《世界技能大赛赛项指导书 化学实验室技术》包含6个部分:世界技能大赛概况及职业岗位要求、专业理论知识、实验操作技能训练、对物质进行分析与表征、专业综合应用能力和综合测试。介绍了世界技能大赛的概况及化学实验室技术赛项要求选手必须掌握的岗位能力,系统地阐述了参赛选手必须掌握的基本理论知识和操作能力,并附有该赛项的世赛真题、参赛必备的英文词汇等,各章节后均有综合能力测试题,书稿最后单独列出综合测试题,训练参赛选手的基础理论、实操能力和综合应用能力。
本书是一本理论性、适应性强的专业培训教材,是面向世界技能大赛“化学实验室技术”赛项参赛师生的培训教材,也可供国内其他化学类大赛参赛师生参考。
本教材由化学工业职业技能鉴定指导中心牵头, 组织第45届世界技能大赛化学实验室技术赛项中国专家组及教练组成员, 以世界技能大赛化学实验室技术赛项技术标准为依据,结合多年化工行业职业教育经验编写而成。
本教材立足于知识够用、理实一体, 促进大赛成果转化的思路, 结合欧洲对化学实验室技术的职业要求, 突出职业能力和职业素养, 体现了现代职业教育的特色。全书除第一部分介绍世界技能大赛的概况及职业要求外, 其他章节紧扣化学实验室技术竞赛项目的技术说明, 涵盖了化学实验室工作人员应当具备的基础知识与应用、职业操作技能、专业综合素质、参加世界技能大赛的专项能力等训练内容。教材基础知识针对性强、技能训练操作性强, 对准备参加世界技能大赛化学实验室技术赛项的教练、学员有一定的指导作用。
本教材结合现代世界职业教育的理念, 将HSE 职业理论嵌入到各教学及训练环节中,对化学类实验室工作人员有一定的职业指导作用。教材可满足应用化学、分析测试、工艺试验等专业各层次学生作为教材与职业指导用书的需要, 也可以作为从事相关工作的人员提高化学实验室技术和管理能力的参考用书。
本教材由沈磊(化学工业职业技能鉴定指导中心)、季剑波(徐州工业职业技术学院)主编, 蒋邦彦(山东化工技师学院)、燕传勇(徐州工业职业技术学院) 任副主编, 全书由沈磊、季剑波统稿。其中第一部分、第六部分由沈磊和张璇(化学工业职业技能鉴定指导中心) 共同编写, 第二部分的无机化学基础知识由徐荣华(南京化工技师学院) 编写、有机化学基础知识由侯亚伟(上海信息技术学校) 编写、分析化学基础知识由杨明明(山东化工技师学院) 和季剑波共同编写, 第三部分由蒋邦彦和燕传勇共同编写, 第四部分由燕传勇编写, 第五部分由谢茹胜(福建生物工程职业技术学院) 编写, 附录及相关资料由季剑波编写。全书由化学工业职业技能鉴定指导中心刘东方高级工程师主审。编者在此表示衷心感谢。
编者在编写过程中由于专业资料收集不够全面, 书中难免有不当之处, 恳请专家与读者批评指正。
编者
2020.8
季剑波，徐州工业职业技术学院，教授，化学工程技术学院书记，长期从事“催化动力学在分析测试中的应用”和“中草药中痕量金属组分的测定”等教学与科研工作，先后在《分析试验室》、《中国职业教育》等中文核心期刊发表教科研论文10余篇，主编了教育部高职高专规划教材和职业技能培训教材8部。
第一部分 世界技能大赛概况及职业岗位要求 / 1
1 世界技能大赛概况 2
1.1 世界技能大赛组织机构及性质 2
1.1.1 世界技能组织 2
1.1.2 发展历史 2
1.2 世界技能大赛项目简介 4
1.2.1 项目分类 4
1.2.2 大赛规则 6
1.3 以化学为基础的世界技能大赛项目简介 6
1.4 中国近几届参赛情况 6
2 化学实验室技术岗位能力分析 7
2.1 岗位能力专业定位 7
2.2 岗位能力评价与考核 7
2.2.1 岗位能力描述 7
2.2.2 选手应当具备的能力 7
第二部分 专业理论知识 / 12
3 无机化学基础知识 13
3.1 金属元素性质 13
3.1.1 碱金属元素 13
3.1.2 碱土金属元素 14
3.1.3 铁、铝、铜、银的性质 15
3.1.4 铅、砷、铬、镉的性质 21
3.2 非金属元素性质 27
3.2.1 氧、氮、硫、磷、碳的性质 27
3.2.2 卤素的性质 36
3.2.3 溶液的浓度 41
3.3 酸与碱的性质 45
3.3.1 酸的性质及应用 45
3.3.2 碱的性质及应用 50
3.4 化学反应 53
3.4.1 化学反应的类别 53
3.4.2 化学反应速率及平衡 54
3.5 化学溶液 59
3.5.1 化学试剂的分类 59
3.5.2 电解质溶液 62
3.5.3 缓冲溶液 67
3.6 无机物质制备 69
3.6.1 制备原理 69
3.6.2 制备方案 70
3.7 无机化学发展趋势 71
综合能力测试 73
4 有机化学基础知识 75
4.1 重要有机物质的性质 75
4.1.1 烃的性质 75
4.1.2 醇、醚、酚的性质 83
4.1.3 醛、酮、羧酸、酯的性质 89
4.1.4 含氮化合物的性质 97
4.2 有机物质的制备 100
4.2.1 合成路径 100
4.2.2 反应装置的选择 101
4.2.3 有机物的转化率、选择性和产率 105
4.3 有机化合物的纯化与分离技术 106
4.3.1 萃取 106
4.3.2 水蒸气蒸馏 108
4.3.3 减压蒸馏 109
4.3.4 结晶和重结晶 111
4.4 有机反应中产生废气的处理装置 114
4.4.1 吸收 114
4.4.2 吸附 114
4.5 有机化学发展趋势 114
综合能力测试 115
5 分析化学基础知识 118
5.1 分析化学概要 118
5.2 滴定分析法 119
5.2.1 滴定分析专用术语 119
5.2.2 滴定分析对化学反应的要求 120
5.2.3 滴定分析的计算 120
5.2.4 标准滴定溶液的配制与标定 127
5.3 数据处理 130
5.3.1 数据统计 130
5.3.2 数据分析 133
5.4 酸碱滴定法 136
5.4.1 溶液酸碱度的计算 136
5.4.2 酸碱指示剂 137
5.4.3 滴定条件的选择 140
5.4.4 案例分析 145
5.5 氧化还原滴定法 149
5.5.1 氧化还原反应进行的程度与反应速率 149
5.5.2 氧化还原指示剂 150
5.5.3 高锰酸钾法及案例分析 151
5.5.4 重铬酸钾法及案例分析 155
5.5.5 碘量法及案例分析 160
5.6 配位滴定法 164
5.6.1 EDTA及其配合物 164
5.6.2 稳定常数 165
5.6.3 金属指示剂 166
5.6.4 酸效应曲线及其应用 169
5.6.5 案例分析 175
5.7 沉淀滴定法 178
5.7.1 沉淀滴定的原理 178
5.7.2 莫尔法 179
5.7.3 福尔哈德法 181
5.7.4 法扬司法 182
5.7.5 案例分析 183
5.8 电位分析法 186
5.8.1 原电池和电解池 186
5.8.2 标准电极电位和条件电位 186
5.8.3 离子选择性电极 187
5.8.4 电位分析方法 190
5.8.5 案例分析 192
5.9 紫外-可见分光光度法 195
5.9.1 光吸收定律 195
5.9.2 紫外-可见分光光度法 200
5.9.3 紫外-可见分光光度计 204
5.9.4 案例分析 206
5.10 色谱分析法 207
5.10.1 色谱法原理 207
5.10.2 气相色谱法 209
5.10.3 气相色谱案例分析 211
5.10.4 高效液相色谱法 215
5.10.5 液相色谱案例分析 221
5.10.6 薄层色谱法 224
5.10.7 薄层层析案例分析 227
5.11 物理性质测定 228
5.11.1 凝固点 228
5.11.2 熔点 228
5.11.3 密度 229
5.11.4 折射率 231
5.11.5 比旋光度 232
综合能力测试 234
第三部分 实验操作技能训练 / 237
6 化学实验室基本操作技能训练 238
6.1 化学类实验玻璃仪器的选用及管理 238
6.1.1 一般玻璃仪器的管理 238
6.1.2 计量玻璃仪器的选用与校准 241
6.1.3 分析基本操作技能训练 247
6.2 化学试剂的配制与处置 252
6.2.1 化学试剂的配制 252
6.2.2 化学品的处置 260
6.3 化学分析操作技能训练 270
6.3.1 分析天平的使用及维护 270
6.3.2 取样及样品准备 273
6.3.3 滴定终点的控制操作训练 284
6.4 仪器分析操作技能训练 286
6.4.1 电极的正确使用 286
6.4.2 分光光度计的基本操作 288
6.4.3 气相色谱仪的使用与维护 290
7 分析测试技术操作能力训练 292
7.1 0.1mol/L NaOH 溶液配制与标定(GB/T601—2016) 292
7.2 烧碱中NaOH 和Na2CO3 的含量测定 293
7.3 水中硬度测定(GB 7477—87) 294
7.4 水泥中Fe、Ca、Mg含量测定 296
7.5 碘标准溶液的配制与标定(GB/T 601—2016) 298
7.6 碘量法测定维生素C含量(GB 14754—2010) 299
7.7 水中CODMn 测定(GB 11892—89) 300
7.8 水中CODCr 测定(HJ 828—2017) 302
7.9 铁矿石中铁含量测定 304
7.10 工业烧碱中NaCl含量测定(银量法) 306
7.11 煤中全硫含量测定(GB/T 214—2007) 307
7.12 用电位法测定溶液中的pH值 308
7.13 重铬酸钾法电位滴定硫酸亚铁铵溶液中亚铁含量 309
7.14 邻二氮菲分光光度法测定微量铁 310
7.15 用紫外分光光度法对有机物进行定性与定量分析(硝基苯酚、硝基苯) 313
7.16 分光光度法测定维生素C+维生素E混合样 314
7.17 毛细管柱气相色谱法分析白酒中主要成分 318
7.18 液相色谱法测定布洛芬胶囊中主要成分含量 320
8 物质的合成及条件优化 322
8.1 氯化氢乙醇溶液的制备 322
8.2 乙酸正丁酯的制备 323
8.3 4-叔丁基邻二甲苯的合成 324
8.4 苯乙酮的制备 325
8.5 从橙皮中提取柠檬油 326
8.6 四氢呋喃水分去除 327
8.7 溴乙烷的制备 328
8.8 乙酰水杨酸的制备 329
8.9 对氨基苯磺酰胺的制备 331
综合能力测试 332
第四部分 对物质进行分析与表征 / 337
9 波谱分析技术 338
9.1 紫外光谱 338
9.1.1 紫外光谱基本原理 338
9.1.2 各类化合物的紫外吸收光谱 341
9.1.3 紫外光谱的应用 348
9.2 红外光谱 349
9.2.1 红外光谱的基本原理 350
9.2.2 红外光谱仪及样品制备技术 353
9.2.3 红外吸收光谱与分子结构的关系358
9.2.4 红外谱图解析案例 361
9.3 核磁共振波谱 363
9.3.1 核磁共振的基本原理 364
9.3.2 解析谱图 369
9.4 质谱 370
9.4.1 质谱的基本知识 370
9.4.2 常见各类化合物的质谱 373
9.4.3 有机质谱的解析及应用 377
9.5 物质表征的综合解析 379
综合能力测试 381
第五部分 专业综合应用能力 / 383
10 实验室组织与管理 384
10.1 危险化学品的管理 384
10.1.1 危险化学品的分类 384
10.1.2 危险化学品的管理 385
10.2 化学实验室废物处置及回收利用 386
10.2.1 废气处置及回收利用 386
10.2.2 废液处置及回收利用 386
10.2.3 废固物处置及回收利用 388
10.3 化学实验室防火、防爆 389
10.3.1 化学实验室易燃、易爆物质分类 389
10.3.2 化学实验室防火防爆措施 393
10.3.3 化学实验室火灾的扑救 394
10.4 化学实验室事故紧急处置 395
10.4.1 化学实验室事故紧急应变措施 395
10.4.2 医疗急救快速处理步骤 395
10.4.3 紧急灭火 395
10.4.4 化学药品溅出处置 396
10.5 HSE知识介绍 396
10.5.1 安全知识 397
10.5.2 CLP规则的H声明 398
10.5.3 CLP规则的P声明 403
综合能力测试 408
11 专业文献的使用 411
11.1 专业文献查找的方法 411
11.1.1 文献的分类 411
11.1.2 一般性科技文献查阅的步骤 411
11.2 化学类文献查阅 412
11.2.1 化学文献 412
11.2.2 中国知网检索方法 412
11.2.3 常用的化学数据库资源 415
11.2.4 有机合成类文献查阅 415
综合能力测试 417
12 化学类专业英语应用能力 418
12.1 一般性交流常识 418
12.2 专业英语训练模块 419
12.2.1 化学类专业英语阅读技巧 419
12.2.2 分析测试类文献阅读 421
12.2.3 有机合成类文献阅读 425
12.2.4 化学类实验设备的使用及维护文献阅读 429
12.2.5 化学试剂的选用与配制文献阅读 429
12.2.6 化学实验室技术项目的英文写作专项训练431
第六部分综合试题 / 435
13 化学基础知识综合测试题 436
14 第45届世界技能大赛试题 456
附录 475
附录1 常见化学实验室技术术语及专业名词汉英对照表 475
附录2 国际通用化学类实验技术符号 483
附录3 常用缓冲溶液的配制 485
附录4 常用基准物质的干燥条件和应用 486
附录5 常用酸碱指示剂及其配制方法 487
附录6 非危险品化学试剂的分类储存 489
附录7 危险品化学试剂的分类储存 490
参考文献 492
书单推荐
