无机及分析化学教学大纲

《无机及分析化学》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称(中文)无机及分析化学A(英文)InorganicAndAnalyticalChemistryA课程代码课程性质必修开课院部生物科技与大健康学院课程负责人授课学期第一学期学分/学时4学分/64学时课内学时64理论学时64实验学时实训（含上机）实习其他适用专业化学工程与工艺2022级221105授课语言中文对先修的要求大学期间无先修课程对后续的支撑对《无机及分析化学实验》，《有机化学》、《仪器分析》、《物理化学》等后续课程相关的定性、定量和结构分析提供理论性的指导。课程思政设计教学过程中把“立德树人”作为中心环节，树立化学人的初心和工匠精神，紧密联系社会发展核心观念，通过案例教学把化学对环境，能源，健康以及安全等各方面的影响有机融合进课堂教学。创新创业教育设计无机及分析化学作为自然科学和工程技术等学科不可缺少的基础和工具，将课程知识的传授过程中渗透创新创业教育的内容，以增强学生创新创业的意识，加强学生的创新精神，实践能力和创业精神。课程简介《无机及分析化学》课程是高等学校化工类各专业的第一门必修基础课，它涵盖的内容广泛，基础性强，在四大基础化学的教学中有举足轻重的地位。该课程有机地结合了无机化学与分析化学的内容，教学内容按照化学反应理论、物质结构、元素化学、四大化学平衡及滴定分析、仪器分析分类介绍。与该课程相互支撑的《无机及分析化学实验》课程包括了化学的定性与定量的分析实验等共64学时的实践教学。本课程将以学生获得知识能力为目标，采用大量的集中讲授、案例教学、习题讨论，使用现代网络教学软件加强互动等方式贯穿教学的全过程。通过本课程的学习要求学生不仅掌握无机与分析化学的基本原理，掌握四大平衡及四大滴定分析方法和实际应用，并且能熟练运用基本原理和基本知识解释化学现象，对化学和化工混合物的鉴定和定量测定提供方案，提高锻炼学生能将化学知识与专业实际相结合应用于解决化工问题的能力。二、课程目标及对毕业要求指标点的支撑序号课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求1目标1：了解化学反应的基本原理、物质结构的基础理论、元素化学的基本知识、掌握四大平衡和四大滴定分析方法的基本概念和原理，并能运用到混合物的鉴定、分离和检测等的表述中。指标点1.1具备必要的数学、自然科学和化学、化工的基础和专业知识，并能运用到复杂化工问题的恰当表述中。1掌握必要的数学、自然科学、工程基础以及化学工程与工艺专业知识，并能够综合运用上述知识解决化工产品开发、化工过程中的复杂工程问题。2目标2：在掌握基本原理的基础上，能够精确计算四大滴定方法中的平衡数据。通过分析讨论，对混合物的分离和检测过程提出建设性的意见。指标点2.2具备对分解后的复杂化工工程问题进行表达、分析和求解的能力。2能够应用数学、自然科学和化学工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析化工过程中的复杂工程问题，以获得有效结论。3目标3：能够运用基本理论和基础知识，结合基本分析方法和测试手段提出对化学品进行鉴定、分离纯化、定量检测和结构解析的实验方法。指标点4.2能选用或搭建实验装置，采用科学的实验方法合成、分析和鉴定化学品并安全地开展实验。4能够基于科学原理并采用科学方法对化工过程中的复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。三、教学内容及进度安排序号教学内容学生学习预期成果课内学时教学方式支撑课程目标0绪论简介化学发展历史，介绍化学学科的分支及其主要研究内容，了解化学学习的方法及化学思维方式。重点：化学学科的分支。难点：各门学科研究的主要内容。思政内容导入：“氨的合成”，引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观和荣辱观。创新创业教育：大国重器，科技创新是提高社会生产力和综合国力的重要支撑（1）了解化学发展的简史；（2）掌握化学学科的分支情况，了解四大化学的研究对象和研究目的，参与化学过程的元素，化合物的结构和性能，化学反应的热力学和动力学规律；（3）了解《无机与分析化学》的发展和地位，理解教学内容的设置和删减的缘由以及学习该学科需要的基础知识；（4）了解化学的研究程序和方法，明白化学实验的重要性2讲授/案例讲授：结合案例介绍化学学科发展过程，以及该过程形成的学科分支目标11定量化学分析概述定量分析概论误差和数据处理有效数字重点：误差与数据处理难点：有效数字思政：一个“小数点”的悲剧，严谨的科学态度创新创业教育：新冠病毒的检测技术（1）熟悉定量分析方法的分类和分析基本步骤；（2）理解误差和和偏差的概念，熟悉准确度与精密度的关系；（3）掌握分析数据的处理方法和分析结果的表示方法；（4）了解滴定分析的基本概念，滴定分析对化学反应的要求和滴定分析法的分类；（5）掌握有效数字的修约规则3讲授/作业讲授：定量分析；作业：有效数字和误差分析目标1，目标32化学反应基本原理化学热力学化学平衡化学动力学重点：化学平衡难点：化学反应的方向思政内容导入：航天工程创新创业教育：逆水行舟不进则退，从化学平衡知识点，培养学生的创业精神（1）理解体系，状态函数，环境等热力学和动力学基本概念；掌握化学反应过程热效应的计算；（4）熟练计算平衡数据（5）了解化学反应速率及其理论8讲授讲授：热力学相关定律和函数；目标1，目标23酸、碱与酸碱平衡酸碱平衡的理论基础溶液中酸碱组分的分布酸碱溶液pH的计算缓冲溶液酸碱滴定终点的指示方法一元酸碱的滴定；滴定误差；酸碱滴定法应用重点：溶液pH值的计算难点：酸碱滴定的应用。思政内容导入：侯氏制碱法对经济发展的重要意义；科学家精神（1）理解掌握酸碱质子理论中酸碱的定义、共轭酸碱对、弱酸和弱碱的电离平衡和分布系数；（2）掌握质子条件式的写法；（3）掌握一元弱酸和一元弱碱溶液酸度计算，熟悉多元酸碱pH计算最简式和缓冲溶液pH计算；（4）掌握指示剂的变色范围和选择原则；（5）熟悉准确滴定和分步滴定的条件；（6）掌握酸碱滴定分析结果的计算10讲授/案例/作业讲授：酸碱滴定平衡及酸碱滴定实验方案的设计；案例：酸碱滴定在生活中的应用作业：（1）酸碱平衡的相关计算；（2）酸碱滴定的应用实验。目标1，目标2，目标34沉淀的生成和溶解平衡溶度积和溶解度沉淀-溶解平衡的移动影响沉淀溶解度的因素影响沉淀纯度的因素沉淀的形成条件沉淀分析法重点：沉淀-溶解平衡的移动。难点：沉淀分析法。思政内容导入：建设美丽生态环境是当今社会突出的环境问题（1）熟悉沉淀平衡理论，掌握重量分析法对沉淀的要求，掌握溶度积的概念及计算；(2)掌握影响沉淀溶解度的因素；(3)了解沉淀的形成机理，熟悉影响沉淀纯度的因素；(4)掌握沉淀滴定的基本原理，熟悉莫尔法、佛尔哈德法和法扬司法各自的特点、采用的指示剂和适用范围；(5)掌握重量分析法和沉淀滴定法的分析结果的计算6讲授/案例讨论/作业讲授：沉淀平衡和沉淀滴定法；案例讨论：沉淀滴定的应用；莫尔法；福尔哈德法；作业：沉淀-溶解平衡的相关计算。目标1，目标2，目标35氧化还原反应与电化学基础氧化还原反应方程式的配平及相关平衡计算电极电势及其应用氧化还原滴定法重点：氧化还原反应方程式的配平及电极电势的计算。难点：氧化还原滴定法。思政内容导入：发展清洁能源推进绿色发展——燃料电池创新创业教育：新能源汽车（1）掌握电极电位、标准电位和条件电位的含义，熟悉电极电位的影响因素；（2）掌握氧化还原反应方程式的配平；（3）了解电极电势与热力学函数之间的关系和电极电势的应用；（4）掌握高锰酸钾法、重铬酸钾法和碘量法的原理和特点，熟指示剂的选择及应用实例；（5）掌握氧化还原滴定分析结果的计算8讲授/讨论/作业讲授：氧化还原平衡和氧化还原滴定法；讨论：利用新媒体形式对作业2进行讨论；作业：氧化还原反应方程式的配平及电极电势的相关计算;目标1，目标2，目标36配合物与配位平衡配位化合物的命名配合物的化学键理论配位化合物的稳定性配位滴定法概述配位滴定的滴定曲线金属指示剂混合离子的分别滴定配位滴定的方式和应用重点：配合物的命名和配位平衡的相关计算。难点：EDTA及其与金属离子的配位滴定。思政内容导入：食品安全（1）掌握配位平衡和平衡常数的概念，（2）掌握配合物的命名；了解配合物的成键理论（3）掌握EDTA及其与金属离子的配位原理和反应的特点，掌握条件稳定常数的计算；（4）掌握酸度对配位反应的影响和酸效应系数、副反应系数；（5）掌握金属离子能被准确滴定的条件，熟悉使用酸效应曲线选择滴定的酸度条件；（6）了解金属指示剂的应用；（7）了解提高配位滴定的选择性方法10讲授/案例/作业讲授：配位平衡和配位滴定法；案例：（1）重金属中毒；（2）水的总硬度；作业：配位化合物的命名，配位平衡相关计算目标1，目标2，目标37原子结构核外电子排布元素周期表重点：元素周期性质。难点：核外电子排布。思政内容导入：介绍我国化学家在结构化学领域的贡献及其艰苦卓绝的奋斗精神（1）了解核外电子的远动规律；掌握描述电子运动的四个量子数；（2）掌握核外电子的排布规则，能够对元素周期表中大部分元素的核外电子进行准确排布；（3）掌握与电子层结构有关的元素的基本性质；（4）掌握元素周期表中各区元素的结构特点，性能及用途5讲授/作业讲授：核外电子排布和元素周期表作业：1）核外电子排布；2）元素周期性质的变化规律。目标18分子结构与晶体结构价键理论分子间作用力晶体的基本类型重点：共价键理论。难点：杂化轨道理论和分子轨道理论。思政：结构决定性能，新材料的设计合成创新创业教育：目前市场对材料的需求，培养学生的创业思维（1）掌握化学键的分类和特点；（2）运用价键理论对分子的成键类型和方式进行解释；（3）掌握不同分子间的作用力类型及特点；（4）了解晶体的类型及价键结构6讲授/作业讲授：三大价键理论；作业：利用价键理论解释原子或分子的结构。目标19P区重要元素及其化合物重点：通性难点：鉴定非金属元素的通性非金属元素的鉴定2学生PPT汇报目标310S区、d区、ds区重要元素及其化合物重点：通性难点：鉴定思政内容导入：水环境的防治与处理（1）金属元素的通性（2）金属元素的鉴定2学生PPT汇报目标311可见分光光度法重点：可见光分光光度法难点：应用思政：分析仪器的发展现状创新创业教育：科技创新，卡脖子技术突破光吸收定律分光光度法原理应用2讲授/作业讲授：吸光光度法及分光光度法作业：运用邻二氮菲分光光度法测定石灰石中微量铁的实验方案目标1，目标312常用分离方法重点：分离技术难点：分离技术萃取分离法色谱分离法其他分离法（膜分离）0自学课程考核序号课程目标（支撑毕业要求指标点）考核内容评价依据及成绩比例(%)成绩比例(%)小测验作业考试1目标1：了解化学反应的基本原理、物质结构的基础理论、元素化学的基本知识、掌握四大平衡和四大滴定分析方法的基本概念和原理，并能运用到混合物的鉴定、分离和检测等的表述中。（支撑毕业要求指标点1.1）四大平衡的基本概念及原理元素化学及物质结构。15530502目标2：在掌握基本原理的基础上，能够精确计算四大滴定方法中的平衡数据。通过分析讨论，对混合物的分离和检测过程提出建设性的意见。（支撑毕业要求指标点2.2）四大滴定相关计算5818313目标3：能够运用基本理论和基础知识，结合基本分析方法和测试手段提出对化学品进行鉴定、分离纯化、定量检测和结构解析的实验方法。（支撑毕业要求指标点4.2）定性和定量分析方法071219合计202060100五、教材及参考资料1.教材[1]《无机及分析化学》，商少明，北京：化学工业出版社，2017，第三版，978-7-122-29016-8.2.主要参考书[1]《无机与分析化学》，陈若愚、朱建飞，大连：大连理工大学出版社，2007，第一版，978-7-56-113764-2。[2]《无机与分析化学》,侯振雨、李英、郝海玲，北京：化学工业出版社，2016，第一版，978-7-12-227545-5。[3]《无机化学》，大连理工无机化学教研室，北京：高等教育出版社，2006，第五版，978-7-04-019326-8。[4]《分析化学》，武汉大学，北京：高等教育出版社，2006，第四版，978-7-04-007952-4。[5]《无机与分析化学》，陈虹锦，北京:科学出版社，2008，第二版，978-7-03-021961-9。[6]《仪器分析原理及技术》，魏福祥，北京：中国石化出版社，2011，第一版，978-7-51-141066-5。六、教学条件多媒体教室

附录：各类考核评分标准表小测验评分标准教学目标要求评分标准权重（%）90-10080-8960-790-59目标1：了解化学反应的基本原理、物质结构的基础理论、元素化学的基本知识、掌握四大平衡和四大滴定分析方法的基本概念和原理，并能运用到混合物的鉴定、分离和检测等的表述中。（支撑毕业要求指标点1.1）在课堂问答和测验中回答基本概念、基本反应、基本原理正确,无误，表达方法合理、标注正确完整和清晰。在课堂问答和测验中回答基本概念、基本反应、基本原理存在少量非原则性错误，表达方法和标注基本合理正确。在课堂问答和测验中回答基本概念、基本反应、基本原理有不少错误，表达方法和标注均有一些明显错误。在课堂问答和测验中回答基本概念、基本反应、基本原理错误严重，表达方法不合理、标注错误较多。15目标2：在掌握基本原理的基础上，能够精确计算四大滴定方法中的平衡数据。通过分析讨论，对混合物的分离和检测过程提出建设性的意见。（支撑毕业要求指标点2.2）计算方法和计算结果准确，并能对结果进行有效解析。计算方法和计算结果基本准确，并对结果进行基本合理的讨论分析。计算方法存在少许错误，计算结果基本准确。计算方法不合理，结果不准确。5目标3：能够运用基本理论和基础知识，结合基本分析方法和测试手段提出对化学品进行鉴定、分离纯化、定量检测和结构解析的实验方法。（支撑毕业要求指标点4.2）在课堂问答和测验中能够准确鉴别元素或者化合物，提出的分离纯化方法合理、可行，且反应条件较优。在课堂问答和测验中能够准确鉴别元素或者化合物，提出的分离纯化方法较合理、可行，且反应条件合理。在课堂问答和测验中基本能够鉴别元素或者化合物，提出的分离纯化方法基本可行，但有少量归属错误。在课堂问答和测验中；鉴别和判断元素或化合物存在大量错误，提出的分离纯化方法不可行，且反应条件不合理。0注：评分标准的分数段划分可以根据课程需要自行设计。平时作业评分标准教学目标要求评分标准权重（%）90-10080-8960-790-59目标1：了解化学反应的基本原理、物质结构的基础理论、元素化学的基本知识、掌握四大平衡和四大滴定分析方法的基本概念和原理，并能运用到混合物的鉴定、分离和检测等的表述中。（支撑毕业要求指标点1.1）按时提交作业；基本概念、元素结构、基本反应、基本原理正确,无误，表达方法合理、标注正确完整和清晰。按时提交作业；基本概念、元素结构、基本反应、基本原理存在少量非原则性错误，表达方法和标注基本合理正确。按时提交作业；基本概念、元素结构、基本反应、基本原理有不少错误，表达方法和标注均有一些明显错误。不按时提交作业；基本概念、元素结构、基本反应、基本原理错误严重，表达方法不合理、标注错误较多。5目标2：在掌握基本原理的基础上，能够精确计算四大滴定方法中的平衡数据。通过分析讨论，对混合物的分离和检测过程提出建设性的意见。（支撑毕业要求指标点2.2）计算方法和计算结果准确，并能对结果进行有效解析。计算方法和计算结果基本准确，并对结果进行基本合理的讨论分析。计算方法存在少许错误，计算结果基本准确。计算方法不合理，结果不准确。10目标3：能够运用基本理论和基础知识，结合基本分析方法和测试手段提出对化学品进行鉴定、分离纯化、定量检测和结构解析的实验方法。（支撑毕业要求指标点4.2）按时提交作业或报告；能够准确鉴别元素或者化合物，提出的分离纯化方法合理、可行，且反应条件较优。按时提交作业或报告；能够准确鉴别元素或者化合物提出的分离纯化方法较合理、可行，且反应条件合理。按时提交作业或报告；能够鉴别元素或者化合物，提出的分离纯化方法基本可行，但有少量归属错误。不按时提交作业或报告；鉴别和判断元素或化合