。接液瓶里液体即为制备的粗乙酸乙酯。

2、乙酸乙酯的精制

（1）除乙酸 将馏出液在搅拌的同时慢慢加入饱和碳酸钠溶液，直至不再有二氧化碳气体产生或酯层不显酸性（可用PH试纸检验）为止。

（2）除水份   将混合液转移至分液漏斗中，充分振荡（注意放气）、充分静置后分去下层水溶液。

（3）除碳酸钠  漏斗中的酯层先用10ml饱和食盐水洗涤，静置分层，放去下层溶液。

（4）除乙醇 用饱和氯化钙溶液20ml分两次洗涤酯层。充分振荡后，静置分层，放去下层液。酯层自漏斗上口倒入一干燥的带塞锥形瓶中，加入2～3g无水硫酸钠。不断振荡，待酯层清亮（约15min）后，用折叠滤纸在长颈漏斗中滤入干燥的蒸馏烧瓶中。

（5）除乙醚 在蒸馏烧瓶中加入几粒沸石，在水浴上蒸馏。将35～40℃的馏分（乙醚）倒入指定的容器，收集73～78℃的馏分即为乙酸乙酯，称重，计算产率。

注意事项

1、硫酸的用量为醇用量的3％时即能起催化作用。当用量较多时，它又能起脱水作用而增加酯的产率。但过多时，高温时的氧化作用对反应不利。

2、当采用油浴加热时，油浴的温度约在135℃左右。也可改为小火直接加热法。但反应液的温度必须控制在120℃以下。否则副产物乙醚会最多。

3、在馏出液中除了醋酸和水外，还含有未反应的少量的乙醇和乙酸。也还有副产物乙醚，故必须用碱来除去其中的酸，并用饱和氯化钙溶液来除去未反应的醇，否则将会影响到酯的产率。

4、当酯层用碳酸钠洗过后，若紧接着就用氯化钙溶液洗涤，有可能产生絮状的碳酸钙沉淀，使进一步分离变得困难，故在这两步操作之间必须水洗一下。由于乙酸乙酯在水中有一定的溶解度，为了尽可能减少由此而造成的损失，所以实际上用饱和食盐水来进行水洗。

5、乙酸乙酯与水或乙醇可分别生成共沸混合物，若三者共存则生成三元共沸混合物。因此，酯层中的乙醇不除净或干燥不够时，由于形成低沸点的共沸混合物，从而影响到酯的产率。

6、产率的计算公式是：

反应产率=实际产量/理论产量*100%

授课时间

第九周

学时 6

授课地点

理综楼5203和理综楼5206

教学目标

1、通过芦丁的提取与精制掌握碱-酸法提取黄酮类化合物的原理及操作。

2、掌握芦丁的一种提取、精制方法及提制过程中防止甙水解的方法。

3、掌握黄酮甙水解生成甙元的方法及二者之间的分离。

4、熟悉芦丁、槲皮素的结构性质、检识方法和纸层析鉴定方法。

教学重点

槐花米中芦丁的提取原理及方法

教学难点

槐花米中芦丁的提取原理及方法

教学方式

讲授 探究 问答 实验

教学手段

板书 多媒体 实物

授课类型

实验课

推荐读物、

参考资料

[1] 陆旋，张兴海．基础化学实验指导．北京：化学工业出版社，2010.

[2] 刘约权，李贵深主编．实验化学（上册）（第二版）．北京：高等教育出版社，2003.

[3] 武汉大学化学与分子科学实验中心．无机及分析化学实验（第二版）．武汉：武汉大学出版社，2002.

[4] 周宁怀．微型无机化学实验．北京：科学出版社，2000.

[5] 浙江大学，华东理工大学，四川大学合编．殷学锋主编．新编大学化学实验．北京：高等教育出版社，2002.

[6] 南京大学无机及分析化学实验编写组，无机及分析化学实验（第四版）．北京：高等教育出版社，2006.

[7] 刘汉兰，陈浩，文利柏主编．基础化学实验（第二版）．北京：科学出版社，2009.

仪器及试剂

仪器：电子天平、量筒、烧杯、水浴锅

试剂： 槐米、石灰乳、0.4％硼砂水溶液、2％的硫酸溶液、浓盐酸、正丁醇、醋酸、氨水、1％的氢氧化钠溶液、1％的三氯化铝乙醇溶液、1％的葡萄糖溶液、1％的鼠李糖溶液、1％芸香苷乙醇溶液、1％槲皮素乙醇溶液、95％乙醇、碳酸钡、广泛pH试纸、中速层析滤纸等。

实验原理

芦丁（Rutin）又称芸香苷，广泛存在于植物界中，现已发现含芦丁的植物至少在70种以上，如烟叶、槐花、荞麦和蒲公英中均含有。尤以槐花米（为植物Sophora japonica L 的未开放的花蕾）和荞麦中含量最高(含量可达12-16%)，可作为大量提取芦丁的原料。芦丁是由斛皮素（Quercetin）3位上的羟基与芸香糖（Rutinose）〔葡萄糖（Glucose）与鼠李糖（Rhamnose）组成的双糖〕脱水形成的苷。

芦丁为浅黄色粉末或极细的针状结晶，含有3分子的结晶水，熔点为174~178℃，无水物188~190℃。溶解度：冷水中为1:10000；沸水中1:200；冷乙醇1:650；热乙醇1:60；冷吡啶1:12。微溶于丙酮、乙酸乙酯，不溶于苯、乙醚、氯仿、石油醚，溶于碱而呈黄色。

芦丁具有维生素P样作用。能维持血管的正常通透性，减低血管的脆性，缩短流血时间，可作为高血压病的辅助治疗剂。亦可用于防治因缺乏芦丁所致的其他出血症。

芦丁分子中具有较多酚羟基，显弱酸性，易溶于碱液，酸化后又可析出，因此，本实验采用碱提取酸沉淀法提取芦丁。

本实验主要是利用芸香苷中含有较多的酚羟基，可溶于碱中，加酸酸化后又可析出芸香苷结晶的性质，采用碱溶酸沉法提取，并用芸香苷对冷、热水的溶解度相差悬殊的特性进行精制。芦丁可被稀酸水解，生成槲皮素及葡萄糖、李糖，并能通过纸层析鉴定。芦丁及槲皮素还可通过化学反应及紫外光谱鉴定。

教学过程  

（一）提取：

称取槐米30g，在乳钵中研碎后，投入300ml0.4％硼砂溶液的沸水溶液中煮沸2-3分钟，在搅拌下加入石灰乳调pH9，煮沸40分钟（注意添加水，保持原有体积，保持pH8~9），趁热倾出上清液,用棉花过滤。残渣加100ml水，加石灰乳调pH9，煮沸30分钟，趁热用棉花过滤，二次滤液合并。滤液保持在60℃，加浓HCl，调pH2-3，放置过夜，则析出芦丁沉淀。

加0.4％硼砂水溶液200ml，在搅拌下加石灰乳调pH值至8~9，加热，煮沸15min，随时补充失去的水分，保持pH8~9，倾出上清液，用四层纱布过滤；同样操作再提取一次。合并两次滤液，放冷，并用盐酸调pH至2~3，放置过夜，待析出结晶，过滤，滤饼用蒸馏水洗至pH5-6，抽干，置空气中晾干，得粗制芸香苷，称重，计算得率。

（二）精制：

将芸香苷粗品悬浮于蒸馏水中，煮沸至芸香苷全部溶解，加少量活性炭，煮沸5-10分钟，趁热抽滤，冷却后即可析出结晶，抽滤至干，置空气中晾干，或60~70℃干燥，得精制芸香苷，称重，计算得率。

（三）芸香苷的水解：

取芸香苷1g，研碎，加2％硫酸水溶液80ml，小火加热，微沸回流30-60min，并及时补充蒸发掉的水分。在加热过程中，开始时溶液呈浑浊状态，约10min后，溶液由浑浊转为澄清，逐渐析出黄色小针状结晶，即水解产物槲皮素，继续加热至结晶物不再增加时为止。抽滤，保留滤液20ml，以检查滤液中的单糖。所滤得的槲皮素粗晶水洗至中性，加70％乙醇80ml加热回流使之溶解，趁热抽滤，放置析晶。抽滤，得精制槲皮素。减压下110℃干燥，可得槲皮素无水物。

(四)     芸香苷、槲皮素及糖的检识（颜色反应）

① α-萘酚-浓硫酸（Molisch）试验：

取芸香苷少许置于试管中，加乙醇1ml振摇，加α-萘酚试剂2~3滴振摇，倾斜试管，沿管壁徐徐加入0.5ml浓硫酸，静置，观察两层溶液界面变化，出现紫红色环者为阳性反应，表示试样的分子中含有糖的结构，糖和甙类均呈阳性反应，比较芸香苷和槲皮素的不同。

②盐酸-镁粉试验：

取芸香苷少许置于试管中，加5％乙醇2ml，在水浴中加热溶解，滴加浓盐酸2滴，再加镁粉约50mg，即产生剧烈的反应。溶液逐渐由黄色变为红色。

③ 三氯化铁试验

取样品水或乙醇液，加入三氯化铁试剂数滴，观察颜色变化。

④三氯化铝试验：

取芸香苷少许置于试管中，加入甲醇1~2ml，在水浴中加热溶解，加1％三氯化铝甲醇试剂2~3滴，呈鲜黄色。以同样方法试验槲皮素。

⑤醋酸镁试验：

取芸香苷少许置于试管中，加入甲醇1~2ml，在水浴中加热溶解，加1％醋酸镁甲醇试剂2~3滴，呈黄色荧光反应。以同样方法试验槲皮素（反应也可在滤纸上进行，观察荧光）。

⑥ 氧氯化锆-枸橼酸试验：

取芸香苷少许置于试管中，加甲醇1~2ml，在水浴上加热溶解，再加2％氧氯化锆甲醇试剂3~4滴，呈鲜黄色。然后加2%枸橼酸甲醇试剂3~4滴，黄色变浅，加蒸馏水稀释变无色。以同样方法试验槲皮素进行对照。

⑦ 氢氧化钠试验：

取芸香苷少许置于试管中，加水2ml振摇，观察试管中有无变化。滴加1％氢氧化钠溶液数滴，振摇使溶解，呈黄色澄清溶液。再加入1％盐酸溶液数滴使呈酸性反应，则溶液由澄清转为浑浊状态。

注意事项

1、本实验采用碱溶酸沉法从槐米中提取芸香苷，收率稳定，且操作简便。在提取前应注意将槐米略捣碎，使芸香苷易于被热水溶出。槐花中含有大量粘液质，加入石灰乳使生成钙盐沉淀除支。pH应严格控制在8-9，不得超过10。因为在强碱条件下煮沸，时间稍长可促使芸香甙水解破坏，使提取率明显下降。酸沉一步pH为2-3，不宜过低，否则会使芸香甙形成盐溶于水，降低了收率。

2、提取过程中加入硼砂水的作用：即能调节碱性水溶液的pH，又能保护芸香甙分子中的邻二酚羟基不被氧化，亦保护邻二酚羟基不与钙离子络合，使芸香甙不受损失。

3、芸香甙的提取方法除了用碱溶酸沉法外，还可利用芸香甙在冷水及沸水中的溶解度不同，采用沸水提取法。又报道将生产工艺改进为95%乙醇回流提取后回收醇得浸膏，然后将粗浸膏经除去脂溶性杂质后，用水洗净，过滤，干燥即得芸香甙，可提高收率6．96%，并降低了成本。因此可根据不同原料采用各种不同方法提取。

4、槲皮素以乙醇重结晶时，如所用的乙醇浓度过高（90％以上），一般不易析出结晶。此时可于乙醇溶液中滴加适量蒸馏水，使呈微浊状态，放置，槲皮素即可析出。