大学无机化学实验碱式碳酸铜制备方法的优化

"碱式碳酸铜的制备"是大学无机化学的综合设计实验，笔者在多年的教学中发现学生的实验结果并不理想，颜色偏蓝、产量偏低等问题普遍存在。为此对制备条件进行系统研究，并用XRD、FT-IR对产物进行分析。结果表明，当硫酸铜和碳酸钠的物质的量比为1：1.2时，将碳酸钠溶液加入到硫酸铜溶液中，在75℃反应制得的产物为纯相碱式碳酸铜。     

碱式碳酸铜的制备

以CuSO4.5H2O和Na2CO3为反应原料制备碱式碳酸铜。学生通过查阅文献制定实验方案,经指导教师同意后开展实验。通过改变反应物的配比、体系pH、反应温度等条件制备碱式碳酸铜;通过测定产物Cu2+含量、TG/DTG曲线等对产物品质进行初步分析。用反应的产率和反应速率综合判断较优制备条件。     

正交实验法制备碱式碳酸铜及其组成测定

结合单因素实验,运用正交实验的方法,研究了实验室制备碱式碳酸铜中物料比、温度、时间3个因素对产率与组成的影响,并对产品进行红外表征。实验证明,影响产率的因素是物料比,影响反应速率的因素是温度,影响产品组成的主要因素是反应的时间。综合考虑产品组成、产率和实验课时间的因素,同浓度下硫酸铜和碳酸钠的体积比为1：1.2,反应温度75℃,初产品室温放置24 h,是最佳的制备条件。     

传统铜化合物制备实验教学的重新设计

如何结合新时代大学生核心素养培养,特别是化学学科核心素养内涵的新要求,对传统基础无机化学实验进行重新设计与改进显得十分必要。在本论文中,我们以传统的铜盐制备实验为基础,重新设计了一个包括产物合成、性质鉴定及成分分析在内的综合性实验。该实验以碱式碳酸铜为原料,合成了两种化合物：醋酸铜与氟硼酸二(N,N-二乙基乙二胺)合铜。通过这两种化合物的对比制备,加深学生对无机盐合成方法,特别是其中涉及的结晶过程理解,夯实其基本实验技能。同时,利用化合物的颜色变化,特别是配合物热致变色实验,强化他们对晶体场理论的认识。此外,将碘量法这一传统滴定分析方法,融入原料碱式碳酸铜的组成分析中,使该实验成为一个集无机与分析于一体的综合实验。上述改进将有利于培养学生科研思维与创新能力,特别适合低年级本科生开设(8学时)。     

K_3[Fe(C_2O_4)_3]·3H_2O制备实验的综合化改造与教学实践

对传统K3[Fe(C2O4)3]·3H2O制备实验进行改造,使其由普通制备实验升级为集制备、组成定量测定和光化学性质实验为一体的综合实验。该综合性实验共需12学时完成,在技术上集配合物制备、减压过滤、蒸发浓缩结晶、重量分析、氧化还原滴定、电导率法测定离子电荷等于一体,在理论上涉及沉淀溶解、氧化还原、配位和光致变色等多种反应类型。该综合性实验对实验设备要求低,教学过程可操作性强,综合性强。经过8年的教学实践发现,该实验能大大激发学生主动思考,拓展了学生思维跨度和深度,取得良好的教学效果。     

大学无机化学实验教学中“问题导学”教学法的探索

介绍了"问题导学"教学法在大学无机化学实验教学中的实施要点,并结合硫酸亚铁铵制备实验教学案例,详细探讨了这一教学法在大学无机化学实验课堂教学中的具体实施策略。     

大学无机化学实验课程内容的优化

对大学无机化学实验的编排顺序进行调整,使无机化学实验和无机化学理论课程衔接更加紧密。另外,从3个方面对实验课程的内容进行优化：删减无机化学实验课本中的陈旧内容,增添前沿领域实验;补充设计研究型实验,培养学生的创新精神;引入现代化手段,实现实验课程教学信息化。     

一种室温下制备乙酰丙酮铜络合物的方法

室温下以乙酰丙酮和自制的碱式碳酸铜为原料合成乙酰丙酮铜。最佳合成条件是碱式碳酸铜和乙酰丙酮的物质的量比为1:4,反应时间2 h,产率可达99%,该化合物经过红外光谱和元素分析等表征。该反应具有操作和后处理方便、产品纯度和产率高等优点,同时将学生实验得到的产品进行有效利用。     

一种快速生成铜锈的实验方法

本实验运用电化学的方法,将简单易得的材料用于快速制备铜锈,在几十秒到几分钟不等的时间就会迅速产生铜锈。依据XRD图谱对产物进行分析,确定了形成碱式氯化铜(Cu₂Cl-(OH)₃)的最佳电解质溶液配比,并成功制备了碱式碳酸铜(Cu₂(CO₃)(OH)₂)。实验结果可用作中学化学教学演示实验和学生实验,也可用于指导学生探究不同条件对铜锈制备的影响,进行探索性学习练习。此外,相关实验原理可提供试题情境对学生学习质量进行评价。     

尿素水解法制备球形磁性Al2O3复合材料

利用酸化法在磁性Fe3O4纳米粒子表面包覆SiO2膜,制备了Fe3O4/SiO2复合粒子。然后将该复合粒子超声分散在尿素和铝盐的混合溶液中,利用油中成型法制备出球形纳米磁性Al2O3复合材料,通过水热焙烧等工序处理得γ-Al2O3。实验中采用XRD、TEM、BET、AGM等方法对复合粒子的性能进行了表征,探讨了制备过程对产物晶型的影响、产物的孔结构变化和磁学性能。另外添加的SiO2膜阻止了磁性Fe3O4纳米粒子的进一步团聚,使得Fe3O4纳米粒子保持较小尺寸并均匀分散在产物中,复合材料表现出超顺磁性;同时SiO2膜防止了磁核部分与Al2O3包覆层在高温焙烧时发生反应;还起到加强粘结的作用,使得Al2O3在使用过程中不容易脱落。