《無(wú)機(jī)與分析化學(xué)》課程教學(xué)大綱

無(wú)機(jī)與分析化學(xué)課程教學(xué)大綱Inorganic&AnalyticChemistry學(xué)時(shí)數(shù)：112學(xué)分?jǐn)?shù)：7適用專業(yè)：材料化學(xué)一、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)《無(wú)機(jī)與分析化學(xué)》是化學(xué)、化工及相關(guān)類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，是化學(xué)學(xué)科的重要分支。它的任務(wù)是使學(xué)生系統(tǒng)、全面、深入地了解化學(xué)的基本原理、無(wú)機(jī)化學(xué)與分析化學(xué)的基本概念、基礎(chǔ)理論和元素的性質(zhì)，并在此基礎(chǔ)上掌握鑒定物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分以及測(cè)定有關(guān)成分含量的方法及方法的原理?！稛o(wú)機(jī)與分析化學(xué)》是在綜合應(yīng)用多門有關(guān)學(xué)科的知識(shí)、通過(guò)掌握基礎(chǔ)化學(xué)理論和熟悉元素性質(zhì)的基礎(chǔ)上，再突出量的概念來(lái)進(jìn)行分析方法研究和分析操作技能的課程，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的基礎(chǔ)課程。在課程的教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)逐步培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力、實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手能力和自學(xué)能力，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為后續(xù)的有關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。二、課程教學(xué)的基本要求（一）無(wú)機(jī)化學(xué)原理及元素部分（1）理解和掌握周期律、分子結(jié)構(gòu)、氧化還原、配合物、化學(xué)熱力學(xué)等初步知識(shí)，并在原理的指導(dǎo)下，理解化學(xué)變化中物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系。（2）初步從宏觀和微觀不同的角度理解化學(xué)變化的基本特征。（3）在已學(xué)過(guò)的元素及其化合物知識(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)于其總體規(guī)律加以認(rèn)識(shí)、理解與歸納。了解元素在地殼中的分布；了解金屬和非金屬的通性及一般制備方法；了解簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)化合物變化規(guī)律。掌握常見(jiàn)元素及化合物的酸堿性、氧化還原性、溶解性、熱穩(wěn)定性、配位能力及典型反應(yīng)。（二）分析化學(xué)部分（1）掌握分析化學(xué)的基本原理，樹立嚴(yán)格的“量”的概念，正確和熟練掌握分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作，能做好一批有代表性的實(shí)驗(yàn)，并具有分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為學(xué)習(xí)后繼課程和進(jìn)一步學(xué)習(xí)和應(yīng)用更高層次的分析化學(xué)知識(shí)奠定必要的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。（2）理解分析方法的分類，掌握定量分析結(jié)果的表示方法和滴定分析的計(jì)算方法，掌握樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差的概念，計(jì)算方法和Q檢驗(yàn)法。（3）掌握溶液中酸堿組分的分布分?jǐn)?shù)的計(jì)算方法，物料平衡，電荷平衡和質(zhì)子平衡三種方程的寫法和計(jì)算各類酸堿溶液的pH值的最簡(jiǎn)公式的應(yīng)用。（4）掌握EDTA及其螯合物的性質(zhì)，掌握絡(luò)合滴定法的基本原理，金屬離子指示劑的作用原理和選擇。（5）掌握能斯特公式和條件電位的概念及其計(jì)算方法，氧化還原平衡常數(shù)和化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)反應(yīng)進(jìn)行的程度的計(jì)算方法。（5）理解沉淀滴定法的基本原理，掌握重量分析結(jié)果的計(jì)算方法三、課程的教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)第一章緒論一、化學(xué)在材料科學(xué)中的重要作用二、無(wú)機(jī)化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求三、無(wú)機(jī)化學(xué)課程的學(xué)習(xí)方法第二章化學(xué)熱力學(xué)初步一、基本概念和術(shù)語(yǔ)體系和環(huán)境，過(guò)程和途徑，狀態(tài)函數(shù)，熱、功和熱力學(xué)能二、化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)熱力學(xué)第一定律，熱力學(xué)第二定律，反應(yīng)熱與反應(yīng)焓變，熱化學(xué)方程式，化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算（蓋斯定律，標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓及用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓計(jì)算化學(xué)反應(yīng)熱，熱力學(xué)分解溫度）。重點(diǎn)：理解四個(gè)狀態(tài)函數(shù)概念難點(diǎn)：反應(yīng)焓和反應(yīng)自由能的計(jì)算第三章化學(xué)反應(yīng)速率一、化學(xué)反應(yīng)速率二、化學(xué)反應(yīng)速率理論，活化分子與活化能，有效碰撞與活化分子，反應(yīng)的活化能三、影響反應(yīng)速率的因素（一）濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響（質(zhì)量作用定律，基元反應(yīng)與非基元反應(yīng)，反應(yīng)速率方程）（二）溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響（三）催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響重點(diǎn)：反應(yīng)速率概念難點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)速率理論第四章化學(xué)平衡一、可逆反應(yīng)二、化學(xué)平衡的建立及特征三、化學(xué)平衡常數(shù)四、影響化學(xué)平衡的因素（一）濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響（二）壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響（三）溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響（四）催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響（五）平衡移動(dòng)原理重點(diǎn)：濃度、分壓、總壓和溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響難點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算第五章酸堿平衡沉淀溶解平衡一、弱電解質(zhì)溶液中的電離平衡（一）弱電解質(zhì)的特點(diǎn)（二）弱電解質(zhì)溶液中的電離平衡（電離度電離常數(shù)稀釋定律同離子效應(yīng)）（三）多元弱酸的電離平衡二、溶液的酸堿性（一）水的電離平衡和水的離子積（二）溶液的酸堿性和PH值三、緩沖溶液（一）緩沖溶液的產(chǎn)生及緩沖溶液PH值的計(jì)算（二）緩沖溶液的選擇和配制（三）緩沖溶液的重要性四、沉淀溶解平衡（一）難溶電解質(zhì)的溶解度和溶度積（二）溶度積規(guī)則及其應(yīng)用（三）沉淀反應(yīng)的某些應(yīng)用重點(diǎn)：弱電解質(zhì)溶液中的電離平衡和沉淀溶解平衡的某些應(yīng)用難點(diǎn)：電離平衡的計(jì)算和緩沖溶液的計(jì)算第六章氧化還原反應(yīng)一、氧化還原反應(yīng)的概念（一）氧化值氧化態(tài)還原態(tài)（二）氧化還原氧化劑還原劑（三）氧化還原反應(yīng)方程式的配平二、原電池（一）原電池的組成和符號(hào)（二）電極反應(yīng)與電池反應(yīng)的關(guān)系三、電極電勢(shì)（一）電極電勢(shì)的產(chǎn)生（二）標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)（三）影響電極電勢(shì)的因素，能斯特方程式及其有關(guān)計(jì)算（四）電極電勢(shì)的應(yīng)用，比較氧化劑還原劑相正確強(qiáng)弱，判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向，判斷原電池的正、負(fù)極，計(jì)算電池的電動(dòng)勢(shì)（五）元素電勢(shì)圖判斷歧化反應(yīng)進(jìn)行的方向及計(jì)算有關(guān)電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)重點(diǎn)和難點(diǎn)：氧化還原反應(yīng)方程式的配平和能斯特方程式的有關(guān)計(jì)算第七章原子結(jié)構(gòu)與元素周期系一、原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（一）原子光譜與原子能級(jí)。（二）電子運(yùn)動(dòng)的波粒二象性，電子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)性幾率密度，電子云的概念和圖像，核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述，原子軌道的角度分布圖像。（三）四個(gè)量子數(shù)的物理意義和取值規(guī)則。二、原子核外電子排布與元素周期系（一）多電子原子的能級(jí)，核外電子排布的原理和一般規(guī)律，常見(jiàn)元素的原子和簡(jiǎn)單離子電子排布式的書寫（二）用軌道圖和四個(gè)量子數(shù)表示某些原子或離子的電子層結(jié)構(gòu)（三）原子的電子層結(jié)構(gòu)與元素周期系（周期律周期表中周期、族、區(qū)的劃分），原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系重點(diǎn)：確定基態(tài)原子電子組態(tài)的構(gòu)造原理，建立元素周期律、周期系、周期表、周期性的基本概念難點(diǎn)：原子軌道和電子云第八章分子結(jié)構(gòu)一、化學(xué)鍵的含義及基本類型二、共價(jià)鍵理論（一）共價(jià)鍵理論要點(diǎn)，共價(jià)鍵的鍵參數(shù)。（二）共價(jià)鍵的方向性、飽和性。σ鍵、Л鍵概念的含義（三）雜化軌道理論要點(diǎn)，SP、SP2和SP3雜化軌道成鍵，共軛大П鍵的表示方法，分子的幾何構(gòu)型，分子軌道理論的要點(diǎn)和分子軌道模型。三、分子間力和氫鍵（一）分子的極性和偶極矩（二）分子間力及其對(duì)物質(zhì)某些性質(zhì)的影響（三）氫鍵及其對(duì)物質(zhì)某些性質(zhì)的影響重點(diǎn)：共價(jià)鍵理論和分子間力難點(diǎn)：價(jià)層電子對(duì)互斥模型和分子軌道模型第九章配位化合物一、配位化合物的基本概念（一）配位化合物的組成（二）配位化合物的命名二、配位物中的配位鍵理論（一）配位物中的配位鍵。（二）雜化軌道與配位物的空間構(gòu)性及磁性，外軌型和內(nèi)軌型配位物三、水溶液中的配位平衡（一）配位平衡常數(shù)及其有關(guān)計(jì)算（二）配位平衡的移動(dòng)重點(diǎn)：配合物的價(jià)健理論和配位平衡的移動(dòng)及其有關(guān)計(jì)算難點(diǎn)：晶體場(chǎng)理論第十章非金屬元素一、鹵素（一）鹵素單質(zhì)，物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，制備和用途（二）鹵化氫和氫鹵酸，物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，制備和用途（三）鹵化物（四）氯的含氧酸及其鹽，次氯酸及其鹽、氯酸及其鹽、高氯酸及其鹽的性質(zhì)，氯的含氧酸及其鹽性質(zhì)變化規(guī)律，氯的含氧酸及其鹽的用途二、氧和臭氧過(guò)氧化氫（一）氧的結(jié)構(gòu)特征、性質(zhì)及用途（二）臭氧的結(jié)構(gòu)特征、性質(zhì)及臭氧空洞正確人類活動(dòng)的影響（三）過(guò)氧化氫的結(jié)構(gòu)特征、性質(zhì)及用途三、硫（一）硫的單質(zhì)（二）硫化氫的性質(zhì)、硫化物的分類及溶解特征（三）硫的氧化物（四）亞硫酸、硫酸、硫代硫酸及其鹽的性質(zhì)四、氮族元素（一）氮族元素的通性；氮分子的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性；氨和銨鹽的性；硝酸、亞硝酸及其鹽。（二）磷、砷及其化合物，磷的單質(zhì)及其化合物；磷酸酸性、縮合性及磷酸鹽的溶解性（三）砷的單質(zhì)、氫化物、氧化物、含氧酸及其鹽五、碳和硅（一）碳及其化合物，碳的同素異性體，碳的氧化物，碳酸及碳酸鹽的性質(zhì)（二）硅及其化合物，硅及單質(zhì)，二氧化硅、硅酸及硅酸鹽的結(jié)構(gòu)及基本性質(zhì)六、硼（一）硼的單質(zhì)，硼的缺電子特征（二）乙硼酸的結(jié)構(gòu)，硼砂與硼酸的性質(zhì)，鹵化硼，硼和硅的相似性正確角線規(guī)則重點(diǎn)：氯的含氧酸及其鹽性質(zhì)變化規(guī)律，臭氧的結(jié)構(gòu)特征和亞硫酸、硫酸、硫代硫酸及其鹽的性質(zhì)和應(yīng)用，氮分子的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性難點(diǎn)：硼的缺電子特征第十一章金屬元素（一）堿金屬和堿土金屬堿金屬和堿土金屬的存在和制備；堿金屬和堿土金屬化合物，氫化物和氧化物的類型和性質(zhì)氫氧化物的酸堿性、水溶性變化規(guī)律；鋰和鈹?shù)臍溲趸锾厥庑凿X及其化合物鋁的存在及制備鋁的氧化物和氫氧化物的酸堿性鋁鹽和鋁酸鹽，鋰和鎂鈹和鋁的相似性錫和鉛錫和鉛的化合物，錫和鉛氧化物、氫氧化物的酸堿性，錫鹽和鉛鹽的水解性和溶解性錫（Ⅱ）的還原性和鉛（Ⅳ）的氧化性銻和鉍（一）銻和鉍的化合物，銻和鉍的氧化物及其水化物的酸堿性（二）鉍(Ⅴ)氧化性，銻和鉍鹽的水解性和溶解性重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)和難點(diǎn)：堿金屬和堿土金屬的通性，錫（Ⅱ）的還原性和鉛（Ⅳ）的氧化性第十二章金屬元素（二）一、過(guò)渡元素的通性（一）過(guò)渡元素在周期表中的位置及其原子價(jià)電子層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)（二）過(guò)渡元素的通用性二、鉻（一）鉻的氧化物和氫氧化物的酸堿性；（二）鉻（Ⅲ）化合物的還原性和鉻（Ⅳ）化合物的氧化性；鉻酸鹽和重鉻酸鹽的互變性；重鉻酸鈉和（重鉻酸鉀）的制備。三、錳（一）錳的氧化物和氫氧化物的酸堿性（二）錳（Ⅱ）化合物及Mn2+的鑒定；錳(Ⅳ)化合物的氧化還原性；錳（Ⅵ）化合物的歧化反應(yīng)（三）錳（Ⅶ）化合物的氧化性及溶液酸堿性對(duì)其影響。四、鐵、鈷、鎳（一）鐵、鈷、鎳氧化物和氫氧化物的酸堿性、水溶性、氧化還原性（二）鐵（Ⅱ）鹽、鈷（Ⅱ）鹽、鎳（Ⅱ）鹽、鐵（Ⅲ）鹽及Fe2+、Co2+、Ni2+、Fe3+鑒定；鐵、鈷、鎳的配合物（氨和配合物、氰配合物、羰基配合物）五、銅、銀（一）銅、銀氧化物和氫氧化物的性質(zhì)（二）銅、銀的重要鹽類（硫酸銅、氯化銅、硝酸銀）（三）銅、銀、金的配合物；銅（Ⅰ）和銅（Ⅱ）的相互轉(zhuǎn)化。六、鋅、鎘、汞（一）鋅、鎘、汞的氧化物和氫氧化物（二）鋅、鎘、汞的重要鹽類；汞（Ⅰ）和汞（Ⅱ）的相互轉(zhuǎn)化；鎘和汞的污染與防治。重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)和難點(diǎn)：鉻（Ⅲ）化合物的還原性和鉻（Ⅳ）化合物的氧化性；錳（Ⅵ）化合物的歧化反應(yīng)；錳（Ⅶ）化合物的氧化性及溶液酸堿性對(duì)其影響；銅（Ⅰ）和銅（Ⅱ）的相互轉(zhuǎn)化；汞（Ⅰ）和汞（Ⅱ）的相互轉(zhuǎn)化。第十三章金屬元素（三）一、第五、第六周期d區(qū)金屬的基本特征。二、鋯、鉬、鎢及鉑系金屬的單質(zhì)、氧化物、鹵化物及配合物的性質(zhì)和重要用途。三、鑭系和錒系元素的電子構(gòu)型與性質(zhì)，鑭系收縮的實(shí)質(zhì)。重點(diǎn)和難點(diǎn)：掌握同多酸、雜多酸及其鹽的概念，鑭系收縮的實(shí)質(zhì)及其對(duì)鑭系化合物性質(zhì)的影響第十四章定量分析概論一、概述二、分析化學(xué)中的誤差。三、有效數(shù)字及其運(yùn)算規(guī)則。四、滴定分析法概述。五、標(biāo)準(zhǔn)偏差，少量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理，提高分析結(jié)果準(zhǔn)確度的方法。重點(diǎn)重點(diǎn)：分析化學(xué)中的誤差概念，有效數(shù)字及運(yùn)算規(guī)則難點(diǎn)：標(biāo)準(zhǔn)偏差，少量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理第十五章酸堿滴定法一、概述二、分布分?jǐn)?shù)δ的計(jì)算。三、質(zhì)子條件與pH的計(jì)算。四、酸堿緩沖溶液。五、酸堿指示劑。六、酸堿滴定基本原理。七、終點(diǎn)誤差。八、酸堿滴定法的應(yīng)用。重點(diǎn)和難點(diǎn)：質(zhì)子條件與pH的計(jì)算，酸堿緩沖溶液，酸堿滴定基本重點(diǎn)和難點(diǎn)：質(zhì)子條件與pH的計(jì)算，酸堿緩沖溶液，酸堿滴定基本原理，終點(diǎn)誤差，酸堿滴定法的應(yīng)用第十六章絡(luò)合滴定法一、分析化學(xué)中常用的絡(luò)合物。二、絡(luò)合物的平衡常數(shù)。三、副反應(yīng)系數(shù)和條件穩(wěn)定常數(shù)。四、金屬離子指示劑。五、絡(luò)合滴定法的基本原理。六、絡(luò)合滴定中酸度的控制。七、提高絡(luò)合滴定選擇性的途徑。八、絡(luò)合滴定方式及其應(yīng)用。重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)和難點(diǎn)：副反應(yīng)系數(shù)和條件穩(wěn)定常數(shù)，金屬離子指示劑，絡(luò)合滴定法的基本原理，絡(luò)合滴定中酸度的控制，絡(luò)合滴定方式及其應(yīng)用第十七章氧化還原滴定法一、氧化還原平衡。二、氧化還原滴定原理（。三、氧化還原滴定前的預(yù)處理。四、氧化還原滴定法的應(yīng)用。重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)和難點(diǎn)：氧化還原平衡，氧化還原滴定原理，氧化還原滴定法的應(yīng)用第十八章重量分析法和沉淀滴定法一、重量分析法概述二、沉淀的溶解度及其影響因素。三、沉淀的類型和沉淀的形成過(guò)程。四、影響沉淀純度的主要因素。五、沉淀?xiàng)l件的選擇。六、重量分析中的換算因素。七、沉淀滴定法。八、滴定分析小結(jié)。重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)和難點(diǎn)：沉淀的溶解度及其影響因素，重量分析中的換算因素，沉淀滴定法，滴定分析小結(jié)四、課程各教學(xué)環(huán)節(jié)要求（一）該課程為理論課，以課堂講授為主，輔以課堂討論、集體答疑和課后個(gè)別答疑。課堂教學(xué)：97學(xué)時(shí)，課堂討論10學(xué)時(shí)，習(xí)題課19學(xué)時(shí)。教學(xué)上主要以課堂教學(xué)為主，并輔助以各章知識(shí)點(diǎn)精講，課外以學(xué)生自學(xué)為主。（二）在教學(xué)方法上，注重啟發(fā)式教學(xué)和互動(dòng)式教學(xué)，采用舉例、對(duì)比、推理和歸納、及課堂討論等方法，引導(dǎo)學(xué)生積極思維，理解和掌握課程的基本思路和要點(diǎn)。通過(guò)適當(dāng)簡(jiǎn)介無(wú)機(jī)和分析化學(xué)的新進(jìn)展，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。（三）課前預(yù)習(xí)，課堂聽(tīng)講和討論，課后復(fù)習(xí)和完成作業(yè)?？偝煽?jī)考核方案考核項(xiàng)目平時(shí)成績(jī)期末筆試成績(jī)課堂討論課堂提問(wèn)作業(yè)滿分403030100在總成績(jī)中所占比例30％70％五、學(xué)時(shí)分配章節(jié)主要內(nèi)容各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配作業(yè)題量備注講授實(shí)驗(yàn)討論習(xí)題課外其它小計(jì)

一

緒論11

二化學(xué)熱力學(xué)初步6286

三化學(xué)反應(yīng)速率

445

四化學(xué)平衡444

五酸堿平衡沉淀溶解平衡

4265

六氧化還原反應(yīng)

5278