無機及分析化學教學大綱

《無機及分析化學》課程教學大綱一、課程基本信息課程名稱(中文)無機及分析化學A(英文)InorganicAndAnalyticalChemistryA課程代碼課程性質必修開課院部生物科技與大健康學院課程負責人授課學期第一學期學分/學時4學分/64學時課內學時64理論學時64實驗學時實訓（含上機）實習其他適用專業(yè)化學工程與工藝2022級221105授課語言中文對先修的要求大學期間無先修課程對后續(xù)的支撐對《無機及分析化學實驗》，《有機化學》、《儀器分析》、《物理化學》等后續(xù)課程相關的定性、定量和結構分析提供理論性的指導。課程思政設計教學過程中把“立德樹人”作為中心環(huán)節(jié)，樹立化學人的初心和工匠精神，緊密聯(lián)系社會發(fā)展核心觀念，通過案例教學把化學對環(huán)境，能源，健康以及安全等各方面的影響有機融合進課堂教學。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育設計無機及分析化學作為自然科學和工程技術等學科不可缺少的基礎和工具，將課程知識的傳授過程中滲透創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的內容，以增強學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的意識，加強學生的創(chuàng)新精神，實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神。課程簡介《無機及分析化學》課程是高等學?；ゎ惛鲗I(yè)的第一門必修基礎課，它涵蓋的內容廣泛，基礎性強，在四大基礎化學的教學中有舉足輕重的地位。該課程有機地結合了無機化學與分析化學的內容，教學內容按照化學反應理論、物質結構、元素化學、四大化學平衡及滴定分析、儀器分析分類介紹。與該課程相互支撐的《無機及分析化學實驗》課程包括了化學的定性與定量的分析實驗等共64學時的實踐教學。本課程將以學生獲得知識能力為目標，采用大量的集中講授、案例教學、習題討論，使用現(xiàn)代網絡教學軟件加強互動等方式貫穿教學的全過程。通過本課程的學習要求學生不僅掌握無機與分析化學的基本原理，掌握四大平衡及四大滴定分析方法和實際應用，并且能熟練運用基本原理和基本知識解釋化學現(xiàn)象，對化學和化工混合物的鑒定和定量測定提供方案，提高鍛煉學生能將化學知識與專業(yè)實際相結合應用于解決化工問題的能力。二、課程目標及對畢業(yè)要求指標點的支撐序號課程目標支撐畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求1目標1：了解化學反應的基本原理、物質結構的基礎理論、元素化學的基本知識、掌握四大平衡和四大滴定分析方法的基本概念和原理，并能運用到混合物的鑒定、分離和檢測等的表述中。指標點1.1具備必要的數(shù)學、自然科學和化學、化工的基礎和專業(yè)知識，并能運用到復雜化工問題的恰當表述中。1掌握必要的數(shù)學、自然科學、工程基礎以及化學工程與工藝專業(yè)知識，并能夠綜合運用上述知識解決化工產品開發(fā)、化工過程中的復雜工程問題。2目標2：在掌握基本原理的基礎上，能夠精確計算四大滴定方法中的平衡數(shù)據(jù)。通過分析討論，對混合物的分離和檢測過程提出建設性的意見。指標點2.2具備對分解后的復雜化工工程問題進行表達、分析和求解的能力。2能夠應用數(shù)學、自然科學和化學工程科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析化工過程中的復雜工程問題，以獲得有效結論。3目標3：能夠運用基本理論和基礎知識，結合基本分析方法和測試手段提出對化學品進行鑒定、分離純化、定量檢測和結構解析的實驗方法。指標點4.2能選用或搭建實驗裝置，采用科學的實驗方法合成、分析和鑒定化學品并安全地開展實驗。4能夠基于科學原理并采用科學方法對化工過程中的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論。三、教學內容及進度安排序號教學內容學生學習預期成果課內學時教學方式支撐課程目標0緒論簡介化學發(fā)展歷史，介紹化學學科的分支及其主要研究內容，了解化學學習的方法及化學思維方式。重點：化學學科的分支。難點：各門學科研究的主要內容。思政內容導入：“氨的合成”，引導學生樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀和榮辱觀。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育：大國重器，科技創(chuàng)新是提高社會生產力和綜合國力的重要支撐（1）了解化學發(fā)展的簡史；（2）掌握化學學科的分支情況，了解四大化學的研究對象和研究目的，參與化學過程的元素，化合物的結構和性能，化學反應的熱力學和動力學規(guī)律；（3）了解《無機與分析化學》的發(fā)展和地位，理解教學內容的設置和刪減的緣由以及學習該學科需要的基礎知識；（4）了解化學的研究程序和方法，明白化學實驗的重要性2講授/案例講授：結合案例介紹化學學科發(fā)展過程，以及該過程形成的學科分支目標11定量化學分析概述定量分析概論誤差和數(shù)據(jù)處理有效數(shù)字重點：誤差與數(shù)據(jù)處理難點：有效數(shù)字思政：一個“小數(shù)點”的悲劇，嚴謹?shù)目茖W態(tài)度創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育：新冠病毒的檢測技術（1）熟悉定量分析方法的分類和分析基本步驟；（2）理解誤差和和偏差的概念，熟悉準確度與精密度的關系；（3）掌握分析數(shù)據(jù)的處理方法和分析結果的表示方法；（4）了解滴定分析的基本概念，滴定分析對化學反應的要求和滴定分析法的分類；（5）掌握有效數(shù)字的修約規(guī)則3講授/作業(yè)講授：定量分析；作業(yè)：有效數(shù)字和誤差分析目標1，目標32化學反應基本原理化學熱力學化學平衡化學動力學重點：化學平衡難點：化學反應的方向思政內容導入：航天工程創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育：逆水行舟不進則退，從化學平衡知識點，培養(yǎng)學生的創(chuàng)業(yè)精神（1）理解體系，狀態(tài)函數(shù)，環(huán)境等熱力學和動力學基本概念；掌握化學反應過程熱效應的計算；（4）熟練計算平衡數(shù)據(jù)（5）了解化學反應速率及其理論8講授講授：熱力學相關定律和函數(shù)；目標1，目標23酸、堿與酸堿平衡酸堿平衡的理論基礎溶液中酸堿組分的分布酸堿溶液pH的計算緩沖溶液酸堿滴定終點的指示方法一元酸堿的滴定；滴定誤差；酸堿滴定法應用重點：溶液pH值的計算難點：酸堿滴定的應用。思政內容導入：侯氏制堿法對經濟發(fā)展的重要意義；科學家精神（1）理解掌握酸堿質子理論中酸堿的定義、共軛酸堿對、弱酸和弱堿的電離平衡和分布系數(shù)；（2）掌握質子條件式的寫法；（3）掌握一元弱酸和一元弱堿溶液酸度計算，熟悉多元酸堿pH計算最簡式和緩沖溶液pH計算；（4）掌握指示劑的變色范圍和選擇原則；（5）熟悉準確滴定和分步滴定的條件；（6）掌握酸堿滴定分析結果的計算10講授/案例/作業(yè)講授：酸堿滴定平衡及酸堿滴定實驗方案的設計；案例：酸堿滴定在生活中的應用作業(yè)：（1）酸堿平衡的相關計算；（2）酸堿滴定的應用實驗。目標1，目標2，目標34沉淀的生成和溶解平衡溶度積和溶解度沉淀-溶解平衡的移動影響沉淀溶解度的因素影響沉淀純度的因素沉淀的形成條件沉淀分析法重點：沉淀-溶解平衡的移動。難點：沉淀分析法。思政內容導入：建設美麗生態(tài)環(huán)境是當今社會突出的環(huán)境問題（1）熟悉沉淀平衡理論，掌握重量分析法對沉淀的要求，掌握溶度積的概念及計算；(2)掌握影響沉淀溶解度的因素；(3)了解沉淀的形成機理，熟悉影響沉淀純度的因素；(4)掌握沉淀滴定的基本原理，熟悉莫爾法、佛爾哈德法和法揚司法各自的特點、采用的指示劑和適用范圍；(5)掌握重量分析法和沉淀滴定法的分析結果的計算6講授/案例討論/作業(yè)講授：沉淀平衡和沉淀滴定法；案例討論：沉淀滴定的應用；莫爾法；福爾哈德法；作業(yè)：沉淀-溶解平衡的相關計算。目標1，目標2，目標35氧化還原反應與電化學基礎氧化還原反應方程式的配平及相關平衡計算電極電勢及其應用氧化還原滴定法重點：氧化還原反應方程式的配平及電極電勢的計算。難點：氧化還原滴定法。思政內容導入：發(fā)展清潔能源推進綠色發(fā)展——燃料電池創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育：新能源汽車（1）掌握電極電位、標準電位和條件電位的含義，熟悉電極電位的影響因素；（2）掌握氧化還原反應方程式的配平；（3）了解電極電勢與熱力學函數(shù)之間的關系和電極電勢的應用；（4）掌握高錳酸鉀法、重鉻酸鉀法和碘量法的原理和特點，熟指示劑的選擇及應用實例；（5）掌握氧化還原滴定分析結果的計算8講授/討論/作業(yè)講授：氧化還原平衡和氧化還原滴定法；討論：利用新媒體形式對作業(yè)2進行討論；作業(yè)：氧化還原反應方程式的配平及電極電勢的相關計算;目標1，目標2，目標36配合物與配位平衡配位化合物的命名配合物的化學鍵理論配位化合物的穩(wěn)定性配位滴定法概述配位滴定的滴定曲線金屬指示劑混合離子的分別滴定配位滴定的方式和應用重點：配合物的命名和配位平衡的相關計算。難點：EDTA及其與金屬離子的配位滴定。思政內容導入：食品安全（1）掌握配位平衡和平衡常數(shù)的概念，（2）掌握配合物的命名；了解配合物的成鍵理論（3）掌握EDTA及其與金屬離子的配位原理和反應的特點，掌握條件穩(wěn)定常數(shù)的計算；（4）掌握酸度對配位反應的影響和酸效應系數(shù)、副反應系數(shù)；（5）掌握金屬離子能被準確滴定的條件，熟悉使用酸效應曲線選擇滴定的酸度條件；（6）了解金屬指示劑的應用；（7）了解提高配位滴定的選擇性方法10講授/案例/作業(yè)講授：配位平衡和配位滴定法；案例：（1）重金屬中毒；（2）水的總硬度；作業(yè)：配位化合物的命名，配位平衡相關計算目標1，目標2，目標37原子結構核外電子排布元素周期表重點：元素周期性質。難點：核外電子排布。思政內容導入：介紹我國化學家在結構化學領域的貢獻及其艱苦卓絕的奮斗精神（1）了解核外電子的遠動規(guī)律；掌握描述電子運動的四個量子數(shù)；（2）掌握核外電子的排布規(guī)則，能夠對元素周期表中大部分元素的核外電子進行準確排布；（3）掌握與電子層結構有關的元素的基本性質；（4）掌握元素周期表中各區(qū)元素的結構特點，性能及用途5講授/作業(yè)講授：核外電子排布和元素周期表作業(yè)：1）核外電子排布；2）元素周期性質的變化規(guī)律。目標18分子結構與晶體結構價鍵理論分子間作用力晶體的基本類型重點：共價鍵理論。難點：雜化軌道理論和分子軌道理論。思政：結構決定性能，新材料的設計合成創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育：目前市場對材料的需求，培養(yǎng)學生的創(chuàng)業(yè)思維（1）掌握化學鍵的分類和特點；（2）運用價鍵理論對分子的成鍵類型和方式進行解釋；（3）掌握不同分子間的作用力類型及特點；（4）了解晶體的類型及價鍵結構6講授/作業(yè)講授：三大價鍵理論；作業(yè)：利用價鍵理論解釋原子或分子的結構。目標19P區(qū)重要元素及其化合物重點：通性難點：鑒定非金屬元素的通性非金屬元素的鑒定2學生PPT匯報目標310S區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)重要元素及其化合物重點：通性難點：鑒定思政內容導入：水環(huán)境的防治與處理（1）金屬元素的通性（2）金屬元素的鑒定2學生PPT匯報目標311可見分光光度法重點：可見光分光光度法難點：應用思政：分析儀器的發(fā)展現(xiàn)狀創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育：科技創(chuàng)新，卡脖子技術突破光吸收定律分光光度法原理應用2講授/作業(yè)講授：吸光光度法及分光光度法作業(yè)：運用鄰二氮菲分光光度法測定石灰石中微量鐵的實驗方案目標1，目標312常用分離方法重點：分離技術難點：分離技術萃取分離法色譜分離法其他分離法（膜分離）0自學課程考核序號課程目標（支撐畢業(yè)要求指標點）考核內容評價依據(jù)及成績比例(%)成績比例(%)小測驗作業(yè)考試1目標1：了解化學反應的基本原理、物質結構的基礎理論、元素化學的基本知識、掌握四大平衡和四大滴定分析方法的基本概念和原理，并能運用到混合物的鑒定、分離和檢測等的表述中。（支撐畢業(yè)要求指標點1.1）四大平衡的基本概念及原理元素化學及物質結構。15530502目標2：在掌握基本原理的基礎上，能夠精確計算四大滴定方法中的平衡數(shù)據(jù)。通過分析討論，對混合物的分離和檢測過程提出建設性的意見。（支撐畢業(yè)要求指標點2.2）四大滴定相關計算5818313目標3：能夠運用基本理論和基礎知識，結合基本分析方法和測試手段提出對化學品進行鑒定、分離純化、定量檢測和結構解析的實驗方法。（支撐畢業(yè)要求指標點4.2）定性和定量分析方法071219合計202060100五、教材及參考資料1.教材[1]《無機及分析化學》，商少明，北京：化學工業(yè)出版社，2017，第三版，978-7-122-29016-8.2.主要參考書[1]《無機與分析化學》，陳若愚、朱建飛，大連：大連理工大學出版社，2007，第一版，978-7-56-113764-2。[2]《無機與分析化學》,侯振雨、李英、郝海玲，北京：化學工業(yè)出版社，2016，第一版，978-7-12-227545-5。[3]《無機化學》，大連理工無機化學教研室，北京：高等教育出版社，2006，第五版，978-7-04-019326-8。[4]《分析化學》，武漢大學，北京：高等教育出版社，2006，第四版，978-7-04-007952-4。[5]《無機與分析化學》，陳虹錦，北京:科學出版社，2008，第二版，978-7-03-021961-9。[6]《儀器分析原理及技術》，魏福祥，北京：中國石化出版社，2011，第一版，978-7-51-141066-5。六、教學條件多媒體教室

附錄：各類考核評分標準表小測驗評分標準教學目標要求評分標準權重（%）90-10080-8960-790-59目標1：了解化學反應的基本原理、物質結構的基礎理論、元素化學的基本知識、掌握四大平衡和四大滴定分析方法的基本概念和原理，并能運用到混合物的鑒定、分離和檢測等的表述中。（支撐畢業(yè)要求指標點1.1）在課堂問答和測驗中回答基本概念、基本反應、基本原理正確,無誤，表達方法合理、標注正確完整和清晰。在課堂問答和測驗中回答基本概念、基本反應、基本原理存在少量非原則性錯誤，表達方法和標注基本合理正確。在課堂問答和測驗中回答基本概念、基本反應、基本原理有不少錯誤，表達方法和標注均有一些明顯錯誤。在課堂問答和測驗中回答基本概念、基本反應、基本原理錯誤嚴重，表達方法不合理、標注錯誤較多。15目標2：在掌握基本原理的基礎上，能夠精確計算四大滴定方法中的平衡數(shù)據(jù)。通過分析討論，對混合物的分離和檢測過程提出建設性的意見。（支撐畢業(yè)要求指標點2.2）計算方法和計算結果準確，并能對結果進行有效解析。計算方法和計算結果基本準確，并對結果進行基本合理的討論分析。計算方法存在少許錯誤，計算結果基本準確。計算方法不合理，結果不準確。5目標3：能夠運用基本理論和基礎知識，結合基本分析方法和測試手段提出對化學品進行鑒定、分離純化、定量檢測和結構解析的實驗方法。（支撐畢業(yè)要求指標點4.2）在課堂問答和測驗中能夠準確鑒別元素或者化合物，提出的分離純化方法合理、可行，且反應條件較優(yōu)。在課堂問答和測驗中能夠準確鑒別元素或者化合物，提出的分離純化方法較合理、可行，且反應條件合理。在課堂問答和測驗中基本能夠鑒別元素或者化合物，提出的分離純化方法基本可行，但有少量歸屬錯誤。在課堂問答和測驗中；鑒別和判斷元素或化合物存在大量錯誤，提出的分離純化方法不可行，且反應條件不合理。0注：評分標準的分數(shù)段劃分可以根據(jù)課程需要自行設計。平時作業(yè)評分標準教學目標要求評分標準權重（%）90-10080-8960-790-59目標1：了解化學反應的基本原理、物質結構的基礎理論、元素化學的基本知識、掌握四大平衡和四大滴定分析方法的基本概念和原理，并能運用到混合物的鑒定、分離和檢測等的表述中。（支撐畢業(yè)要求指標點1.1）按時提交作業(yè)；基本概念、元素結構、基本反應、基本原理正確,無誤，表達方法合理、標注正確完整和清晰。按時提交作業(yè)；基本概念、元素結構、基本反應、基本原理存在少量非原則性錯誤，表達方法和標注基本合理正確。按時提交作業(yè)；基本概念、元素結構、基本反應、基本原理有不少錯誤，表達方法和標注均有一些明顯錯誤。不按時提交作業(yè)；基本概念、元素結構、基本反應、基本原理錯誤嚴重，表達方法不合理、標注錯誤較多。5目標2：在掌握基本原理的基礎上，能夠精確計算四大滴定方法中的平衡數(shù)據(jù)。通過分析討論，對混合物的分離和檢測過程提出建設性的意見。（支撐畢業(yè)要求指標點2.2）計算方法和計算結果準確，并能對結果進行有效解析。計算方法和計算結果基本準確，并對結果進行基本合理的討論分析。計算方法存在少許錯誤，計算結果基本準確。計算方法不合理，結果不準確。10目標3：能夠運用基本理論和基礎知識，結合基本分析方法和測試手段提出對化學品進行鑒定、分離純化、定量檢測和結構解析的實驗方法。（支撐畢業(yè)要求指標點4.2）按時提交作業(yè)或報告；能夠準確鑒別元素或者化合物，提出的分離純化方法合理、可行，且反應條件較優(yōu)。按時提交作業(yè)或報告；能夠準確鑒別元素或者化合物提出的分離純化方法較合理、可行，且反應條件合理。按時提交作業(yè)或報告；能夠鑒別元素或者化合物，提出的分離純化方法基本可行，但有少量歸屬錯誤。不按時提交作業(yè)或報告；鑒別和判斷元素或化合