《无机合成与表征实验材料化学》课程教学大纲

附件5-2ADDINCNKISM.UserStyle《无机合成与表征实验》课程教学大纲（实验课程·2023版）一、课程基本信息课程号1123S01010开课单位化学与材料科学学院课程名称（中文）无机合成与表征实验（英文）ExperimentsforSynthesisandCharacterizationofInorganicCompounds课程性质选修考核类型考查课程学分1.5课程学时60课程类别学科基础课程（学科拓展课）适用专业（类）材料化学二、课程描述及目标（一）课程简介《无机合成与表征实验》课程是材料化学专业的一门基础实验课程，也是继无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等多方面实验训练的后继课程。通过本课程的学习，重点解决以下两个问题：1、掌握无机化合物制备和合成的基本技能；2、理解并学会使用磁天平、红外光谱仪、紫外-可见分光光度仪、热重-差热分析仪、激光粒度仪、全自动比表面和孔隙分析仪、接触角测量仪等现代实验设备，理解X射线衍射仪、扫描电镜、透射电子显微镜的工作原理和应用方法，并用它们对无机化合物进行表征。本课程旨在培养学生掌握无机化合物制备和性能表征方面的实验技能，熟悉现代仪器的工作原理和使用方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。本课程主要包括溶胶—凝胶法制备多孔SiO2、碳酸铝铵热分解制备纳米氧化铝、微波辐射法制备磷酸钴纳米粒子、二氯化六氨合镍（Ⅱ）的制备/组成分析及物性测定、三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备与组成分析、超级电容器电极材料的制备及性能研究等实验项目。（二）教学目标通过本课程，使学生掌握无机化合物制备和合成的主要方法，熟悉现代仪器的工作原理和使用方法，理解无机化合物结构与性能之间的关系，培养学生综合运用所学知识分析和解决问题的能力。课程目标1：熟悉并掌握常用的无机合成制备技术和方法，如：水热合成法、溶胶凝胶法、液相沉淀法、微波法、电化学法、超声波辐射法、室温固相法等。课程目标2：熟悉无机化合物的物相、结构表征方法，如红外、紫外-可见、X射线粉末衍射、扫描电镜、差热-热重等；以及相关性质，如磁性质、吸附性能、亲、疏水性以及催化性质等的研究方法，了解科研工作的一般工作步骤。课程目标3：收集新型无机化合物设计合成所需要的有关资料，具有一定的文献检索能力，能进行实验方案的设计。课程目标4：通过本课程的教学培养学生严谨认真、实事求是的科学态度以及良好的实验工作方法，进一步培养和提高学生分析问题和解决问题的能力，为学生毕业论文和今后的工作打下良好的基础。三、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标1-1：掌握数学、物理、化学、材料等方面的基本理论和基本知识课程目标1,21-2：掌握材料制备（或合成）技术、材料加工和改性技术、材料结构与性能的分析方法课程目标1,22-1：具有中外文资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本能力课程目标32-2：具有一定的科学研究和实际工作能力，具有一定的批判性思维课程目标3,43-1：具有良好的科学文化素养，掌握科学的方法论课程目标4四、教学方式与方法要达到上述教学目标，完成实验教学任务，必须组织好课前预习、课堂实践、实验报告、实验考核等主要教学环节。要求学生课前预习实验指导书，写出预习报告；指导教师讲解实验的原理、方法、仪器使用及注意事项等，并作针对性指导；具体实验步骤和结果分析、处理由学生独立完成，并书写完整的实验报告。五、教学重点与难点（一）教学重点新型无机化合物的制备技术和合成方法,无机化合物的表征方法，以及相关物理化学性质的研究方法。（二）教学难点制备技术、合成方法、物理化学性质的研究方法的基本原理，以及各种分析图谱的解析。六、实验内容、基本要求与学时分配序号实验项目名称实验内容与要求学时类型对应课程目标1溶胶—凝胶法制备多孔SiO2了解多孔SiO2的性质和用途，掌握溶胶－凝胶法制备多孔SiO2的原理和方法；掌握过滤、洗涤、蒸馏、干燥等基本操作；学习用TG-DTA、TEM、XRD、IR、物理吸附仪、接触角测量仪等手段对多孔SiO2的结构及性质进行分析表征。10综合性课程目标1-42碳酸铝铵热分解制备纳米氧化铝掌握碳酸铝铵热解法制备纳米α-Al2O3的基本原理和方法；熟练掌握溶液配制、减压过滤、干燥、焙烧等基本操作；学习用SEM、XRD、IR等手段对氧化铝的结构及性质进行分析表征。10综合性课程目标1-43微波辐射法制备磷酸钴纳米粒子了解微波辐射法制备纳米粒子的方法，加深理解微波辐射的原理；学习使用透射电镜、激光粒度仪、差热分析仪等对样品进行表征。10综合性课程目标1-44二氯化六氨合镍（Ⅱ）的制备、组成分析及物性测定综合训练无机制备、提纯和定量分析的常规操作，了解并掌握某些物性和结构测试方法；学习自行设计物质的提纯方法和定量分析方法。10综合性课程目标1-45三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备与组成分析了解三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备方法，掌握确定化合物化学式的基本原理和方法；巩固无机合成、滴定分析和重量分析的基本操作；掌握离子交换树脂的操作方法。10综合性课程目标1-46超级电容器电极材料的制备及性能研究了解超级电容器的基本操作原理和特点；掌握由活性炭和导电炭黑制备电极材料的方法；学习电化学工作站的工作原理，并掌握循环伏安法测定电极材料比容量、循环寿命等性能基本原理。10综合性课程目标1-4合计60注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括“验证性”、“设计性”、“……”等。七、学业评价和课程考核（一）考核类型：考试考查（二）考核方式：实验报告实验作品其它：闭卷考试或实验操作（填写具体考核方式）（三）成绩评定：考核依据建议分值（百分比）考核/评价细则对应课程目标过程考核60%出勤表现10%考勤情况课程目标4实验报告40%实验报告清晰度、完整度、正确性、独立思考能力课程目标1-4课堂表现10%课前预习情况、回答问题、实验操作规范性等课程目标1,2,4期末考核40%侧重对涉及材料的制备、表征原理及操作注意事项的考核。第一种方式：实验操作考试成绩；第二种方式：闭卷考试卷面成绩。课程目标1-4八、课程目标达成评价课程目标的实际达成效果计算方式如下，达成值越高，教学效果越好。课程目标达成度=毕业要求指标点达成度=九、教材与教学参考书（一）教材《基础化学实验-物质制备与分离》，王书香、翟永清等编，化学工业出版社，2015年6月，第二版，ISBN：9787122232649。（二）教学参考书《综合化学实验》，徐家宁，郭玉鹏编，高等教育出版社，2017年6月，第二版，ISBN：9787040477610；《无机化学实验》，武汉