《无机及分析化学》课程教学大纲

无机及分析化学InorganicandAnalyticalChemistry【课程编号】BJ27201、BJ27501、【课程类别】专业基础课【学分数】6【先修课程】高等数学【学时数】100【适用专业】生物技术、制药工程、高分子材料一、教学目的、任务无机及分析化学是高等学校有关专业的专业基础课程，通过本课程的学习，要求学生掌握无机及分析化学的基本原理，正确掌握无机及分析化学的基本操作技能，培养学生正确的学习方法和科学的思维能力，并初步具有分析问题和解决问题的能力。二、课程教学的基本要求本课程包括了无机及分析化学的基本内容：物质的聚集状态、化学反应的一般原理、定量分析基础、酸碱平衡与酸碱滴定、沉淀溶解平衡与沉淀滴定法、氧化还原平衡与氧化还原滴定、物质结构基础、配位化合物与配位滴定、元素化学等内容。通过学习使学生初步掌握化学反应的一般原理、原子结构与元素周期律、化学平衡的基本原理；学习和了解重要元素及化合物的组成、性质；掌握四大滴定法的基本原理及应用；掌握化学实验中各类误差及规律性，学会数据处理的基本方法并具备一定的理论分析和计算能力。无机及分析化学是一门实践性极强的学科，通过教学及实践，培养学生科学的思维方法和严谨的科学态度，掌握无机化学、分析化学实验的基本操作技能，提高分析问题和解决问题的能力，从而为后续课程的学习、今后从事科学研究工作打下良好的基础。三、教学内容和学时分配（课堂讲授70学时＋课程实验30学时）（一）绪论（1）（课堂讲授1学时+课程实践2学时）主要内容：化学研究的内容、化学与现代生活、化学的主要分支、无机及分析化学的主要内容、怎样学习无机及分析化学。教学要求：了解无机及分析化学的主要内容及学习方法。其它教学环节：实验基础知识——观看无机及分析化学实验规范化操作录像（2）（二）第一章物质的聚集关态（6）（课堂讲授6学时）主要内容：分散系、气体、溶液浓度表示方法、稀溶液的通性、胶体溶液、高分子溶液和乳状液。教学要求：（1）了解分散系的分类及主要特征；（2）掌握理想气体状态方程式及气体分压定理；（3）掌握稀溶液的通性及有关应用；（4）熟悉胶体的基本概念、结构及性质；（5）了解高分子溶液、表面活性物质、乳状液的基本概念和特征。其它教学环节：作业讲解及答疑（三）第二章化学反应的一般原理（9）（课堂讲授8学时+讨论课1学时）主要内容：基本概念（化学反应进度、系统和环境、状态和状态函数、过程和途径、热和功、热力学第一定律）；热化学（化学反应热效应、盖斯定律、反应焓变的计算）；化学反应的方向与限度（化学反应的自发性、熵、化学反应方向判据、和）；化学平衡（化学平衡的定义与特征、平衡常数的意义。浓度、压力、温度对化学平衡的影响。）反应速率（化学反应速率、基元反应、反应级数、活化能的概念；浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响）。教学要求：（1）理解反应进度、系统与环境、状态与状态函数的概念；（2）熟悉热与功的概念和计算、热力学第一定律的概念；（3）熟悉热、内能、焓变、熵变、吉布斯函数变的概念及应用；（4）掌握标准平衡常数的概念及表达式的书写、掌握与的关系及有关计算；（5）了解反应速率、基元反应、反应级数的概念；（6）了解影响反应速率的因素及其应用。（7）理解活化分子、活化能、催化剂的概念。其它教学环节：学习方法讨论与交流（四）第三章定量分析基础（6）（课堂讲授6学时+课程实验8学时）主要内容：定量分析方法的分类；定量分析的一般过程；定量分析中的误差；分析结果的数据处理；有效数字及运算规则；滴定分析法概述。教学要求：（1）了解定量分析方法的分类和定量分析的过程；（2）掌握定量分析误差的分类与消除方法；（3）理解准确度与精密度的关系；（4）掌握分析结果的数据处理方法；（5）掌握有效数字及运算规则；（6）掌握滴定分析法的分类、滴定方式及结果计算。其它教学环节：滴定分析基本操作训练（8）实验1：分析天平操作练习实验2：滴定操作练习（滴定管、移液管、容量瓶的使用）（五）第四章酸碱平衡与酸碱滴定（8）（课堂讲授8学时+课程实验4学时）主要内容：电解质溶液（强电解质与弱电解质、活度与活度系数）；酸碱理论（酸碱质子理论、酸碱相对强弱、弱酸弱碱的解离平衡）；溶液酸度的计算（质子平衡式，一元弱酸（碱）溶液pH值计算、多元酸（碱）溶液pH值计算、两性溶液pH值计算，酸碱平衡的移动（同离子效应和盐效应）；缓冲溶液（缓冲作用原理、缓冲溶液pH值计算、缓冲容量）；弱酸（碱）溶液中各型体的分布；酸碱滴定法（酸碱指示剂作用原理、变色范围，酸碱指示剂的选择，酸碱滴定曲线，酸碱标准溶液的配制和标定、酸碱滴定法的应用）。教学要求：（1）熟悉弱电解质解离平衡，了解活度、离子强度等概念；（2）掌握酸碱质子理论；（3）熟悉各种平衡的计算原理和方法；（4）掌握缓冲溶液的缓冲原理及配制方法；（5）掌握酸碱滴定的基本原理与实际应用。其它教学环节：酸碱滴定法实验（4）实验1：盐酸标准溶液的配制与标定实验2：混合碱中碳酸钠和碳酸氢钠含量的测定（双指示剂法）（六）第五章沉淀溶解平衡与沉淀滴定法（6）（课堂讲授6学时+课程实验4学时）主要内容：溶度积原理（溶度积常数、溶度积与溶解度的换算、溶度积原理）；影响难溶电解质溶解度的因素（同离子效应、盐效应）；沉淀的溶解（酸效应、配位效应、氧化还原效应）；多种沉淀之间的平衡（分步沉淀、沉淀的转化）；沉淀滴定法（概述、银量法滴定终点的确定）。教学要求：（1）掌握溶度积概念、溶度积与溶解度的换算；（2）了解影响沉淀溶解平衡的因素，利用溶度积原理判断沉淀的生成和溶解；（3）掌握沉淀滴定法的原理及主要应用。其它教学环节：沉淀滴定法实验（4）实验1：硝酸银标准溶液的配制与标定实验2：银量法测定生理盐水中氯化钠的含量（七）第六章氧化还原平衡与氧化还原滴定法（8）（课堂讲授8学时+课程实验4学时）主要内容：氧化还原反应的基本概念；氧化还原反应方程式的配平；电极电势（原电池、标准电极电势、Nernst方程、电极电势的应用）；元素电势图及应用；氧化还原反应速率及其影响因素；氧化还原滴定法（滴定曲线、氧化还原指示剂、氧化还原滴定前的预处理、常用氧化还原滴定法及应用示例）。教学要求：（1）掌握配平氧化还原反应方程式的方法；（2）理解电极电势的概念和能斯特方程的计算、掌握电极电势的有关应用（计算原电池电动势、判断氧化还原反应方向、确定反应平衡常数）、了解电动势与吉布斯函数变的关系；（3）掌握元素电势图及应用（判断歧化反应、计算标准电极电势、了解元素氧化还原特性）；（4）掌握氧化还原滴定法（高锰酸钾法、重铬酸钾法、碘量法）的基本原理及应用。其它教学环节：氧化还原滴定法实验（4）实验1：高锰酸钾标准溶液的配制与标定及过氧化氢含量的测定实验2：直接碘量法测定维生素C的含量（八）第七章物质结构基础（8）（课堂讲授8学时）主要内容：核外电子的运动状态（微观粒子的运动特征、运动状态描述、波函数与电子云、量子数）；多电子原子结构（鲍林近似能级图、核外电子排布规则、电子层结构与元素周期律）；化学键理论（离子键理论、价健理论、分子轨道理论）；多原子分子的空间构型（价层电子对互斥理论、杂化轨道理论）；共价型物质的晶体（金属晶体、分子晶体）；离子型晶体；多键型晶体。教学要求：（1）理解原子核外电子运动的特性、了解波函数表达的意义、掌握四个量子数的符号、意义、取值规律；（2）掌握核外电子排布原则、了解有效核电荷、电离能、电子亲和能、电负性、原子半径的概念；（3）理解化学键的本质、离子键与共价键的特征及区别、理解键参数的意义、理解杂化轨道的概念、掌握价层电子对互斥理论；（4）理解分子间作用力的特征与性质、理解氢键的形成及对物性的影响、了解常见晶体类型。其它教学环节：作业讲解及答疑（九）第八章配位化合物与配位滴定（8）（课堂讲授8学时+课程实验4学时）主要内容：配合物的组成和命名；配合物价键理论；配离子在溶液中的解离平衡（配位平衡常数、配位平衡的移动、配离子的转化）；配位滴定法（概述、乙二胺四乙酸的性质及配合物、条件稳定常数、配位滴定曲线、配位滴定酸度控制、金属指示剂、配位滴定的应用）。教学要求：（1）掌握配位化合物的定义、组成和命名；（2）了解配位化合物价键理论；（3）掌握配位平衡常数的意义及计算；（4）理解配位平衡的移动及与其他平衡的关系；（5）理解配位滴定的基本原理、配位滴定所允许的最低pH值和酸效应曲线、金属指示剂；（6）掌握配位滴定的应用。其它教学环节：配位滴定法实验（4）实验1：EDTA标准溶液的配制与标定实验2：水中钙镁含量的测定（十）第九章元素化学（8）（课堂讲授8学时+课程实验4学时＋习题课2学时）主要内容：S区元素、P区元素、d区元素、dS区元素的通性及重要化合物。教学要求：（1）了解元素的分布及分类（2）熟悉重要元素及化合物的性质；（3）了解元素化学的一些新进展。其它教学环节：（6）无机制备实验：氯化钠的提纯习题课：课程小结、补充习题及解答。四、教学重点、难点及教学方法教学重点与难点：稀溶液的通性及应用；热、内能、焓变、熵变、吉布斯函数变的概念及应用；平衡常数的意义及计算、影响化学平衡的因素、影响反应速率的因素；定量分析方法的分类、定量分析中的误差、分析结果的数据处理、有效数字及运算规则；四大滴定法的测定原理及应用、滴定条件、标准溶液、基准物质、指示剂；原子核外电子运动的特性、核外电子排布原则、电子层结构与元素周期律、分子间作用力的特征与性质、氢键的形成；重要元素及化合物的性质。教学方法：理论课、实验课、研讨课与习题课相结合。课堂讲授与多媒体课件、黑板板书、例题穿插教学。采用启发式教学，鼓励学生自主学习，提高自学能力。五、考核方式及成绩评定方式本课程为考试科目，成绩实行百分制。考试形式：理论闭卷考试＋实验操作考查。无机及分析化学总成绩=平时成绩×20%＋实验考查成绩×30%＋期终考试成绩×50%（注：平时成绩包括：出勤率＋课堂表现＋作业成绩）六、教材及参考书目教材1．《无机及分析化学》（第二版）浙江大学编，高等教育出版社，20082．《无机及分析化学实验》俞斌-南京工业大学编，化学工业出版社，20