《分析化学》课程教学大纲

《分析化学》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称：分析化学（AnalyticalChemistry）课程代码：08S1107B课程性质：专业核心课程课程类别：必修适用专业：化学专业课程学时：总学时60（理论60学时 实践0学时）课程学分：总学分4（理论4 实践0）先修课程：无机化学、无机化学实验、有机化学、有机化学实验选用教材：《分析化学》上册(第6版)[M].武汉大学主编.北京：高等教育出版社，2016.参考书目：1.《分析化学》上册（第4版）[M].华中师范大学等编.北京：高等教育出版社，2011.2.《分析化学习题解答》上册（第6版）[M].曾百肇，赵发琼编.北京：高等教育出版社，2018.二、课程目标（一）课程具体目标通过本课程的学习，学生达到以下目标：1.了解分析化学的目的、任务和方法分类，明确滴定分析要求，掌握滴定分析的主要方法和方式。了解分析过程和结果表示的方法，学会溶液的配制与标定，能根据化学计量比进行滴定分析计算，并把分析结果表示成相应的形式，建立起严格的“量”的概念。掌握酸碱滴定、配位滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定、重量分析法、吸光光度法的基本概念、原理、计算和操作方法。【毕业要求3学科素养】2.了解分析过程中的误差来源、表示方法及提高分析结果准确度的方法，学会实验数据的统计处理，能够认识到实验前的准备工作、实验中的严格操作、数据记录及处理等过程应该遵循的原则和重要性，灵活掌握各种基本运算，给出正确的分析结果。善于反思、发现问题，并从实验设计和操作中改进。【毕业要求3学科素养】【毕业要求7学会反思】3.结合试样的处理方法，能独立完成采样和制样，能根据试样的特点提出主要采取的措施、方法及注意事项。熟悉常用的分离和富集方法，理解分析全过程的质量保证与质量控制。理解课堂内外自学、小组讨论式学习的作用，既能独立思考，又具备初步的团队合作精神。结合课程思政教育，在校园生活和学习中践行爱国主义、环保教育、“原创性”科研、食品安全、平衡心态等理念。【毕业要求3学科素养】【毕业要求6综合育人】（二）课程目标与专业毕业要求的关系课程目标支撑的毕业要求支撑的毕业要求指标点课程目标1学科素养（H）3-1具有扎实的化学基础知识、基本理论和实验技能；3-2把握化学学科知识体系的发展历史和前沿动态；3-3能从综合及跨学科的视角认识化学学科与其他学科、社会实践的相关性，具有整合和利用化学及相关学科知识和方法解决化学教学问题的意识和能力。课程目标2学科素养（H）学会反思（M）3-1具有扎实的化学基础知识、基本理论和实验技能；7-2具有主动学习新知识、掌握新技能的意识，具有积极的教学反思能力，养成自主学习的习惯。课程目标3学科素养（H）综合育人（M）3-1具有扎实的化学基础知识、基本理论和实验技能；6-2能结合专业知识和课堂教学传播正能量，对学生的情感、态度和价值观进行教育和引导。三、课程学习内容（一）课程学习内容与课程目标的关系课程内容教学方法支撑的课程目标学时安排第一章讲授法、案例分析法、课程目标1、2、36第二章讲授法、自学法课程目标1、2、34第三章讲授法、案例分析法课程目标1、2、36第四章自学法、讨论法课程目标1、2、32第五章讲授法、案例分析法课程目标1、2、310第六章讲授法、案例分析法课程目标1、2、38第七章讲授法、案例分析法课程目标1、2、38第八章讲授法、案例分析法课程目标1、2、32第九章讲授法、案例分析法课程目标1、2、36第十章讲授法、案例分析法课程目标1、2、34第十一章讲授法、案例分析法课程目标1、2、34全部章节混合式教学法课程目标1、2、3合计60学时（二）具体内容【教学目标】第一章 概论1.了解分析化学的发展、现状和展望，熟悉分析化学的定义、分类、任务和作用；理解滴定分析对化学反应的要求和滴定方式、掌握基准物质和标准溶液的配制及标定、滴定分析的基本计算。2.掌握基准物质定义、标准溶液的配制及标定，滴定分析的基本计算。3.明确爱国主义在分析化学学习中的意义，打好专业基础，培养严谨、求实的作风。【教学内容】1.分析化学的定义、任务和作用2.分析方法的分类与选择3.分析化学的发展简史和发展趋势4.分析过程及分析结果的表示方法5.滴定分析法概述6.标准物质和标准溶液7.滴定分析中的计算【重点】1.滴定分析对化学反应的要求和滴定方式2.标准溶液的配制及标定3.滴定方法和滴定方式的区别【难点】滴定分析中的计算【教学方法】1.通过相关案例介绍，阐述分析化学的定义、分类、主要任务和解决的问题2.通过多媒体课件与传统讲授相结合，介绍分析化学的发展历程，阐述滴定分析主要内容，引导学生形成科学的世界观。【复习思考】1.溶液中的四大平衡理论分别是哪几种平衡？2.溶液反应计算的主要依据是什么？3.组分含量常用的表示方法有哪些？【教学目标】第二章 分析试样的采集与处理1.了解试样的采集原则，了解不同分析试样的采集方法和注意事项。2.熟悉分析试样的制备及溶解、熔融、消化、消解等分解方法，并能根据试样的不同提出适合的分解方案，完成测定前的预处理。3.树立科学采样、制备及分解试样的观念，不畏繁琐、严格执行采样要求与样品处理过程。【教学内容】1.试样的采集2.试样的制备3.试样的分解4.测定前的预处理【重点】常用的试样的制备方法【难点】试样的处理【教学方法】1.通过多媒体课件与传统讲授相结合，让学生了解各种固、液、气态样品的采集方法。2.通过课堂讨论，加深学生对试样不同分解方法的认识与比较。3.采用自学、讨论等小组学习形式，引导学生理解学习共同体的作用，并形成初步的团队协作精神。【复习思考】1.常用浓盐酸、浓硫酸和浓硝酸的物质的量浓度计算方法？2.浓氨水浓度的计算方法？3.溶解和熔融的区别是什么？【教学目标】第三章 分析化学中的误差与数据处理1.了解误差和偏差、误差的来源和分类、误差传递规律；了解准确度和精密度的关系；了解随机误差的分布规律、正态分布及随机误差的区间概率。2.掌握误差的计算方法，有效数字修约及运算规则，熟练使用显著性检验、异常值检验方法以及仪器分析常用的回归分析法。3.能从主观上严格实验操作，提高分析结果的准确度；能根据滴定允许的误差标准，预算实验中固体、液体的取用量，降低废液处理成本。【教学内容】1.分析化学中的误差2.有效数字及其运算规则3.分析化学中的数据处理4.显著性检验5.可疑值取舍6.回归分析法7.提高分析结果准确度的方法【重点】1.准确度和精密度的关系、误差和偏差的计算2.有效数字的修约及运算规则3.可疑数据的取舍及显著性检验。4.置信区间【难点】有效数字的修约及运算规则【教学方法】1.通过传统讲授与讨论相结合，清晰阐释误差的分类、特点、产生原因、表示方法及消除方法，引导学生全面认知误差，明确准确度和精密度的关系。2.通过多媒体课件与案例分析相结合，引导学生熟悉有效数字运算规则，掌握其在误差的计算、分析结果的表示中的正确使用，熟悉统计检验相关计算。3.通过课堂讨论，从不同角度分析各种误差对分析结果的影响，明确提高分析结果准确度的可行性方法。【复习思考】1.日常生活中接触过那些和准确度、精密度相关的案例？2.分析结果的计算中，保留的位数是不是越多越好？【教学目标】第四章 分析化学中的质量保证与质量控制1.了解分析数据的代表性、准确性、精密性、完整性等含义。2.熟悉分析化学中质量保证和质量控制的内容；掌握标准方法和标准物质。3.理解标准、明确分析数据科学性对生产生活及实验的指导意义，树立科学的标准理念。【教学内容】1.质量保证与质量控制概述2.分析全过程的质量保证与质量控制3.标准方法与标准物质4.不确定度和溯源性5.实验室认可及审查认可【重点】分析化学中质量保证和质量控制的内容【难点】数据的代表性、准确性、精密性、完整性等【教学方法】1.通过翻转课堂学生自学的方式了解质量保证与质量控制、分析全过程的质量保证与质量控制，区分实验室质量保证、实验室内质量控制及实验室间的质量控制方法，理解分析后的质量控制与质量保证。了解实验室认可、计量认证及审查认可。2.通过讨论分析，使学生了解标准方法与标准物质，引导学生认识不确定度和溯源性问题。【复习思考】1.实验数据处理的基本要求和主要内容是什么？2.分析质量控制图的作用、基本原理及使用方法是什么？【教学目标】第五章 酸碱滴定法1.了解活度、活度系数、质子条件和共轭酸碱对；了解多元弱酸（碱）溶液pH值的计算。了解缓冲溶液和缓冲范围；了解酸碱指示剂及其作用原理；理解酸碱滴定基本原理。2.掌握酸碱平衡常数、分布分数的计算；掌握一元弱酸（碱）溶液pH值的计算、缓冲溶液pH值的计算。熟悉滴定曲线特点和突跃范围的影响因素，学会选择合适的指示剂。熟悉终点误差的计算方法，掌握酸碱滴定法的应用。3.树立考虑问题要全面，解决问题要有重点的指导思想。通过了解指示剂的化学史，树立“原创性”科研理念。能对具体问题具体分析，学会用作图法、控制变量法研究自然规律。【教学内容】1.溶液中的酸碱反应与平衡2.酸碱组分的平衡浓度与分布分数3.酸碱溶液的H+浓度的计算4.对数图解法5.缓冲溶液6.酸碱指示剂7.酸碱滴定原理8.终点误差9.酸碱滴定法的应用【重点】1.酸碱平衡常数、分布分数的计算2.一元弱酸（碱）溶液pH值的计算3.缓冲溶液pH值的计算4.酸碱指示剂及其作用原理、指示剂的选择5.酸碱滴定基本原理6.滴定曲线和影响突跃范围的主要因素7.酸碱滴定法的应用【难点】1.各种酸碱溶液pH值的计算2.终点误差的计算【教学方法】1.通过多媒体课件和传统讲授相结合，阐述活度、活度系数、质子条件和共轭酸碱对。2.通过案例讲解酸碱平衡常数、分布分数的计算；多元弱酸（碱）溶液pH值的计算、缓冲溶液和缓冲范围；酸碱指示剂及其作用原理；酸碱滴定基本原理；引导学生掌握酸碱滴定过程中的相关计算及规律。3.通过课堂讨论与分析，重点针对不同溶液pH的计算，让学生认识近似公式的科学性及使用条件。通过误差分析，认识指示剂选择的正确方法。能根据不同酸碱研究对象，设计合理的实验步骤。【复习思考】1.酸碱指示剂选择的主要原则和依据各是什么？2.一元酸碱和多元酸碱准确、分步滴定的前提是什么？如何判断多元酸碱滴定的突跃个数？3.如何配制缓冲溶液？【教学目标】第六章 配位滴定法1.了解配位剂的分类、配合物的分布；理解金属指示剂作用原理、封闭和僵化现象；了解终点误差；理解配位滴定中的酸度控制、提高配位滴定选择性的途径、最高酸度和最低酸度；熟悉单一离子准确滴定和共存离子分步滴定的条件。2.掌握EDTA的性质；学会配合物分布分数的计算；掌握分析化学中常用的配合物、平衡常数、配合物各种存在形式的分布；掌握酸效应系数、配位效应系数、条件稳定常数；能够综合考虑溶液中的各种影响因素，选择合适的滴定条件；掌握单一离子准确滴定和共存离子分步滴定的条件，掌握配位滴定法的基本原理。3.通过副反应系数，条件稳定常数的学习，借助配位平衡体系的理念，可以大学生个人的自我管理为例，将社会主义核心价值观24字传递给学生，消除和减小各种不利因素，校正自己的心态和行为，构建和谐的人际关系。【教学内容】1.配位滴定中的滴定剂2.配位平衡常数3.副反应系数及条件稳定常数4.配位滴定法的基本原理5.准确滴定与分别滴定判别式6.配位滴定中酸度的控制7.提高配位滴定选择性的途径8.配位滴定的方式及其应用【重点】1.EDTA的性质、常用的配位滴定剂2.平衡常数、配合物各种存在形式的分布3.酸效应系数、配位效应系数、条件稳定常数4.配位滴定法的基本原理5.准确定判别式和分别滴定判别式6.最高酸度和最低酸度【难点】1.条件稳定常数2.配位滴定法的基本原理3.单一离子准确滴定和共存离子分步滴定的条件【教学方法】1.通过多媒体课件和传统讲授相结合，阐明配位滴定中的滴定剂、配位平衡常数、副反应系数及条件稳定常数。2.通过案例分析，引导学生认识配位滴定副反应系数的计算方法、配位滴定法的基本原理，熟悉配位滴定的方式及其应用示例。3.通过课堂讨论，引导学生认识准确滴定与分别滴定判别式、配位滴定中酸度的控制、提高配位滴定选择性的途径，启发学生学会调节和平衡心态。【复习思考】1.金属离子指示剂的作用原理是什么，应具备哪些条件？2.指示剂封闭和僵化有何不同？3.提高配位滴定选择性的途径有哪些？【教学目标】第七章 氧化还原滴定法1.了解氧化还原平衡及反应进行的程度；理解标准电极电位、能斯特方程；教学条件电位及其影响因素；了解终点误差。2.掌握化学计量点时电位的计算及氧化还原滴定结果的计算。3.认识氧化还原滴定原理，设计氧化还原滴定法测定双氧水、COD检测等实验，并结合COD检测树立环保理念和支持可持续发展战略。【教学内容】1.氧化还原平衡2.氧化还原滴定基本原理3.氧化还原滴定中的预处理4.常用的氧化还原滴定法5.氧化还原滴定结果的计算【重点】1.条件电位及其影响因素2.氧化还原滴定基本原理3.化学计量点时电位的计算及氧化还原滴定结果的计算【难点】条件电位及其影响因素【教学方法】1.通过多媒体课件与传统讲授法相结合，阐释氧化还原平衡及反应进行的程度；理解标准电极电位、能斯特方程特点；学习条件电位及其影响因素；了解终点误差特点。2.通过案例分析与讨论，呈现对称和不对称电位突跃范围特点，学会估计化学计量点电位及突跃范围。掌握高锰酸钾法、重铬酸钾法、碘量法等经典分析方法，并会解决废水中的COD检测等实际问题。3.通过实践中的应用方法介绍，引导学生逐渐形成将分析化学方法学以致用，并不断完善现有方法的不足、与时俱进的创新精神。【复习思考】1.高锰酸钾标准溶液的配制方法是什么？如何标定？2.碘量法误差的主要来源有哪些？应如何减小滴定误差？3.如何设计实验标定硫代硫酸钠的浓度？4.如何正确解释碘量法中，淀粉指示剂的回蓝现象？【教学目标】第八章 沉淀滴定法和滴定分析小结1.了解沉淀滴定法的分类及特点；熟悉沉淀滴定平衡相关计算。2.掌握沉莫尔法、佛尔哈德法、法扬司法的原理、条件和测试对象；理解和掌握四种滴定分析方法的相同点和不同点。3.通过对比不同，了解现有分析方法的适用性和有限性，培养发展新方法的理念。【教学内容】1.沉淀滴定法2.滴定分析小结【重点】1.莫尔法2.佛尔哈德法3.法扬司法【难点】沉淀滴定条件的选择【教学方法】1.通过多媒体课件与传统讲授法相结合，阐释沉淀滴定法的规律与特点。2.通过案例分析与课堂讨论，引导学生全面认识莫尔法、佛尔哈德法、法扬司法的原理，引导学生掌握各方法的使用条件和注意事项，根据给定离子设计实验步骤。3.通过人名命名分析法，提高学生对自然科学探究的憧憬与追求真理的信念，树立远大理想、全面育人的教育观念。【复习思考】1.卤化银沉淀的溶解性如何比较？2.莫尔法的原理是什么？适合滴定哪些离子？3.佛尔哈德法适合在什么样的介质中进行？返滴定法测Cl-时需要注意什么问题？【教学目标】第九章 重量分析法1.了解重量分析法的分类及特点；了解影响沉淀溶解度的因素和条件溶度积；了解沉淀的类型和沉淀形成过程。2.明确重量分析步骤，掌握换算因数及重量分析结果的计算。3.通过综合分析影响沉淀纯度的因素，对比分析共沉淀和后沉淀的原因及消除方法，理解均匀沉淀法的优点。学会举一反三、预测实验步骤等主观能动性，提高学生的逻辑思维能力。【教学内容】1.重量法概述2.沉淀溶解度及其影响因素3.沉淀的类型和沉淀形成过程4.影响沉淀纯度的主要因素5.沉淀条件的选择6.有机沉淀剂【重点】1.重量分析法的分类及特点2.条件溶度积3.沉淀的类型和沉淀形成过程4.重量因数及重量分析结果计算【难点】影响沉淀溶解度的因素【教学方法】1.通过多媒体课件与传统讲授法相结合，阐释重量分析法的规律与特点，了解沉淀形式和称量形式的不同，理解溶解度、溶度积、条件溶度积的相关概念。2.通过案例分析与课堂讨论，引导学生全面认识影响沉淀溶解度的因素，晶形沉淀和无定形沉淀的区别、形成条件。3.通过探究分析沉淀不纯的因素，引导学生在实验条件的控制中，重视预分离、沉淀剂的用量、温度、搅拌、陈化等因素，提高认识水平。【复习思考】1.什么是固有溶解度？2.什么是条件溶度积，如何计算？3.换算因数如何表示？4.晶形沉淀和无定形沉淀有何不同？5.什么是陈化？其作用有哪些？【教学目标】第十章 吸光光度法1.理解吸收曲线、标准曲线概念；了解光度分析法的误差、示差吸光光度法；了解双波长吸光光度法测试样品，理解和掌握弱酸（碱）解离常数的测定、配合物组成的测定方法。2.掌握光吸收定律；掌握显色反应及显色条件的选择。会使用紫外可见分光光度计、掌握参比溶液的选择原则。3.通过吸光光度法的学习，认识仪器分析的优点。但经典分析法中的基本操作，仍是现代仪器分析使用的前提。【教学内容】1.物质对光的选择性吸收和光吸收的基本定律2.分光光度计及吸收光谱3.显色反应及其影响因素4.吸光光度分析及误差控制5.其他吸光光度法6.吸光光度法的应用【重点】1.光吸收定律2.吸收曲线、标准曲线概念3.光度分析法的误差4.光度分析法的仪器5.参比溶液的选择6.显色反应及显色条件的选择7.弱酸（碱）解离常数的测定、配合物组成的测定【难点】参比溶液的选择【教学方法】1.通过多媒体课件与传统讲授法相结合，阐释物质对光的选择性吸收及光吸收的基本定律、显色反应及其的条件。2.通过案例分析与课堂讨论，引导学生全面认识分光光度计及吸收光谱，引导学生探索仪器的使用方法和注意事项，熟悉标准曲线的绘制及误差的控制。3.通过弱酸（碱）解离常数的测定、配合物组成的测定，认识仪器分析在实际应用中的潜在价值。【复习思考】1.什么是吸收光谱？与标准曲线有何不同？2.什么是单色光？什么是互补光？3.什么是朗伯-比尔定律？适用条件是什么？【教学目标】第十一章 分析化学中常用分离和富集方法1.了解沉淀分离法、挥发和蒸馏分离法基本原理。理解液-液萃取分离法、离子交换分离法、液相色谱分离法、气浮分离法。了解固相萃取分离法、超临界流体萃取分离法、液膜萃取分离法、毛细管电泳分离法、微波萃取分离法。2.熟悉常用的沉淀分离方法和蒸馏方法、掌握萃取原理、方法及提高萃取效率的方法。3.认识分离方法的多样性，能根据具体问题选择合适的分离方法，区分宏观分离和定性分析分离的不同。【教学内容】1.概述2.气态分离法3.沉淀分离法4.萃取分离法5.离子交换分离法6.色谱分离法7.电泳分离法8.气浮分离法9.膜分离【重点】1.沉淀分离法、挥发和蒸馏分离法2.液-液萃取分离法3.离子交换分离法4.色谱分离法【难点】固相萃取分离法【教学方法】1.通过多媒体课件与传统讲授法相结合，阐释各种分离方法的原理、操作方法及适用条件。2.通过案例分析与课堂讨论，引导学生认识、分配比、分配系数等概念，了解液-液萃取效率提高的方法。3.通过展示相应的装置图和仪器，提高学生对操作技巧的认识、能根据要解决的问题选择合适的分离方法。【复习思考】1.什么是离子交换树脂的交联度、交换容量？2.什么是比移值？3.电泳的分离原理是什么？4.什么是萃取效率？如何提高萃取效率？5.什么是盐析？6.什么是减压蒸馏？四、考核方式及成绩评定（一）定量考核方式与课程目标的关系课程目标考核内容所属章节占比考核方式评价依据1.了解分析化学的目的、任务和方法分类，明确滴定分析要求，掌握滴定分析的主要方法和方式。掌握酸碱滴定、配位滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定、重量分析法、吸光光度法的基本概念、原理、计算和操作方法。基本原理基本概念基本操作基本计算全部章节60%考勤、预习、作业、笔记、视频平时成绩期中成绩期末成绩60%期中考核60%期末考核2.了解分析过程中的误差来源、表示方法及提高分析结果准确度的方法，学会实验数据的统计处理，能够认识到实验前的准备工作、实验中的严格操作、数据记录及处理等过程应该