無機化學實驗教學大綱

無機化學實驗課程教學大綱一、課程基本信息1.課程名稱：無機化學實驗2.課程編號：CH20944033.總學時/總學分：24學時/1學分4.學時分配：實踐24學時5.課程性質(zhì)：學科基礎實踐6.先修課程：《無機化學》《高等數(shù)學》《大學物理》后修課程：《物理化學》《物理化學實驗》《材料科學基礎》《材料概論》《工程制圖》《材料工程基礎》《材料性能學》《無機材料工藝學》《粉體工程》《材料現(xiàn)代測試技術》《新型陶瓷材料》《無機材料巖相學》《專業(yè)實驗》《專業(yè)綜合實驗》等。7.適用專業(yè)：無機非金屬材料工程8.開課學期：第二學期二、課程簡介與課程目標【課程簡介】《無機化學實驗》是無機非金屬材料工程專業(yè)獨立開設的學科基礎實踐課程之一，是與無機化學理論課程內(nèi)容相配套的一門基礎實驗課程，在教學中起著重要的作用。本課程涉及到基本操作與技能訓練、化合物及化學反應特征常數(shù)的測定和無機化合物的制備。通過本課程教學，使學生鞏固和深入理解所學的無機化學理論知識；使學生了解無機實驗的目的和方法，培養(yǎng)學生的基本實驗技能和科學研究能力，在教學過程中引導學生利用無機化學及相關理論知識，解決化學過程的基本問題，為學生今后從事專業(yè)研究打下堅實的基礎，鍛煉學生觀察現(xiàn)象、正確記錄數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)、分析實驗結(jié)果的能力，并初步訓練學生根據(jù)所學原理設計實驗，選擇和使用儀器，解決實際問題的能力；培養(yǎng)學生嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和實事求是的科學態(tài)度，為后續(xù)課程的學習和培養(yǎng)合格的化學技術人才打下扎實的基礎。【課程目標】課程目標1.通過無機化學實驗的手段，使學生了解無機化學的研究方法，通過對某些測定常數(shù)的實驗，加深對無機化學基本理論的理解；學生通過嚴格的實驗訓練，使學生能正確在熟練地掌握無機化學實驗中最基本的實驗操作技能；正確地使用重要的常規(guī)儀器，掌握簡單的無機制備，分離，提純方法。課程目標2.正確地觀察和記錄化學實驗現(xiàn)象、掌握實驗數(shù)據(jù)的測量、記錄、實驗結(jié)果的分析和歸納等一套嚴謹?shù)目茖W實驗方法。初步學會使用Excel或Origin等科學繪圖軟件進行數(shù)據(jù)作圖、分析與歸納實驗現(xiàn)象和表達實驗結(jié)果，進而培養(yǎng)學生嚴謹縝密的科學思維和分析、解決實際問題的能力；分組實驗，培養(yǎng)學生對實驗項目的管理、有效溝通與團隊合作的能力。三、課程目標對畢業(yè)要求指標點的支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求課程目標14.1能夠基于科學原理，通過文獻研究或相關方法，調(diào)研和分析復雜工程問題的解決方案。能夠基于科學原理并采用科學方法對復雜工程問題進行研究，包括設計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。課程目標25.2能夠選擇與使用恰當?shù)膬x器、信息資源、工程工具和專業(yè)模擬軟件，對復雜工程問題進行分析、計算與設計。能夠針對復雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當?shù)募夹g、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術工具，包括對復雜工程問題的預測與模擬，并能夠理解其局限性。四、教學內(nèi)容、學時分配及與課程目標的關系序號教學內(nèi)容教學要求及重難點推薦學時教學方式支撐課程目標1實驗一緒論（無機化學實驗基礎知識）及溶液的配制和酸堿滴定教學要求：1．對學生進行實驗室安全教育；2．化學實驗課程的特點及要求3．實驗前的準備和實驗后的收尾工作；4．實驗報告的撰寫要求5．掌握一般溶液的配制方法和酸堿滴定原理。6．初步掌握滴定管、容量瓶、移液管的使用方法。7．練習滴定操作，初步掌握準確地確定終點的方法。8．熟悉指示劑顏色變化，初步掌握指示劑的選擇。教學重點：實驗室安全教育，滴定管的使用，實驗數(shù)據(jù)的記錄與處理。教學難點：滴定管的使用和滴定終點的判斷。1+3線上和線下講授法演示法實驗法討論法課程目標1課程目標22實驗二分析天平的使用和摩爾氣體常數(shù)的測定教學要求：1．掌握分析天平的使用。2．加深理解理想氣體狀態(tài)方程和分壓定律。3．練習測定摩爾氣體常數(shù)的實驗方法及操作。4．了解氣壓計的構造，掌握正確的使用方和讀數(shù)方法。5．了解誤差的意義、產(chǎn)生原因及誤差的表示方法。教學重點：分析天平的使用；測定摩爾氣體常數(shù)的實驗方法及操作。教學難點：搭建氣密性好的氣壓計。4線下講授法演示法實驗法討論法課程目標1課程目標23實驗三醋酸標準離解常數(shù)和離解度的測定教學要求：1．掌握用pH法測定醋酸解離度及解離常數(shù)的原理和方法。2．學會正確使用酸度計。3．進一步練習溶液的配制與吸量管的使用基本操作。教學重點：用pH法測定醋酸離解常數(shù)和離解度的原理、酸度計的使用。教學難點：由測得的pH的大小計算醋酸的離解常數(shù)和離解度。3線下講授法演示法實驗法討論法課程目標1課程目標24實驗四常見陽離子的分離與鑒定1．將混合液中將Ag+，Cu2+，Cr3+，Ni2+，Ca2+的分離與檢出，了解它們分離和檢出的條件。2．了解Ag+，Cu2+，Cr3+，Ni2+，Ca2+的有關性質(zhì)。教學重點：各種離子分離與鑒定。教學難點：各種離子分離3線下講授法演示法實驗法討論法課程目標15實驗五三草酸全合鐵（Ⅲ）酸鉀的合成1．了解三草酸全合鐵（Ⅲ）酸鉀的合成方法2．學習溶解、沉淀、減壓過濾、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶等基本操作。教學重難點：三草酸全合鐵（Ⅲ）酸鉀的合成3線下講授法演示法實驗法討論法課程目標16實驗八硫酸亞鐵銨的制備和限量分析1．制備復鹽硫酸亞鐵銨，了解復鹽的特性。2．掌握水浴加熱、蒸發(fā)、濃縮等實驗操作。3．了解無機鹽制備的投料、產(chǎn)量、產(chǎn)率的有關計算，以及產(chǎn)品純度的檢驗方法。教學重點：濃縮溶液時酸度的控制，水浴加熱、蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶，投料的計算，產(chǎn)品純度的檢驗。教學難點：水浴加熱、蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶等操作。4線下講授法演示法實驗法討論法課程目標1課程目標27實驗六磺基水楊酸與鐵（Ⅲ）配合物的組成及穩(wěn)定常數(shù)的測定教學要求：1．學會用光度法測定配合物的組成及穩(wěn)定常數(shù)，掌握其原理。2．熟悉分光光度計的使用。3．學會系列顯色溶液的配制。教學重點：分光光度計的使用，用等物質(zhì)的量系列法測定配合物的組成及穩(wěn)定常數(shù)的原理。教學難點：系列顯色溶液的配制，用Excel或Origin繪圖軟件對數(shù)據(jù)作圖和分析，計算磺基水楊酸與鐵（Ⅲ）配合物的組成及穩(wěn)定常數(shù)。4線下講授法演示法實驗法討論法(必做)課程目標1課程目標2《無機化學實驗》是與《無機化學》理論課相配套的基礎實驗課程，本課程內(nèi)容有：實驗基本操作與技能訓練、化合物及化學反應特征常數(shù)的測定和無機化合物的制備。學生通過本課程的訓練，加深對無機化學理論知識的理解，培養(yǎng)學生各種能力，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和務真求實的科學態(tài)度，為以后的學習和工作打下堅實的基礎?！稛o機化學實驗》有24學時，準備開設6~7個實驗項目，實驗時要求學生獨立完成，實驗后撰寫并提交實驗報告。五、課程考核序號課程目標（支撐畢業(yè)要求指標點）考核內(nèi)容評價依據(jù)及成績比例(%)成績比例(%)預習報告實驗表現(xiàn)及實驗報告綜合考查1目標1：掌握溶液的配制和滴定基本操作、分析天平的使用，了解摩爾氣體常數(shù)的測定和二氧化碳相對分子質(zhì)量測定的方法。用pH法測定醋酸解離度及解離常數(shù)、用等摩爾系列法測定磺基水楊酸與鐵（Ⅲ）配合物的組成及穩(wěn)定常數(shù)的原理和方法，無機制備和限量分析。（支撐畢業(yè)要求指標點4.1）滴定管的使用，滴定終點的判斷，摩爾氣體常數(shù)、磺基水楊酸與鐵（Ⅲ）配合物的組成及穩(wěn)定常數(shù)等物理量測定的基本操作，無機制備中減壓過濾、蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶和烘干等基本操作。。102010402目標2：掌握滴定管、真空泵、恒溫水浴鍋、pH計、分光光度計、恒溫電熱套、水浴鍋、分析天平等儀器的使用方法，并能用該儀器熟練測量各項實驗數(shù)據(jù)；掌握圖解法處理實驗數(shù)據(jù)，熟練Excel或Origin作圖軟件的使用。（支撐畢業(yè)要求指標點5.2）酸堿滴定基本操作，比較摩爾氣體常數(shù)、醋酸離解常數(shù)、反應級數(shù)和活化能、磺基水楊酸與鐵（Ⅲ）配合物的組成及穩(wěn)定常數(shù)的測定值與理論值，計算相對誤差。無機制備物的產(chǎn)率和定量、定性分析結(jié)果。10302060合計205030100考核方式說明：1預習報告做每個實驗之前，要求學生寫預習報告，實驗過程中及時地記錄實驗數(shù)據(jù)和觀察實驗現(xiàn)象，必要時對實驗數(shù)據(jù)進行處理。課程目標1的預習報告分值占50%，課程目標2的預習報告分值占50%。2實驗表現(xiàn)及實驗報告實驗表現(xiàn)內(nèi)容有：遵守實驗室各項規(guī)章制度、學生的學習態(tài)度、動手操作能力、遲到早退、打掃衛(wèi)生、團結(jié)合作等。每個實驗項目都要撰寫并提交實驗報告，實驗報告的評分內(nèi)容有：實驗報告書寫情況，實驗目的、實驗原理、實驗方法是否準確無誤，實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)是否科學合理等。課程目標1的實驗表現(xiàn)及實驗報告分值占40%，課程目標2的實驗表現(xiàn)及實驗報告分值占60%。3.綜合考查為了強化學生對實驗內(nèi)容的理解，就部分實驗項目內(nèi)容進行深入研究，用科學的方法處理實驗數(shù)據(jù)，回答和實驗內(nèi)容相關的思考題。課程目標1的綜合考查分值占33.3%，課程目標2的綜合考查分值占66.7%。六、課程目標達成度計算方法課程目標達成度評價包括課程分目標達成度評價和課程總目標達成度評價，具體計算方法如下：課程分目標達成度=（支撐該課程目標考核環(huán)節(jié)的學生平均得分/支撐該課程目標考核環(huán)節(jié)的目標分值）(該考核環(huán)節(jié)在該課程分目標的成績比例/支撐該課程分目標的各考核環(huán)節(jié)的成績比例之和)課程總目標達成度=課程分目標達成度分目標的考核成績總比例達成度評價值計算具體說明及示例如下表。字母A、B、C分別表示預習報告、表現(xiàn)和實驗報告、綜合考查環(huán)節(jié)中對應課程目標1的目標分值，字母D、E、F分別表示預習報告、表現(xiàn)和實驗報告、綜合考查環(huán)節(jié)中對應課程目標2的目標分值；字母A1、B1、C1分別表示預習報告、表現(xiàn)和實驗報告、綜合考查環(huán)節(jié)中對應課程目標1的學生實際平均得分，字母D1、E1、F1分別表示預習報告、表現(xiàn)和實驗報告、綜合考查環(huán)節(jié)中對應課程目標2的學生實際平均得分。課程目標支撐環(huán)節(jié)目標分值學生平均得分達成度計算課程目標1預習報告A（預習報告環(huán)節(jié)對應目標1的目標分值）A1（=學生該項實際得分平均分）課程目標1達成度=實驗表現(xiàn)和實驗報告B（實驗表現(xiàn)和實驗報告環(huán)節(jié)對應目標1的目標分值）B1（=學生該項實際得分平均分）綜合考查C（綜合考查環(huán)節(jié)對應目標1的目標分值）C1（=學生該項實際得分平均分）課程目標2預習報告D（預習報告環(huán)節(jié)對應目標2的目標分值）（=學生該項實際得分平均分）課程目標2達成度=實驗表現(xiàn)和實驗報告E（實驗表現(xiàn)和實驗報告環(huán)節(jié)對應目標2的目標分值）（=學生該項實際得分平均分）綜合考查F（綜合考查環(huán)節(jié)對應目標2的目標分值）（=學生該項實際得分平均分）課程總目標達成度計算課程總目標達成度=課程目標1達成度×40%+課程目標2達成度×60%七、教材與主要參考書1教材華東理工大學無機化學教研組編，李梅君，徐志珍等修訂的《無機化學實驗》，高等教育出版社，2016年，第四版2主要參考書目：（1）華東化工學院無機化學教研組《無機化學實驗》（第三版），高等教育出版社，2007年.（2）南京大學《無機及分析化學實驗》編寫組（第四版），高等教育出版社，2015年.（3）王倫，方賓編.《化學實驗》，高等教育出版社，2004年.（4）《無機化學實驗》（第三版）.北京師范大學等編，高等教育出版社，2004.（5）南京大學編.《無機及分析化學》，高等教育出版社，2007年，第四版.附錄：各類考核評分參考標準預習報告評分標準教學目標要求評分標準權重（%）90-10080-8960-790-59目標1：掌握溶液的配制和滴定基本操作、分析天平的使用，了解摩爾氣體常數(shù)的測定和二氧化碳相對分子質(zhì)量測定的方法，通過濃度和溫度的改變以及催化劑對化學反應速率的影響。用pH法測定醋酸解離度及解離常數(shù)、用等摩爾系列法測定磺基水楊酸與鐵（Ⅲ）配合物的組成及穩(wěn)定常數(shù)的原理和方法，粗鹽提純及定性定性鑒定、硫酸亞鐵銨的制備和限量分析、硫酸銅制備及結(jié)晶水測定的方法和操作等。（支撐畢業(yè)要求指標點4.1）實驗題目準確無誤；實驗目的明確清晰；實驗原理敘述簡潔完整、重點突出；實驗方法理解透徹、依據(jù)正確實驗題目準確無誤；實驗目的基本明確清晰；實驗原理敘述較簡潔完整、重點基本突出；實驗方法正確實驗題目基本準確；實驗目的基本明確清晰；實驗原理敘述基本簡潔完整、重點不夠突出；實驗方法基本正確實驗題目不夠準確、有錯別字；實驗目的不夠明確清晰；實驗原理照抄課本，重點不突出；實驗方法不正確50目標2：掌握滴定管、真空泵、恒溫水浴鍋、pH計、分光光度計、恒溫電熱套、烘箱、分析天平等儀器的使用方法，并能用該儀器熟練測量各項實驗數(shù)據(jù)；掌握圖解法處理實驗數(shù)據(jù)，熟練Excel或Origin作圖軟件的使用。（支撐畢業(yè)要求指標點5.2）能準確無誤說出實驗所需的儀器名稱、實驗試劑；熟練掌握儀器的工作原理及使用方法；熟練掌握數(shù)據(jù)的處理方法能夠掌握實驗所需的儀器名稱、實驗試劑；基本掌握儀器的工作原理及使用方法；基本掌握數(shù)據(jù)的處理方法基本能夠掌握實驗所需的儀器名稱、實驗試劑；對儀器的工作原理及使用方法掌握不夠熟練；對數(shù)據(jù)的處理方法掌握不熟練對實驗所需的儀器名稱、實驗試劑含糊不清；對儀器的工作原理及使用方法掌握不準確；數(shù)據(jù)的處理方法不清楚、不理解50注：學生進實驗必須要寫預習實驗，預習報告經(jīng)指導教師簽字后不[學生實驗才算結(jié)束。實驗表現(xiàn)及實驗報告評分標準教學目標要求評分標準權重（%）90-10080-8960-790-59目標1：掌握溶液的配制和滴定基本操作、分析天平的使用，了解摩爾氣體常數(shù)的測定和二氧化碳相對分子質(zhì)量測定的方法，通過濃度和溫度的改變以及催化劑對化學反應速率的影響。用pH法測定醋酸解離度及解離常數(shù)、用等摩爾系列法測定磺基水楊酸與鐵（Ⅲ）配合物的組成及穩(wěn)定常數(shù)的原理和方法，粗鹽提純及定性定性鑒定、硫酸亞鐵銨的制備和限量分析、硫酸銅制備及結(jié)晶水測定的方法和操作等。（支撐畢業(yè)要求指標點4.1）按時來做實驗，遵守實驗室各項規(guī)章制度；實驗報告書寫整潔美觀；實驗目的、實驗原理、實驗方法準確無誤按時來做實驗，遵守實驗室各項規(guī)章制度；實驗報告書寫較整潔美觀；實驗目的、實驗原理、實驗方法基本準確無誤基本按時來做實驗，遵守實驗室各項規(guī)章制度；實驗報告書寫字跡潦草；實驗目的、實驗原理、實驗方法不夠準確不能按時來做實驗、遲到早退現(xiàn)象嚴重；漠視實驗室各項規(guī)章制度；實驗報告書寫字跡潦草；實驗目的、實驗原理、實驗方法模糊不清40目標2：掌握滴定管、真空泵、恒溫水浴鍋、pH計、分光光度計、恒溫電熱套、烘箱、分析天平等儀器的使用方法，并能用該儀器熟練測量各項實驗數(shù)據(jù)；掌握圖解法處理實驗數(shù)據(jù)，熟練Excel或Origin作圖軟件的使用。（支撐畢業(yè)要求指標點5.2）實驗過程積極主動，與組員高度默契、分工明確；實驗報告內(nèi)容完整，實驗步驟切合實際；設計表格記錄數(shù)據(jù)規(guī)范合理；計算法和圖解法處理數(shù)據(jù)詳細、準確；認真分析實驗中存在的問題、實驗產(chǎn)生誤差的原因，并能夠提出改進實驗的意見和建議實驗過程積極主動，與組員有一定的默契度、分工基本明確；實驗報告內(nèi)容較完整，實驗步驟合理；設計表格記錄數(shù)據(jù)規(guī)范合理；計算法和圖解法處理數(shù)據(jù)詳細、準確；認真分析實驗中存在的問題、實驗產(chǎn)生誤差的原因，未能提出個人見解實驗過程不夠積極主動，組員之間分工不夠明確；實驗報告內(nèi)容基本完整，實驗步驟合理；設計表格記錄數(shù)據(jù)不夠規(guī)范合理；計算法和圖解法處理數(shù)據(jù)精確度不夠；對實驗中存在的問題、實驗產(chǎn)生誤差的原因分析過于簡單，未能提出個人見解實驗過程消極被動，全程不參與實驗操作；實驗報告內(nèi)容不完整，實驗步驟照抄課本；未設計表格記錄數(shù)據(jù)；計算法計算步驟不完整，圖解法未采用計算機作圖，精確度嚴重缺失；未分析實驗中存在的問題、實驗產(chǎn)生誤差的原因，未能提出個人見解60綜合考查評分標準教學目標要求評分標準權重（%）90-10080-8960-790-59目標1：掌握溶液的配制和滴定基本操作、分析天平的使用，了解摩爾氣體常數(shù)的測定和