数字化实验因数据采集方便、可视化及智能化等优点适用于化学实验教学。间接碘量法测铜含量需准确判别滴定至浅黄色加淀粉指示剂、滴定至浅蓝色加KSCN和滴定终点米白色这三处关键颜色。通过大量实验建立数据库，明确关键颜色HSV (色调-饱和度-明度)阈值，开发辅助滴定App。数字化设计后相对平均偏差为0.11%，较人眼观察提高了实验精密度，激发学生多学科交叉兴趣。

采用种子生长法制备金纳米棒(AuNRs)以构建光学传感器，用于Fe³⁺和Cu²⁺的高选择性快速可视化检测。在酸性环境中，Fe³⁺和Cu²⁺通过与KI溶液反应，将I^-氧化成I₂。I₂刻蚀AuNRs，导致其纵向表面等离子体共振(LSPR)吸收峰蓝移，从而实现对Fe³⁺和Cu²⁺的检测。结果表明，反应温度为50 ℃时，添加0.8 mL 0.1 mol·L^-1 HCl、2 mL AuNRs生长液和20 mmol·L^-1 KI溶液，与2 mL 500 μmol·L^-1 Fe³⁺或30 μmol·L^-1 Cu²⁺反应25或90 min，可将AuNRs刻蚀至LSPR吸收峰消失。该方法对Fe³⁺和Cu²⁺检测具有高选择性和准确性，对于Fe³⁺、Cu²⁺共存体系的检测，可通过加入适量F^-与Fe³⁺生成配合物[FeF₆]^3-完成对Fe³⁺的化学掩蔽，消除Fe³⁺的干扰，实现共存体系中Cu²⁺的准确检测。

A novel one-dimensional (1D) polycarbonyl coordination polymer [Cu(BGPD)(DMA)(H₂O)]·DMA (named Cu-BD, H₂BGPD=N, N′-bis(glycinyl)pyromellitic diimide; DMA=dimethylacetamide) was synthesized, and evaluated as a cathode material for lithium - ion batteries (LIBs) for the first time. The electrochemical performance study revealed that the Cu-BD cathode exhibited better cycling stability and a specific capacity of 50 mAh·g^-1 after 100 cycles at a current density of 50 mA·g^-1. The study of the reaction mechanism for the Cu-BD electrode discloses that both BGPD^2- ligands and Cu(Ⅱ) ions may take part in the electron-transfer process during charging and discharging.

设计了一个以单晶-单晶(SCSC)转变这种新的固相无机合成方法为核心的8学时综合化学实验。首先采用直接加成法分别合成了粉末形态与大单晶形态的绿色配合物(H₃O)[K(15C5)₂][CuCl₄] (1)，其在温度诱导下转变为红色配合物[K(15C5)₂][CuCl₃] (2)，这是由于在固相中[K(15C5)₂]⁺的空间位阻效应限制了[CuCl₃]^-的二聚。并且配合物2在盐酸蒸气诱导下经过SCSC转变恢复为配合物1。配合物1和2之间的SCSC转变也可以通过文字或图画颜色可逆变化的形式在滤纸上呈现，反应迅速，实验现象直观明显，有助于激发学习兴趣。进而，学生可以根据学过的本科无机化学中涉及的晶体场理论内容判断出两种配合物颜色的差异是因为铜(II)的配位数不同而导致，有效地促进其将理论知识应用于实践中。通过单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、紫外-可见光谱和傅里叶红外变换光谱等对产品进行表征，结果表明，配合物1和2晶型不同而且单晶转化完全，该过程锻炼了学生对剑桥晶体结构数据库的使用，有助于提升学生的数据分析能力和规范安全操作大型仪器的科学素养。本实验学时安排紧凑，可进行模块化教学，试剂成本低廉，适合在化学及相关专业的本科实验教学中推广。

铜(II)氨配离子是分析化学教学中配位平衡及配合物的分布特征部分较为经典的配离子之一。现行教材大多只给出了部分铜氨配离子的稳定常数，也并未解释铜氨配离子配位数与稳定性之间的关系。本文使用密度泛函理论，首先通过结构优化给出了铜氨配离子稳定性与配位数和结构的关系，而后进一步通过分析分子内部结构给出了一种回归结构本质的定性解释，既有助于改进教学效果，同时将理论计算应用于分析化学教学过程中，也可增加学生对理论计算的兴趣。

金属有机试剂(如：有机锂试剂、格氏试剂、有机铜试剂及有机铝试剂)对醛、酮的加成反应是有机化学中的重要反应，也是最经典的构建C―C键的方法之一。然而上述金属有机试剂存在官能团兼容性较差、对水和空气敏感及不易存储等缺陷，不可避免地限制了其广泛应用。近年来，利用稳定、易得的不饱和烃为原料替代金属有机试剂参与各种化学转化受到了人们高度关注。本文主要介绍在铜氢催化条件下，通过把不饱和烃现场转化为催化量有机铜中间体替代传统化学计量金属有机试剂的策略，实现其对醛、酮的加成反应，从而避免了传统方法的缺点。对于上述反应的介绍，能够丰富和拓展基础教学过程中亲核加成知识点的内容，开阔学生的视野与思维，有利于学生了解学科前沿领域的发展现状，激发学生的兴趣。

本实验自制谷胱甘肽与半胱氨酸分别配位的铜纳米簇(CuNCs)，根据CuNCs光致发光原理，设计实验探究配体、氧化剂、pH、溶剂及温度对CuNCs光致发光的影响，并开发出科普实验试剂盒。本试剂盒携带方便、操作简单、安全性高，适合多种科普场景，能够满足具有不同梯度科普需求的人群，增强公众对纳米材料的了解，让公众感受到化学之美。

铜纳米团簇(copper nanoclusters, Cu NCs)具有独特而优异的光物理性质，近年来在发光领域取得了令人瞩目的研究进展。然而，由于铜易氧化，因而难以获得结构稳定、发光强度高的Cu NCs。将Cu NCs与其他组分结合构建多组分体系，是提高稳定性、优化发光性能的可行策略之一。基于Cu NCs构筑的多组分体系，不仅能够有效弥补其缺陷和不足，而且还能实现发光体系的功能多样化，从而有助于促进该发光材料的实际应用。基于此，本文对该领域的研究进行了综述，首先介绍了Cu NCs的基本结构和发光影响因素，进而分类总结了目前发光Cu NCs多组分体系的构成策略及其应用。

使用碘化亚铜、预先合成的硼咪唑配体和季铵盐制备得到了2例铜碘簇基硼咪唑框架(boron imidazolate frameworks，BIFs)，并对其结构与性能进行了表征。X射线单晶衍射结果显示，[N(C₄H₉)₄]{Cu₆I₆[BH(im)₃]Cu[BH(im)₃]}·0.5CH₃OH (BIF-155，im=imidazolate)是以四连接的Cu₆I₆簇、单核Cu原子和三连接的硼咪唑配体BH(im)₃^-作为节点交替连接形成的(3，4)-连接的二维层状网络，[N(C₄H₉)₄]{Cu₃I₃[BH(im)₃]} (BIF-156)则是以Cu₃I₃簇和BH(im)₃^-硼咪唑配体连接得到的3-连接的fes拓扑的二维层状网络。2种化合物对应的晶体均具有良好的结晶性。在紫外灯照射下，二者展示出不同的荧光性质，即BIF-155发射红光，BIF-156发射黄光。

过渡金属催化的碳-杂原子偶联反应是有机合成化学中一个重要的研究方向。Kharasch-Sosnovsky反应利用过氧苯甲酸叔丁酯作为氧化剂，在金属铜催化的条件下，将烯烃转化为烯丙酯类化合物，完成碳氧键构筑。响应国家“双碳”战略，开发新的催化体系，实现含碳物质的绿色高效转化已经成为有机化学家们追求的重要目标。基于此，Kharasch-Sosnovsky反应在不对称反应、配体设计、底物范围扩展以及环境友好性方面取得了显著的改进。本文简要介绍了Kharasch-Sosnovsky反应的发现与新的研究进展，结合前沿科研成果，不仅有助于加深学生对基础有机化学中相关内容的理解，同时可以有效补充现有教材中的知识空缺，实现基础化学知识与学科前沿研究的深度融合。