无机化学实验（1）-化学工程学院

、课程和案例的基本情况

课程名称：无机化学实验

授课对象：工学大类/化学工程与工业生物工程

课程性质：专业基础课程

课程简介：

无机化学实验作为化学学科的基础实践课程，不仅是学生掌握实验技能与理论知识的重要平台，更是落实课程思政的关键载体。在思政视角下，本课程以知识传授、能力培养与价值塑造“三位一体”为目标，将社会主义核心价值观、科学精神与人文素养融入实验教学全过程，助力学生成长为德才兼备的高素质人才。无机化学实验聚焦培养学生基础实验操作能力与科学探究思维，同时以马克思主义哲学观、科学精神、家国情怀为核心，深挖实验中的思政元素。旨在引导学生树立正确的世界观、人生观与价值观，培养其严谨求实的科学态度、团队协作精神、社会责任感与创新意识，实现知识学习与品德塑造的有机统一。包括：基础操作实验：涵盖玻璃仪器使用、溶液配制等基础操作，强调规范操作的重要性，培养学生严谨细致的工作作风。以移液管的精确操作为例，引导学生领悟“失之毫厘，谬以千里”的道理，树立精益求精的工匠精神。物质性质与制备实验：典型物质的制备实验，如三草酸合铁酸钾的制备，结合反应条件控制与产物特有的光化学性质，制作了晒图纸，融入量变与质变、对立统一等辩证唯物主义哲学思想，培养学生科学思维方法。综合与设计性实验：如粗食盐提纯、未知物鉴别等实验，鼓励学生自主设计方案、解决实际问题，在探索过程中激发创新意识，培养攻坚克难的勇气与担当精神。同时，引导学生关注实验对环境的影响，树立绿色化学理念与生态责任意识。

案例简介：粗食盐的提纯。

从知识传授、实验动手能力培养、价值塑造三个方面进行教学。

知识传授：①实验目的；②实验原理；③实验操作内容

能力培养：相较于传统验证性实验，学生需自主设计实验方案、选择试剂与仪器，并独立解决过程中出现的问题。这种实验模式为思政教育提供了更广阔的融入空间，能全方位培养学生的科学素养与价值观念。

价值塑造：粗食盐提纯实验通过实践操作，培养学生严谨科学态度与创新思维，强化环保意识与团队协作精神，塑造精益求精、勇于探索的价值观。

二、案例蕴含的思政元素分析

在设计粗食盐提纯方案时，学生需突破常规实验步骤，自主探索除杂试剂的选择与添加顺序。例如，如何在去除钙离子、镁离子和硫酸根离子时，设计出更高效、更环保的试剂组合与操作流程。这一过程如同科研工作者面对未知难题，需要敢于突破传统思维定式。就像我国科学家在量子通信领域，摒弃传统通信技术思路，创新性地利用量子纠缠原理实现信息传输，打破技术瓶颈。学生在设计实验中不断尝试新方法、新思路，培养创新思维，同时树立问题导向意识，学会主动发现问题、分析问题并解决问题，提升解决复杂问题的能力。

三、案例教学整体设计

在大学无机化学实验中，粗盐提纯实验是一个经典的设计实验。将思政元素融入该实验教学，可以从以下几个方面展开：在实验操作中，称量、过滤、蒸发等每一步都需精准把控，稍有误差就会影响结果，这能培养学生严谨细致、精益求精的科学态度，让他们明白科研与工作都需要一丝不苟的精神。

除杂过程中，需根据杂质特性选择合适试剂与操作顺序，这一过程如同解决生活中的复杂问题，要学会分析矛盾、抓住关键，蕴含着辩证思维与问题解决能力的培养。实验中产生的废渣、废水若随意排放会污染环境，引导学生合理处理废弃物，有助于树立绿色化学理念和环保责任意识。

此外，实验常需小组协作完成，成员分工合作、沟通交流，可增强学生的团队协作能力与集体荣誉感，明白个人力量有限，团队合作才能高效达成目标，实现知识学习与价值塑造的有机统一。

四、教学实践

教学内容：1.实验讲授 2.实验操作

教学方法：学生预习--课上讲授--学生操作及教师指导；运用启发式；贯彻理论联系实际。

教学过程

教案

内容

思政元素

粗食盐提纯

一、实验目的：

1.掌握溶解、过滤、蒸发等操作，理解除杂原理；

2. 培养严谨科学态度与团队协作能力

二、主要试剂及仪器：

粗食盐、HCl 2mol/l，NaOH 2mol/l,BaCl₂ 1mol/l,Na₂CO₃ 1mol/l加热装置、过滤装置、抽滤装置、蒸发浓缩装置

三、实验原理

粗盐中含有Ca²⁺ Mg²⁺K⁺ SO₄^2-等可溶性杂质和泥沙等不溶性杂质：

化学方法可除去下列杂质

Ba²⁺ +SO₄^2-=BaSO₄↓

Ca²⁺+CO₃^2-→CaCO₃↓

Ba²⁺+CO₃^2-→BaCO₃↓

2Mg²⁺+2CO₃^2-+H₂O → [Mg₂（OH）₂]CO₃ ↓+CO₂↑

三、实验步骤：

称取研细的粗盐10g，加入40ml去离子水加入溶解，全溶之后加入BaCl₂溶液_，加入后充分搅拌并静置，检验是否全沉，认真观察实验现象，过滤，再NaOH溶液,，Na₂CO₃溶液，情况和加入BaCl₂溶液一样，然后过滤，滤液用HCL溶液调节pH值至5--6.最后用蒸发皿蒸发浓缩至有固体析出去火冷却，不能蒸干，最后抽滤得精食盐。称重，计算产率

四、实验结果与讨论

·结果观察：得到的食盐晶体颜色较纯，无明显杂质。

·纯度检验：可通过简单的离子检验方法（如加入AgNO₃溶液检查CI-，加入 NaOH检查Mg²⁺等）验证提纯效果，未发现明显杂质离子。

·误差分析：实验中可能存在的误差包括称量不准确、溶液配制浓度偏差、过滤不完全等，这些因素可能影响最终产品的纯度。

五、结论

通过本次粗食盐提纯实验，我们成功地从含有多种杂质的粗食盐中提取出了较为纯净的食盐晶体。实验过程中，我们不仅掌握了基本的化学操作技能，还加深了对食盐提纯原理的理解。未来，在实验中应更加注重细节操作，减少误差，提高实验结果的准确性。

六、安全注意事项

·实验过程中佩戴防护眼镜，防止化学品溅入眼睛。

·使用酒精灯时注意防火，操作完毕后及时熄灭火焰。

·化学品应妥善存放，避免误食或接触皮肤。

·实验结束后，废弃物应按照实验室规定处理，不得随意丢弃。

1、创新思维与问题导向意识培养

在设计粗食盐提纯方案时，学生需突破常规实验步骤，自主探索除杂试剂的选择与添加顺序。例如，如何在去除钙离子、镁离子和硫酸根离子时，设计出更高效、更环保的试剂组合与操作流程。这一过程如同科研工作者面对未知难题，需要敢于突破传统思维定式。

2、批判性思维与科学求真精神塑造

在设计实验方案时，学生需要对多种可能的方案进行评估和筛选，这就要求他们具备批判性思维。比如，对于硫酸根离子的去除，是选择过量氯化钡后用碳酸钠去除多余钡离子，还是尝试其他更安全环保的沉淀剂。在这个过程中，学生要对不同方案的优缺点进行深入分析，不盲目接受常规方法，敢于质疑和挑战。

3、工程伦理与社会责任教育

在设计粗食盐提纯实验时，学生需要考虑实验的安全性、经济性和环保性，这涉及到工程伦理与社会责任问题。例如，选择除杂试剂时，要权衡试剂的毒性、成本以及对环境的影响。如果为了追求更高的提纯效率而选择毒性较大的试剂，却忽视其对环境和人体健康的潜在危害，这就是缺乏社会责任意识的表现。通过引导学生思考这些问题，让他们明白在进行科学研究和技术开发时，必须遵循工程伦理原则，将公众利益、生态环境和社会可持续发展放在重要位置，培养学生作为未来科研工作者和社会建设者的责任感和使命感。

4. 实验安全和规范操作与社会责任

强调使用酒精灯加热装置的规范操作，及安全注意事宜，培养“安全第一”的职业操守和社会责任感。

正确使用普通过滤、抽滤装置等仪器，传递“遵守规则、规范操作”的价值观，类比社会运行中规则的重要性。

5. 团队协作与劳动教育

实验中的称量、加热、过滤等步骤需团队配合，融入“集体主义”教育，强调协作精神在科研中的重要性。通过清洗仪器、处理废液等环节，培养学生尊重劳动、吃苦耐劳的品质。

五、教学反思

无机化学面向工科大类专业大一新生。课程开设时间较早，对学生世界观、人生观、价值观影响较大，在思想政治教育和专业教学中处于非常重要的地位。抓住课堂教学的机会开展思政教育，从部分学生的反馈看思政教学取得了较好的效果。课堂上，多数学生对思政案例表现出浓厚兴趣，能够积极参与讨论。但仍有部分学生参与热情不高，将思政学习视为 “附加任务”。通过课后交流发现，这些学生认为思政内容与专业知识联系不够紧密，缺乏实际价值。针对这一问题，需要进一步优化思政内容的呈现方式，紧密结合专业知识，让学生切实感受到思政教育对自身成长的重要性。后续教学过程中，团队将继续深入开展课程思政的教研工作，挖掘思政元素。