绪论/001

第1章分散系统/003

1.1分散系统及其分类003

1.1.1分散系统的概念003

1.1.2分散系统的分类003

1.2溶液004

1.2.1溶液的概念004

1.2.2溶液的浓度004

1.3稀溶液的依数性007

1.3.1溶液的蒸气压下降007

1.3.2溶液的沸点升高009

1.3.3溶液的凝固点下降009

1.3.4溶液的渗透压010

1.3.5稀溶液依数性的应用012

1.4电解质溶液013

1.4.1电解质溶液依数性的偏差013

1.4.2强电解质溶液理论简介013

1.4.3活度014

1.4.4离子强度(I)014

1.5胶体溶液015

1.5.1分散度和比表面015

1.5.2表面能015

1.5.3吸附作用016

1.5.4溶胶的性质017

1.5.5溶胶粒子带电的原因020

1.5.6胶团结构020

1.5.7溶胶的稳定性和聚沉021

1.5.8高分子化合物溶液023

*1.6表面活性物质和乳浊液024

1.6.1表面活性物质024

1.6.2乳浊液025

知识拓展026

思考题与习题026

第2章化学反应基本理论/029

2.1化学热力学029

2.1.1基本概念030

2.1.2化学反应热031

2.1.3热化学033

2.1.4热化学方程式034

2.1.5标准摩尔生成焓035

2.1.6盖斯定律及其应用036

2.2化学反应的方向037

2.2.1自发过程037

2.2.2混乱度和熵037

2.2.3化学反应的熵变039

2.2.4吉布斯函数与化学反应的方向040

2.2.5标准摩尔生成吉布斯函数041

2.3化学动力学043

2.3.1化学反应的反应速率及表示方法043

2.3.2化学反应速率理论044

2.3.3影响反应速率的因素046

2.4化学平衡050

2.4.1可逆反应与化学平衡050

2.4.2平衡常数051

2.4.3多重平衡规则054

2.4.4化学平衡的移动055

知识拓展059

思考题与习题060

第3章物质结构基础/063

3.1原子的结构063

3.1.1氢原子光谱和玻尔模型063

3.1.2微观粒子的波粒二象性065

3.1.3海森堡测不准原理066

3.1.4原子轨道和波函数066

3.2核外电子运动状态068

3.2.1四个量子数068

3.2.2原子核外电子排布规律070

3.2.3元素周期律与核外电子排布的关系073

3.3元素性质的周期性076

3.3.1原子半径(rA)076

3.3.2电离能和电子亲和能078

3.3.3电负性080

3.3.4价电子和价电子层结构081

3.4化学键081

3.4.1离子键081

3.4.2价键理论084

3.5杂化轨道理论与分子轨道理论089

3.5.1杂化轨道理论要点089

3.5.2杂化轨道类型与分子空间构型089

3.5.3分子轨道理论093

3.6分子间力和氢键097

3.6.1分子的极性097

3.6.2分子间作用力099

3.6.3氢键101

知识拓展103

思考题与习题106

第4章分析化学概论/109

4.1分析化学概述109

4.1.1分析化学的任务和作用109

4.1.2分析方法的分类110

4.1.3定量分析的一般步骤111

4.1.4定量分析结果的表示114

4.2定量分析中的误差115

4.2.1真值115

4.2.2误差的来源及分类116

4.2.3误差的表示方法117

4.2.4提高分析结果准确度的方法121

4.2.5分析结果的数据处理122

4.2.6置信度与平均值的置信区间124

4.3有效数字及运算规则126

4.3.1有效数字126

4.3.2有效数字的修约126

4.3.3有效数字的运算规则127

4.4滴定分析128

4.4.1滴定分析概述128

4.4.2滴定分析法的分类129

4.4.3滴定反应的条件129

4.4.4滴定方式129

4.4.5标准溶液和基准物质130

4.4.6滴定分析的计算131

知识拓展133

思考题与习题134

第5章酸碱平衡与酸碱滴定法/136

5.1酸碱质子理论136

5.1.1酸碱定义137

5.1.2酸碱的共轭关系和共轭酸碱对137

5.1.3酸碱反应的实质138

5.1.4水的离子积和pH139

5.1.5酸碱水溶液中的质子转移平衡和酸碱的解离常数139

5.1.6共轭酸碱对中Ka 和Kb 的关系140

5.2酸碱平衡141

5.2.1溶液中酸碱平衡的处理方法141

5.2.2溶液中弱酸、弱碱的解离平衡142

5.2.3同离子效应和盐效应144

5.3酸碱平衡中有关浓度计算145

5.3.1酸碱溶液中pH的计算145

5.3.2水溶液中酸碱组分不同型体的分布150

5.4缓冲溶液153

5.4.1缓冲作用原理153

5.4.2缓冲溶液pH的计算154

5.4.3缓冲容量和缓冲范围155

5.4.4缓冲溶液的配制和应用155

5.5酸碱指示剂156

5.5.1酸碱指示剂的变色原理156

5.5.2酸碱指示剂的变色范围157

5.5.3影响酸碱指示剂变色范围的主要因素158

5.5.4混合指示剂159

5.6酸碱滴定法的基本原理160

5.6.1强酸与强碱的相互滴定160

5.6.2强碱(酸)滴定一元弱酸(碱)163

5.6.3多元酸和多元碱的滴定167

5.7酸碱滴定法的应用170

5.7.1酸碱标准溶液的配制和标定170

5.7.2应用实例171

知识拓展175

思考题与习题176

第6章沉淀溶解平衡和沉淀滴定法/178

6.1难溶电解质的溶度积常数及溶度积规则178

6.1.1溶度积常数178

6.1.2溶度积与溶解度的关系179

6.1.3同离子效应和盐效应180

6.1.4溶度积规则181

6.2沉淀的生成与溶解182

6.2.1沉淀的生成182

6.2.2分步沉淀183

6.2.3沉淀的溶解185

6.2.4沉淀的转化186

*6.3沉淀滴定法187

6.3.1沉淀滴定法概述187

6.3.2莫尔法——用铬酸钾作指示剂确定滴定终点的银量法187

6.3.3佛尔哈德法——用铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·12H2O]作指示剂确定滴定终点的银量法188

6.3.4法扬司法——用吸附指示剂确定滴定终点的银量法189

6.3.5银量法应用示例190

6.3.6沉淀滴定结果计算191

*6.4重量分析法192

6.4.1沉淀重量分析法概述192

6.4.2影响沉淀的因素193

6.4.3沉淀条件的选择194

6.4.4沉淀的过滤与洗涤196

6.4.5沉淀的烘干或灼烧197

6.4.6重量分析结果的计算197

知识拓展198

思考题与习题198

第7章配位平衡与配位滴定法/200

7.1配位化合物的组成与命名200

7.1.1配位键200

7.1.2配位化合物的定义201

7.1.3配合物的组成201

7.1.4配合物的化学式和命名204

7.2配合物的价键理论205

7.2.1价键理论的基本要点205

7.2.2配合物的空间构型205

7.2.3外轨型和内轨型配合物208

7.3配位平衡209

7.3.1配合物的平衡常数209

7.3.2配位平衡的移动211

7.4螯合物215

7.4.1螯合物215

7.4.2螯合物的稳定性215

7.4.3螯合物的应用216

7.5EDTA的性质217

7.5.1EDTA的解离平衡217

7.5.2影响EDTA配合物稳定性的主要因素218

7.5.3EDTA配合物的条件稳定常数221

7.6金属指示剂221

7.6.1金属指示剂的变色原理221

7.6.2金属指示剂应具备的条件222

7.6.3金属指示剂的选择223

7.6.4金属指示剂在使用中应注意的问题223

7.7配位滴定法223

7.7.1配位滴定曲线224

7.7.2准确滴定某一金属的条件225

7.7.3配位滴定中酸度的控制和酸效应曲线226

7.8配位滴定法的分类及干扰离子的消除228

7.8.1配位滴定法的分类228

7.8.2滴定干扰的消除229

7.9配位滴定的应用230

7.9.1EDTA标准溶液的配制和标定230

7.9.2应用实例231

知识拓展231

思考题与习题232

第8章氧化还原平衡和氧化还原滴定法/235

8.1氧化还原反应的基本概念235

8.1.1氧化数235

8.1.2氧化还原反应236

8.2氧化还原反应方程式的配平236

8.2.1氧化数法237

8.2.2离子-电子法238

8.3原电池与电极电势239

8.3.1原电池和氧化还原反应239

8.3.2电极、电对和原电池符号240

8.3.3电极电势241

8.4影响电极电势的因素245

8.4.1能斯特方程245

8.4.2影响电极电势的因素246

8.5电极电势的应用248

8.5.1判断原电池的正、负极,计算原电池的电动势248

8.5.2判断氧化剂和还原剂的相对强弱249

8.5.3判断氧化还原反应的方向250

8.5.4判断氧化还原反应的限度251

8.5.5测定某些化学平衡常数252

8.6元素电势图及其应用253

8.6.1元素电势图253

8.6.2元素电势图的应用254

8.7氧化还原滴定法255

8.7.1概述255

8.7.2氧化还原滴定曲线257

8.7.3氧化还原滴定指示剂260

8.8常用的氧化还原滴定方法261

8.8.1高锰酸钾法262

8.8.2重铬酸钾法265

8.8.3碘量法266

知识拓展270

思考题与习题270

第9章电势分析法/274

9.1电势分析法概述274

9.1.1电势分析法的基本原理274

9.1.2电势分析法的特点275

9.1.3指示电极与参比电极275

9.2电势分析法的应用276

9.2.1溶液pH的测定276

9.2.2其他离子活度(浓度)的测定279

9.3电势滴定法282

9.3.1电势滴定法的原理282

9.3.2电势滴定法终点的确定282

9.3.3电势滴定法的应用283

知识拓展284

思考题与习题284

第10章分光光度法/286

10.1物质对光的选择性吸收286

10.1.1电磁波谱286

10.1.2光与物质的相互作用287

10.1.3吸收曲线288

10.1.4吸光光度法的特点288

10.2光吸收的基本定律289

10.2.1朗伯-比尔定律289

10.2.2吸光系数和摩尔吸光系数289

10.2.3偏离朗伯-比尔定律的因素290

10.3分光光度计292

10.3.1分光光度计的主要部件292

10.3.2分光光度计的类型294

10.4分光光度法分析条件的选择295

10.4.1显色反应及其条件的选择295

10.4.2吸光度范围的选择298

10.4.3参比溶液的选择298

10.4.4干扰及其消除方法299

10.5分光光度法的应用299

10.5.1单组分的测定299

10.5.2多组分定量方法301

10.5.3示差分光光度法302

知识拓展302

思考题与习题303

第11章元素选述/305

11.1s区元素305

11.1.1氢305

11.1.2碱金属和碱土金属307

11.2p区元素309

11.2.1硼族元素309

11.2.2碳族元素311

11.2.3氮族元素314

11.2.4氧族元素316

11.2.5卤素317

11.3d区元素321

11.3.1过渡元素的通性321

11.3.2铬副族321

11.3.3锰副族323

11.3.4铁系元素323

11.4ds区元素325

11.4.1铜族元素325

11.4.2锌族元素330

知识拓展335

思考题与习题336

附录/338

附录1基本物理常数表338

附录2单位换算338

附录3一些物质的标准生成焓、标准生成Gibbs函数和标准熵(298.15K)338

附录4一些水合离子的标准生成焓、标准生成Gibbs函数和标准熵341

附录5难溶化合物溶度积(298.15K)342

附录6配合物的稳定常数343

附录7金属离子与氨羧螯合剂形成的配合物的稳定常数345

附录8标准电极电势表(298.15K)346

附录9一些氧化还原电对的条件电势(298.15K)348

附录10分子量表349

参考文献/352

元素周期表

本书第一版自2015年出版以来，已在多所高等院校的非化工类专业的无机及分析化学教学中广泛使用，来自教学第一线的反馈信息表明：本教材的内容具有较好的系统性，编排科学、合理，便于教师系统实施教学，使学生易于学习和掌握课程要求的基本知识。但在使用过程中也发现一些问题需要改进，如有些章节顺序需要进行调整，物质平衡浓度的表示需更加规范和统一。为适应创新人才培养的需要和教材更新的原则，以及我们在教学实践中的经验和新的兄弟院校的加盟，决定在第一版的基础上，对本教材进行如下修改。

（1）教材基本保留第一版的编写系统和格局，但在内容上进行了适当调整和更新，更注重无机及分析化学的基础性和系统性，力图展现无机及分析化学发展的新趋势。

（2）考虑到学时和各专业对教学内容的要求，对部分内容进行了删减，并对相关章节顺序进行了调整。参照法定计量单位的国家标准和应用习惯，更改了一些符号及叙述方式，如物质的平衡浓度都统一采用相对浓度表示，如A物质的平衡浓度表示为\[c(A)/cθ]。

（3）对每章后面的思考题和习题进行了部分删减，并附有习题参考答案（电子版），可以方便教师批阅作业和学生自学、复习。

（4）对知识拓展部分进行了部分更新。知识拓展重点介绍了无机及分析化学与其他学科交叉领域的热点问题和最新动态，为学生将无机及分析化学知识应用于其他领域打开了一扇窗，为学生将来在学科交叉领域进行创新打下基础。

（5）为方便教学，本书配套有电子课件，思考题与习题也配套有电子版参考答案。

（6）在编写过程中，考虑到各学校各专业的授课学时不尽相同，书中某些章节加有“*”号，便于不同的专业选用。

本书是在第二版的基础上，结合教学改革实践和教学发展需要进行修订的。

全书含无机及分析化学实验一般知识和56个实验。实验分六部分：①基本操作训练和无机制备；②化学基本原理的验证及某些物理量的测定；③元素及化合物的性质与鉴定；④化学分析；⑤仪器分析；⑥综合和设计性实验，并含微型实验。本版强化了仪器分析，增加了实验数量，书后附有各类实验所需数据表，方便教学。

本书可作为综合性大学生物系各专业的教材，也可供其他各类学校选用 。

实验规则

实验室安全知识

化学基本仪器介绍

化学实验基本操作

一、仪器的洗涤和干燥

二、基本度量仪器的使用方法

三、加热方法

四、试剂及其取用

五、溶解和结晶

六、沉淀

七、干燥器的使用

八、气体的获得、纯化与收集

数据处理

天平

一、台天平

二、分析天平

酸度计

一、雷磁25型酸度计

二、pH S-3型酸度计

分光光计

一、72型分光光度计

二、722型分光光度计

电导率仪

第一部分 基本操作训练和无机制备

实验一 玻璃管操作和塞子钻孔

实验二 氯化钠的提纯

实验三 硫代硫酸钠的制备(常规及微型实验)

实验四 硫酸亚铁铵的制备(常规及微型实验)

实验五 滴定操作练习

实验六 离子交换法制备纯水(常规及型实验)

第二部分 化学基本原理的验证及某引进物理量的测定

实验七 凝固点降低法测摩尔质量

实验八 中和热的测定

实验九 过氧化氢分解速率常数和活化能的测定

实验十 醋酸标准解离常数和解离度的测定

实验十一 水溶液中的解离平衡

实验十二 硫酸银溶度积和溶解热的测定

实验十三 氧化还原反应

实验十四 电位法测定卤化银的溶度积

实验十五 配合物的生成和性质

实验十六 磺基水杨酸合铁(Ⅲ)配合物的组成及稳定常数的测定

第三部分 元素及化合物的性质与鉴定

实验十七 碱金属和碱土金属

实验十八 卤族元素

实验十九 氧族元素

实验二十 氮族元素

实验二十一 碳族元素和硼族元素

实验二十二 铬、锰、铁、钴

实验二十三 铜、银、锌、汞

实验二十四 水溶液中Ag，Cu，Cr，Ni，Ca的分离与检出

实验二十五 纸层析法分离与鉴定某些阳离子溶液

第四部分 化学分析

实验二十六 分析天平的使用和称量

实验二十七 容量器皿的校准

实验二十八 铵盐中氮的测定(酸碱滴定法)

实验二十九 盐酸溶液的配制与标定

实验三十 混合碱中碳酸钠和碳酸氢钠含量的测定(酸碱滴定法)

实验三十一 EDTA标准溶液的配制与标定

实验三十二 水中钙、镁含量的测定(配位滴定法)

实验三十三 硫糖铝中和硫含量的测定(配位滴定法)

实验三十四 高锰酸钾溶液的配制与标定

实验三十五 化学需氧量(COD)的测定(高锰酸钾法)

实验三十六 过氧化氢含量的测定(高锰酸钾法)

实验三十七 碘和硫代硫酸钠溶液的配制与标定

实验三十八 葡萄糖含量的测定(碘量法)

实验三十九 维生素C含量的测定(直接碘量法)

实验四十 土壤中腐殖质含量的测定(重铬酸钾法)

实验四十一 生理盐水中氯化钠含量的测定(银量法)

实验四十二 氯化钡中钡的测定(重量法)

实验四十三 磷肥水中溶磷的测定(重量法)

第五部分 仪器分析

实验四十四 铁的比色测定

实验四十五 血中葡萄糖的酶测定法

实验四十六 碱灰的pH滴定

实验四十七 水中氟含量的测定（离子选择电极法）

实验四十八 原子吸收光谱法测定血清钙

实验四十九 维生素B2的分子荧光测定

实验五十 混二甲苯的气相色谱分析

实验五十一 可乐、咖啡、茶叶中咖啡因的高效液相色谱分析

第六部分 综合和设计性实验

实验五十二 含Cr（Ⅵ）废液的处理与比色测定（Ⅱ）

实验五十三 过氧化钙的制备及含量分析

实验五十四 植物中某些元素的分离

实验五十五 四氨合铜硫酸盐的制备

实验五十六 三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的合成和组成分析

附录

一、几种酸碱的密度和浓度

二、定性分析试液配制方法

三、常见离子鉴定方法汇总表

四、基准试剂的干燥条件

五、标准溶液的配制和标定

六、特殊试剂的配制

七、缓冲溶液

八、常见无机化合物在水中的溶解度

九、某些离子和化合物的颜色

十、元素的相对原子质量

十一、化合物的相对分子质量

十二、某些氢氧化物沉淀和溶解时所需的pH值

十三、化学实验常用手册和参考书简介

十四、实验报告格式示例

本书以水质项目为基础,主要内容包括有关水质的概念，数据处理及各种分析方法（酸碱滴定法、配位滴定法、沉淀滴定法、氧化还原滴定法、分光光度法、光谱分析法、电化学分析法、气相色谱法、高效液相色谱法、流动注射分析法）的基本概念、基本原理、基本理论及相关应用。

本书可作为高等院校环境工程、给水排水、环境科学等相关专业本科生的教材，也可供研究生和相关专业的教师及从事环境保护工作的科技人员参考。