《无机及分析化学》教学大纲
课程编号 |
09100312 |
课程类别 |
学科基础课 |
课程名称 |
无机及分析化学 |
英文名称 |
Inorganic and Analytical Chemistry |
学分 |
3 |
建议修读学期 |
1 |
总学时数 |
66 |
其中:实践学时0 |
实验学时 |
24 |
其他学时 |
无 |
预修课程 |
无 |
考核方式 |
期末考试、实验报告,平时作业、课堂参与等 |
适用专业 |
生物科学、生物技术、环境科学、食品质量与安全 |
大纲执笔人 |
王颖 |
大纲审核人 |
邱念伟 |
一、课程性质
本课程是生物学专业的主要专业基础课之一。该课程集无机化学、分析化学两大基础课之优势和特点于一身是培养生物各专业学生具备无机及分析化学理论的重要课程,是生物科学专业学生学好《有机化学》和《生物化学》课程及其它相关课程的基本保证。
本课程理论教学要求学生重点掌握掌握无机化学、定量分析化学的基本内容、基本理论、基本技能,建立准确的“量”的概念;在掌握化学平衡基本原理的基础上,掌握电离平衡及计算;掌握沉淀溶解平衡;了解氧化还原平衡的知识;在学习元素周期表的基础上系统地了解常见元素单质及其化合物的性质。通过实验,达到加深、巩固并扩大学生对所学基本理论、基本知识的理解,培养学生独立操作、观察记录、分析归纳、撰写报告等多方面的综合能力,使学生初步掌握科学的工作方法;熟悉无机化学基本原理在实际体系中的应用,使学生学会科学地思维方法,提高分析问题和解决问题的能力。
二、课程目标
1.理论部分将由浅入深地做系统讲授注重补充新知识扩大信息量加强化学与生命科学的联系,将四大滴定融入四大平衡使无机化学与分析化学自然成为一体,实现两门课程的有机结合并适当介绍一些与生命科学有关的分析方法。使学生在掌握化学平衡基本原理的基础上,掌握电离平衡及计算;掌握沉淀溶解平衡;了解氧化还原平衡的知识;在学习元素周期表的基础上系统地了解常见元素单质及其化合物的性质。(支撑毕业要求3)
2.掌握无机及分析化学的基本知识,通过实验培养学生的科学思维能力,实事求是的科学态度,良好的实验作风和环境保护意识,引导学生对实验现象及结果运用批判性思维方法进行分析与反思。学会运用科学的思维和科学研究方法分析问题、解决问题。实现由学习知识、技能到进行科学研究的初步转变,将无机及分析化学知识和技能运用于生物学科中的科学现象的解释,为学生学习后续课程、为今后胜任中学教育教学和进行科学研究打下良好的基础。(支撑毕业要求3、7)
3.系统掌握基本的无机及分析化学实验研究方法和基本技术,掌握观察现象、记录和处理数据并对实验结果进行分析和总结的能力,提高综合运用所学理论和实验知识,独立解决实际问题的能力。通过实验培养学生的合作意识,通过沟通合作增强分析、解决问题的能力。(支撑毕业要求3、8)
三、课程目标与毕业要求的对应关系
毕业要求 |
指标点 |
课程目标 |
毕业要求3 学科素养 |
1.掌握无机及分析化学的基本知识,学会运用科学的思维和科学研究方法分析问题、解决问题。 2.理解无机及分析化学与生命科学的联系,开拓学习视野,能够跨学科解决教学中遇到的实际问题。 |
课程目标1 课程目标2 课程目标3 |
毕业要求7 学会反思 |
通过实验培养学生的科学思维能力,实事求是的科学态度,良好的实验作风和环境保护意识,引导学生对实验现象及结果进行分析与反思。 |
课程目标2 |
毕业要求8 沟通合作 |
通过教学专题内容的小组研讨,掌握查阅文献、综合分析问题的方法与技能,树立终身学习与专业自主发展意识,学会规划自己的专业发展。通过实验培养学生的合作意识,通过沟通合作增强分析、解决问题的能力。 |
课程目标3 |
四、课程内容和学时分配
四、课程内容和学时分配
第一章 气体和溶液 (支撑课程目标1、2、3)
基本要求:
1.掌握理想气体状态方程及其应用;
2.掌握道尔顿分压定律;
3. 理解稀溶液的依数性及其应用。
教学重点:理想气体状态方程;道尔顿分压定律
教学难点:稀溶液的依数性。
授课时数:3学时
基本内容:
1、 理想气体
2、 理想气体状态方程
3、 道尔顿分压定律及其应用
4、溶液的基本概念、溶液浓度的表示方法
5、稀溶液的依数性及其应用
6、胶体溶液
第二章 化学热力学与化学平衡 (支撑课程目标1、2、3)
基本要求:
1.了解热力学函数U、H、S、G的物理意义并能通过对热力学函数的计算进行反应自发性的判断;
2.理解热力学第一、二、三定律的基本内容;
3.理解平衡常数的意义及其与△G的关系,并掌握有关计算。
教学重点:反应自发性的判断;平衡常数
教学难点:平衡常数与△G的关系。
授课时数:6学时
基本内容:
1、 系统的状态函数
2、 功和热
3、热力学第一定律
4、热化学方程式
5、反应的摩尔焓
6、热化学定律
7、可逆反应和化学平衡
8、平衡常数与标准平衡常数
9、化学平衡移动
第三章 化学动力学 (支撑课程目标1、2、3)
基本要求:
1.了解化学反应速率的概念及实验测定;
2.了解反应速率理论并能用活化能的概念解释外界因素对反应速率的影响;
3.掌握基元反应的概念及质量作用定律;会用初始速率法确定非基元反应的速率方程;
4. 掌握温度对反应速率影响的阿仑尼乌斯经验式。
教学重点:反应速率理论;活化能;质量作用定律;非基元反应速率方程的确定。
教学难点:阿仑尼乌斯经验式。
授课时数:3学时
基本内容:
1、 化学反应速率及其表示
2、 反应速率理论
3、 影响反应速率的因素
第四章 定量分析与数据处理 (支撑课程目标1、2、3 )
基本要求:
1.了解定量分析方法的分类及定量分析中误差产生的原因和表示方法;
2.了解提高分析结果准确度的方法;
3.掌握有效数字的运算规则;
4. 掌握分析结果的数据处理方法。
教学重点:定量分析中误差;有效数字;
教学难点:分析结果的数据处理方法。
授课时数:3学时
基本内容:
1、 定量分析方法的分类
2、 有效数字的运算规则
3、 误差产生的原因和表示方法
4、分析结果的数据处理方法
第五章 滴定分析法概述 (支撑课程目标1、2、3 )
1.了解滴定分析的基本概念和滴定分析法的分类;
2.了解滴定分析法对化学反应要求;
3.了解标准溶液和基准物质的概念;
4. 会进行滴定分析中的计算。
教学重点:标准溶液和基准物质;滴定分析中的计算
教学难点:基准物质的概念。
授课时数:1学时
基本内容:
1.滴定分析的基本概念
2.滴定分析法对化学反应要求
3.滴定分析法的分类
4.标准溶液和基准物质
5.滴定分析中的计算
第六章 酸碱平衡与酸碱滴定 (支撑课程目标1、2、3 )
基本要求:
1.了解强电解质与弱电解质,活度和活度系数; 酸碱质子理论;
2.了解酸碱平衡的移动;会进行溶液pH值的计算;
3.了解缓冲溶液的组成和性质,缓冲溶液的缓冲能力;会进行缓冲溶液酸度的计算;
4. 了解弱酸碱溶液中各物种的分布;会进行酸碱滴定过程中pH值的计算及指示剂的选择。
教学重点:酸碱质子理论,弱电解质溶液中pH值的计算,缓冲溶液pH值的计算,酸碱滴定及应用;
教学难点:各种溶液pH值的计算。
授课时数:11学时
基本内容:
1、 弱电解质的电离平衡
2、酸碱质子理论
3、酸碱溶液pH值的计算
4、同离子效应与缓冲溶液
5、弱酸碱溶液中各物种的分布
6、pH的精确计算
7、酸碱滴定
第七章 沉淀-溶解平衡和沉淀滴定 (支撑课程目标1、2、3 )
基本要求:
1.理解难容电解质沉淀溶解平衡的特点,会用溶度积规则判断沉淀溶解平衡的移动及有关计算;
2.掌握沉淀滴定法的基本原理及应用。
教学重点:溶度积常数,溶度积原理及应用,几种常见的沉淀滴定法;
教学难点:与沉淀溶解平衡有关的计算。
授课时数:6学时
基本内容:
1、 溶度积原理
2、 沉淀的生成和溶解
3、 分步沉淀和沉淀转化
4、沉淀滴定法的概述,滴定曲线,银量法滴定终点的确定——莫尔法,佛尔哈德法,法扬司法的应用;
第八章 氧化还原平衡 (支撑课程目标1、2 )
基本要求:
1.掌握氧化还原反应的基本概念及其方程式的配平(离子电子法);
2.理解电极电势的概念,会用能斯特方程进行有关计算;
3.掌握电极电势的应用;
4. 掌握元素电势图及其应用。
教学重点:电极电势的计算,电极电势的应用,能斯特方程式的应用
教学难点:能斯特方程式的应用。
授课时数:3学时
基本内容:
1、 氧化还原反应的基本概念
2、 原电池与电极电势
3、 电极电势的应用
第九章 原子结构 (支撑课程目标1、2)
基本要求:
1.掌握四个量子数的取值范围和意义;
2.了解波函数的意义,角度分布图;
3.了解核外电子排布规律;熟练写出原子的核外电子排布式;
4. 了解周期、族、区的划分。
教学重点:四个量子数;波函数;核外电子排布;周期、族、区的划分
教学难点:波函数的意义。
授课时数:3学时
基本内容:
1、 原子核外电子的运动状态
2、原子核外电子的排布
3、元素基本性质的周期性
第十章 分子结构 (支撑课程目标1、2)
基本要求:
1.了解化学键分类;
2.掌握共价键理论;
3.了解分子间力和氢键;
教学重点:共价键理论
教学难点:共价键理论。
授课时数:3学时
基本内容:
1、 化学键分类
2、 共价键理论
3、 分子间力
实验课内容:(支撑课程目标1、2、3 )
实验一、化学实验基本操作
主要内容:
一、了解实验规则及安全知识
二、基本仪器介绍
三、清点仪器
四、仪器的洗涤与干燥
五、溶液的配制
六、实验报告格式要求
授课时数:3学时
实验二、硝酸钾溶解度的测定
主要内容:
1. 了解溶解度的概念。
2. 掌握用析晶法测定易溶盐溶解度的方法。
3. 利用所测定的实验数据,绘制溶解度—温度曲线。
授课时数:3学时
实验三、氯化钠的提纯
主要内容:
1、掌握提纯NaCl的原理和方法。
2、掌握常压、减压过滤、蒸发浓缩、结晶干燥等操作。
3、掌握沉淀溶解平衡的应用。
4、了解Ca2+、Mg2+和SO42-的检验方法。
授课时数:3学时
实验四、滴定操作练习
主要内容:
1. 掌握酸碱滴定的原理
2.初步掌握滴定管的使用方法和滴定基本操作。
3. 学会辨认滴定终点。
授课时数:3学时
实验五、醋酸标准解离常数和解离度的测定
主要内容:
1、测定醋酸的标准解离常数和解离度,加深对标准解离常数和解离度的理解。
2、学习使用酸度计。
3、巩固移液管的基本操作和容量瓶的使用.
4、通过实验来体会同离子效应。
授课时数:3学时
实验六、盐酸溶液的配制与标定
主要内容:
1、掌握用基准物质来标定HCl溶液浓度的方法
2、熟悉电子天平的使用、减量法称量
3、掌握滴定操作,并学会正确判断终点
授课时数:3学时
实验七、硫代硫酸钠溶液的标定
主要内容:
1、掌握标定Na2S2O3溶液浓度的原理和方法
2、巩固滴定操作及精确称量的方法
授课时数:3学时
实验八、凝固点降低法测摩尔质量
主要内容:
1、了解凝固点降低法测定溶质摩尔质量的原理和方法,加深对稀溶液依数性的认识。
2、练习移液管和分析天平的使用,练习刻度分值为0.1℃的温度计的使用。
3、测定水的凝固点降低值,计算蔗糖的分子量。
授课时数:3学时
五、教学策略与方法建议
物无机及分析化学课程教学要以培养学生科学思维的能力为目标,着重讲解教材的重点与难点。在教学中贯彻理论联系实际与少而精的原则,使学生了解并掌握无机及分析化学的基本理论,增强其在以后教学与教学研究中的创新能力。
在授课过程中要以学生为主体,以教师为主导,板书加多媒体教学的教学模式。实验部分弥补了理论教学里缺乏实践环节的问题,很好的锻炼了学生的动手能力沟通合作能力和分析问题、解决问题的能力。
六、教学评价
评价方式为活动表现评价与终结性评价相结合,活动表现评价主要是学生平时在课堂学习中在实验过程中的活动表现,终结性评价主要是期末考试。期末考试占70%,实验报告成绩占20%,平时成绩(作业成绩、平时测验与课堂表现相结合)占10%。
课程目标 |
考核内容 |
评价依据 |
课程目标1. 理论部分将由浅入深地做系统讲授注重补充新知识扩大信息量加强化学与生命科学的联系,将四大滴定融入四大平衡使无机化学与分析化学自然成为一体,实现两门课程的有机结合并适当介绍一些与生命科学有关的分析方法。使学生在掌握化学平衡基本原理的基础上,掌握电离平衡及计算;掌握沉淀溶解平衡;了解氧化还原平衡的知识;在学习元素周期表的基础上系统地了解常见元素单质及其化合物的性质。 |
(1)气体和溶液 (2)化学热力学与化学平衡 (3)化学动力学 (4)酸碱平衡与酸碱滴定 (5)沉淀-溶解平衡和沉淀滴定 (6)氧化还原平衡 (7)原子结构分子结构。 |
1.课堂出勤和课堂讨论 2.主题发言 3.平时作业 4.随堂测验 5.期末考试 |
课程目标2. 掌握无机及分析化学的基本知识,通过实验培养学生的科学思维能力,实事求是的科学态度,良好的实验作风和环境保护意识,引导学生对实验现象及结果进行分析与反思。学会运用科学的思维和科学研究方法分析问题、解决问题。实现由学习知识、技能到进行科学研究的初步转变,将无机及分析化学知识和技能运用于生物学科中的科学现象的解释,为学生学习后续课程、为今后胜任中学教育教学与研究和进行科学研究打下良好的基础。 |
(1)定量分析与数据处理 (2)滴定分析法 (3)酸碱平衡与酸碱滴定 (4)沉淀-溶解平衡和沉淀滴定 |
1.课堂出勤和课堂讨论 2.主题发言 3.平时作业 4.随堂测验 5.期末考试 6.实验报告 |
课程目标3. 系统掌握基本的无机及分析化学实验研究方法和基本技术,掌握观察现象、记录和处理数据并对实验结果进行分析和总结的能力,提高综合运用所学理论和实验知识,独立解决实际问题的能力。通过实验培养学生的合作意识,通过沟通合作增强分析、解决问题的能力。 |
(1)定量分析与数据处理 (2)滴定分析法 (3)酸碱平衡与酸碱滴定 (4)沉淀-溶解平衡和沉淀滴定 (5)化学实验基本操作 |
1.课堂出勤和课堂讨论 2.主题发言 3.实验报告 |
七、考核方式
学生考核成绩由三部分构成:平时成绩(作业成绩、平时测验与课堂表现相结合)、实验报告成绩和期末考试成绩。以期末考试成绩为主,对学生进行综合考评。
期末试卷采取教考分离、题库选题的方式。
课程目标 |
期末考试占比% |
平时成绩占比% |
实验成绩占比% |
课程分目标达成评价方法 |
课程目标1 |
60 |
60 |
0 |
分目标达成度=(0.7´期末成绩/分目标总分)+(0.2´实验成绩/分目标总分)+(0.1´平时成绩/分目标总分) |
课程目标2 |
30 |
30 |
40 |
课程目标3 |
10 |
10 |
60 |
八、教材与学参考资料
教学推荐使用的教材:
南京大学《无机及分析化学》编写组,《无机及分析化学》第五版,高等教育出版社
南京大学《无机及分析化学实验》编写组,《无机及分析化学实验》第五版,高等教育出版社
主要教学参考书:
1.《无机化学》,武汉大学主编,高教出版社,第三版,2004年。
2.《分析化学》,武汉大学主编,高教出版社。2004年
3. 无机及分析化学,倪静安等编,化学工业出版社,1998年
4. 无机及分析化学解题与思考,张敬乾等编,大连海事大学出版社,1999年
九、课程学习建议
1.自主学习
建议学生通过网络、图书馆自主查阅课程中涉及的学习资源,自主设计、自主调节与评价学习过程,充分发挥自身的学习能动性。
2.小组合作学习
以小组为单位进行与教学内容相关的小组讨论、案例分析,并以主题发言或研究性小论文的方式在全班范围内进行展示。
十、评分标准