硫酸亚铁铵的制备 虚拟仿真实验

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硫酸亚铁铵的制备 虚拟仿真实验

学院:药学院
所属学科:药学类
专业门类:药学
项目负责人:马瑜璐
课程年份:2024
课时数:3
课程唯一编号:202104

实验简介:

《无机化学实验》是医药、化学相关专业学生进入大学以后所接触到的第一门必修实验课,是后续药学、化学相关课程学习的基础。“硫酸亚铁铵的制备”是《无机化学实验》中最重要的综合性实验之一,涉及到该课程80%的基本操作,包括称量、加热、溶解、抽滤、蒸发、浓缩等,但是实验中需要使用具有强腐蚀性的硫酸,会产生大量的氢气以及有毒难闻的硫化氢和磷化氢,对师生健康有很大影响,传统教学中对产品的质量检测只涉及到三价铁的限量分析,药典中规定需要使用电感耦合等离子体质谱(ICPMS)对药物中的重金属进行分析,但是由于ICPMS仪器昂贵,一般高校只有1到2台仪器,无法在本科教学中开展,教学过程中受场地、安全、毒性、污染、大型仪器设备(ICPMS)、试剂成本等各种条件的限制,学生的实践操作难以实现,限制了学生对无机化学科技前沿的了解与探索,基于此,开发此虚拟仿真实验教学软件。

本虚拟仿真实验教学软件,依托南京中医药大学两个国家级教学示范中心——中药学类实验教学示范中心、中药学类虚拟仿真实验教学中心,按照“虚实结合,以虚补实”的原则,以“硫酸亚铁铵的制备”为主题,采用Unity 3D技术对实验场景、实验设备装置进行高度仿真,360度全方位立体地让学生探索硫酸亚铁铵的制备及ICPMS法对重金属进行检测的完整过程,学生可以随时随地进行沉浸式学习,突出体现“以学生为中心”,交互性强、自主性强,且符合绿色化学设计的3R原则,较好解决了实验教学中高消耗,高污染,高成本(ICPMS)、安全隐患大,教学效果差,考核难,复习难的问题,为学生提供了早实践、多实践、反复实践的机会,为无机化合物的制备及重金属的检测提供了教学示范。

学院:药学院
所属学科:药学类
专业门类:药学
项目负责人:马瑜璐
课程年份:2024
课时数:3
课程唯一编号:202104
计费类别:时长
计费标准:免费

实验简介:

《无机化学实验》是医药、化学相关专业学生进入大学以后所接触到的第一门必修实验课,是后续药学、化学相关课程学习的基础。“硫酸亚铁铵的制备”是《无机化学实验》中最重要的综合性实验之一,涉及到该课程80%的基本操作,包括称量、加热、溶解、抽滤、蒸发、浓缩等,但是实验中需要使用具有强腐蚀性的硫酸,会产生大量的氢气以及有毒难闻的硫化氢和磷化氢,对师生健康有很大影响,传统教学中对产品的质量检测只涉及到三价铁的限量分析,药典中规定需要使用电感耦合等离子体质谱(ICPMS)对药物中的重金属进行分析,但是由于ICPMS仪器昂贵,一般高校只有1到2台仪器,无法在本科教学中开展,教学过程中受场地、安全、毒性、污染、大型仪器设备(ICPMS)、试剂成本等各种条件的限制,学生的实践操作难以实现,限制了学生对无机化学科技前沿的了解与探索,基于此,开发此虚拟仿真实验教学软件。

本虚拟仿真实验教学软件,依托南京中医药大学两个国家级教学示范中心——中药学类实验教学示范中心、中药学类虚拟仿真实验教学中心,按照“虚实结合,以虚补实”的原则,以“硫酸亚铁铵的制备”为主题,采用Unity 3D技术对实验场景、实验设备装置进行高度仿真,360度全方位立体地让学生探索硫酸亚铁铵的制备及ICPMS法对重金属进行检测的完整过程,学生可以随时随地进行沉浸式学习,突出体现“以学生为中心”,交互性强、自主性强,且符合绿色化学设计的3R原则,较好解决了实验教学中高消耗,高污染,高成本(ICPMS)、安全隐患大,教学效果差,考核难,复习难的问题,为学生提供了早实践、多实践、反复实践的机会,为无机化合物的制备及重金属的检测提供了教学示范。

计费类别:时长
计费标准:免费
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  • 实验教学目标
  • 实验原理
  • 实验教学过程与实验方法
  • 实验步骤
  • 实验结果与结论

1、知识目标

1)掌握无机化合物制备的基本步骤,掌握无机化合物制备实验的基本操作技能:称量、加热、溶解、过滤、蒸发、浓缩、结晶、干燥等。

2)掌握无机化合物的提纯和制备的原理。

3)熟悉ICPMS测定无机化合物中的重金属含量的方法。

2、能力目标

1)通过引入大型仪器ICPMS对产品中的重金属含量进行分析,使学生在大一接触到无机化学元素分析前沿仪器,了解无机化学发展前景,扩展无机化学实验教学的广度和深度。

2)培养学生运用现代化信息技术——虚拟仿真软件,培养学生自主学习、自主获取新知识、进行实践创新的能力,并将此能力延伸到后面药学、化学专业实验课的学习中去。

3、素质目标

1)本科一年级开设虚拟仿真实验课程,培养学生从进入实验室就牢固树立绿色化学理念和环境保护意识。

2)将科学研究、行业质量评价方法应用于本科一年级教学,让学生感受到学习和科研的乐趣,激发学生的创造力,培养学生进行科学研究的积极性,增强学生对课程的认同感,树立学生的自信心,形成职业责任感与使命感。

 

Fe+H2SO4=FeSO4+H2

FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O=(NH4)2SO4?FeSO4?6H2O

教学方法以网络学习为主,学习者可以通过手机 APP 或电脑使用该软件,学生在逼真的操作环境中自主探索实验,在实验过程中对实验现象及实验结果进行实时分析

第一模块:基本操作训练,包括9个知识点,这是教学大纲要求学生必须掌握的技能。

1)玻璃仪器的洗涤:水清洗、洗涤剂清洗、铬酸洗液清洗;

2)化学试剂的取用:固体试剂的取用、液体试剂的取用;

3)固体溶解;

4)固体的称量:分析天平、电子天平、托盘天平;

5)液体的量取:移液管、移液枪、量筒、量杯;

6)加热:酒精灯、电炉、水浴锅、烘箱;

7)过滤:常压过滤、减压过滤;

8)奈氏比色管;

9)通风橱。

第二模块:硫酸亚铁铵的制备,包括10个知识点,本部分学生运用所学知识,自主设计探索实验:自主选择铁粉过量法还是硫酸过量法,自主设计水浴加热温度和反应时间,抽滤时自主设计是否需要加热,蒸发浓缩的方法可选择酒精灯还是水浴。不同的设计路线对产物的性状和质量均有影响。

1)实验着装要求;

2)铁粉的称量;

3)硫酸的配制;

4)铁和硫酸的反应(通风橱、水浴锅);

5)趁热抽滤;

6)硫酸铵饱和溶液的配置;

7)减压抽滤;

8)蒸发浓缩;

9)产品产量、产率的计算;

10)Fe(Ⅲ)的限量分析。

硫酸亚特案的质量和产量
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1说明客户端到服务器的带宽要求(需提供测试带宽服务)

容户端下行带宽不低于10Mbps

2说明能够支持的同时在线人数(需提供在线排队提示服务)

200

计算机硬件配置要求

    CPUi5 3.20GHz

内存:4GB 以上;

显卡:2GB 以上;

硬盘:2GB 以上(最低所需配置)

Win7以上版本