无机与分析化学(下)
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—— 课程团队
课程概述

《无机与分析化学》是高等学校化工等专业的化学基础课,它是培养化工、轻化和材料等专业工程技术人才整体知识结构的重要组成部分,也是培养学生严格、认真和实事求是的科学态度;精密、细致的科学实验技能;观察、分析和判断问题的能力的一个必不可少的环节。本课程的教学目的是使学生具备科学技术工作者应有的基本素质。本课程也是大工程观教学体系的组成部分。

《无机与分析化学》慕课是以常州大学无机与分析化学教研室主编的《无机与分析化学》(第二版)教材为蓝本设计,包括两门独立课程,其中无机与分析化学(上)慕课设计学时为32学时,讲授教材中前半部内容,包括化学平衡,定量分析概论,酸碱平衡和酸碱滴定法,沉淀平衡和沉淀滴定法,原子结构部分内容。无机与分析化学(下)慕课设计学时为40学时,主要讲授氧化还原平衡与氧化还原滴定,化学键和分子结构,配位平衡与配位滴定和元素化学部分内容。

授课目标
1、培养学生严格、认真和实事求是的科学态度。 2、培养学生观察、分析和判断问题的能力。 3、培养学生具备科学技术工作者应有的基本素质。
课程大纲

教学内容:

第六章  氧化还原平衡和氧化还原滴定法支持课程目标123

1基本内容氧化数;氧化还原反应离子电子法原电池;电极电势电极电势的能斯特方程;影响电极电势的因素判断原电池的正、负极,计算原电池的电动势;比较氧化剂、还原剂的相对强弱;选择合适的氧化剂和还原剂;判断氧化还原反应进行的次序;判断氧化还原反应进行的方向;判断氧化还原反应进行的程度;溶度积常数的测定和计算元素电势图;元素电势图的应用氧化还原滴定法的特点;条件电极电势与条件平衡常数;氧化还原滴定曲线; 氧化还原滴定指示剂;氧化还原滴定的预处理高锰酸钾法;重铬酸钾法;碘量法氧化还原滴定结果的计算

2重  点据不完全统计,化工生产中约有50%的反应都涉及氧化还原反应,这类反应对于制备新物质、获取化学热能和电能都有重要意义离子-电子法突出了化学计量数的变动是电子得失的结果,反映水溶液中反应的实质,特别对有介质参加的复杂反应配平比较方便化学电源是采用还原剂作负极,氧化剂作正极,在一定介质条件下,利用自发进行的氧化还原反应发电的装置应用能斯特方程计算电极电势,电极的本性、氧化型物种及还原型物种的浓度(或分压)以及温度、溶液酸碱性对电极电势的影响判断物质的氧化还原能力;比较物质氧化还原能力的强弱判断某种物质在水溶液中能否发生歧化反应可以测定许多具有氧化还原性质的金属离子、阴离子和有机化合物,而且某些非变价元素也可以通过与氧化剂或还原剂发生其他反应间接地进行测定,如土壤有机质、水中耗氧量、水中溶解氧的测定等氧化还原滴定剂的种类很多,氧化还原能力强度各不相同,可以根据待测物质的性质来选择合适的滴定剂计算氧化还原滴定的结果

要求学生掌握氧化还原反应的基本概念包括:氧化和还原、氧化数、氧化还原电对、氧化还原半反应掌握离子-电子法配平氧化还原方程式了解原电池的形成过程、工作原理、原电池的电池符号、电极反应、电池反应及电池符号与化学反应对应关系;了解电极电势与电池电动势的关系;理解标准还原电势和标准氢电极掌握能斯特方程式及其电极电势的计算;掌握常见实用电极的能斯特方程式会选择合适的氧化剂和还原剂、能判断原电池正负极;会计算电动势;会判断电池反应的方向、计算氧化还原反应的程度了解元素电势图及其应用理解条件电极电势;了解氧化还原反应程度与条件电极电势的关系,了解条件平衡常数的计算方法,了解氧化还原滴定的样品预处理及避免副反应的方法,了解反应速率对氧化还原滴定的影响,掌握氧化还原滴定过程中电极电势的计算,会计算对称电对间滴定的化学计量点的电极电势,掌握氧化还原滴定突跃的影响因素,了解氧化还原指示剂的变色原理和变色范围、氧化还原指示剂选择、自身指示剂和专属指示剂熟悉高锰酸钾法、碘法和重铬酸钾法掌握氧化还原滴定的结果计算。

第八章  化学键和分子结构支持课程目标2

1基本内容离子键理论价键理论;杂化轨道理论;分子轨道理论分子间力、氢键和分子晶体

2重  点会用所学离子键理论的知识,解释比较离子晶体的硬度和熔点等性能的大小和高低会用共价键理论知识, 解释分子(离子)的空间构型和性质的关系会用分子间力和氢键, 说明物质的聚集状态和对物理性质的影响

要求学生了解离子键的形成和特征;了解离子的电子层结构特征;了解三种典型的AB型离子晶体的结构特征;了解离子极化及其对晶体构型和物质性质的影响;了解晶格能对离子晶体硬度和熔点的影响了解共价键的形成、特征和类型;了解化学键参数;会用杂化轨道理论说明分子(离子)的空间构型;初步了解分子轨道理论;会用分子轨道理论说明同核双原子分子(离子)的稳定性、磁性;了解分子的极性和分子的极化会用分子间力说明物质的聚集状态和物理性质的影响;了解氢键的形成和特性、氢键对物质性质的影响

第九章  配位平衡和配位滴定支持课程目标123

1基本内容配合物的组成和命名配合物价键理论配位平衡鳌合物;DTA的性质及其配位滴定;影响EDTA配合物稳定性的因素配位滴定曲线金属指示剂;配位滴定的方式和应用

2重  点会用价键理论知识, 解释配合物的空间构型和性质的关系涉及四大平衡的有关反应的平衡组分、及平衡常数等的计算能力依据数据判断有关反应进行方向的能力初步具备设计分析测试多种组分含量的实验方案的能力

要求学生掌握配位化合物的基本概念了解配合物的系统命名了解配位化合物的价键理论掌握配位平衡的平衡常数的各种表示方法;会对配体浓度大大过量的配位平衡进行计算;掌握配位平衡与酸碱平衡、配位平衡与沉淀平衡、配位平衡与氧化还原反应、配离子之间的转化平衡的有关反应方向、平衡组分、电势电势及平衡常数的计算了解螯合物的组成、特性及及应用;了解EDTA的性质及EDTA与金属离子的反应情况;掌握EDTA的酸效应及酸效应系数;了解金属离子的副反应及副反应系数;掌握条件稳定常数、配位滴定pH范围的控制、最低和最高pH的确定了解配位滴定曲线、滴定突跃及影响因素;会计算终点的pMpM’掌握金属指示剂的作用原理及配位滴定对金属指示剂的要求;了解指示剂的封闭和僵化现象;了解常见金属指示剂的适用对象及使用的pH范围;掌握单组分含量测定的直接滴定法、间接滴定法、返滴定法、置换滴定法。理解用控制酸度的方法进行分别滴定或消除干扰的条件及方法;了解配位滴定中的掩蔽和解蔽方法。

第十章  元素化学(支持课程目标1、23

1.基本内容:s区元素的物理、化学性质周期性变化的特点碱金属和碱土金属的化学性质ROH 经验规则,对角线规则硼、铝、碳、硅、锡、铅的化合物性质;硼烷的结构过渡元素的通性:电子层结构,原子半经,各种氧化值,水合离子的颜色,配合性,磁性,催化性铬的电位图,氧化物、氢氧化物的酸碱性、三价和六价铬的互相转化、铬酸盐和重铬酸盐的互相转化、重铬酸盐的氧化性锰的电位图,FeCoNiII)离子的还原性和(III)离子氧化性的比较和常见配合物的颜色和性质

2.重  点:了解漂白剂的分类,漂白粉的组成,能够判断常见化合物的酸碱性了解碳的多种同素异形体,了解硼族元素的缺电子性质能够说出常见水合金属离子及配合物离子的颜色了解铬酸盐和重铬酸盐的互相转化能够指出常见的高锰酸钾,重铬酸钾等催化剂在日常生活及化学化工上的应用

要求学生了解s区元素的物理、化学性质周期性变化的特点碱金属和碱土金属的化学性质,常见化合物的性质及应用了解硼族,碳族元素的单质性质;掌握硼、铝、碳、硅、锡、铅的化合物性质了解过渡元素的通性:电子层结构,原子半经,各种氧化值,水合离子的颜色,配合性,磁性,催化性了解铬的电位图,氧化物、氢氧化物的酸碱性、三价和六价铬的互相转化、铬酸盐和重铬酸盐的互相转化、重铬酸盐的氧化性了解锰的电位图;掌握MnSO4MnO2K2MnO4KMnO4的氧化还原性,介质对KMnO4还原产物的影响掌握FeCoNiII)离子的还原性和(III)离子氧化性的比较,和常见配合物的颜色和性质。

教学进度与学时分配

  教学内容

讲课

实验

上机

合计

第六章  氧化还原平衡和氧化还原滴定法

10

 

 

 

第八章  化学键和分子结构

8

 

 

 

第九章  配位平衡和配位滴定

10

 

 

 

第十章  元素化学

10

 

 

 

总复习

2

 

 

 

合计

40

 

 

 





预备知识

高中化学

证书要求

课程的总成绩为100分,其中平时学习占比40%,论坛占比10%,期末考试占比50%。

总分达到60分至79分为合格,80分至100分为优秀。


参考资料

1、无机化学  第四版   大连理工无机化学教研组编,     高等教育出版社

2、无机化学  第三版   天津大学无机化学教研组编,     高等教育出版社

3、工科无机化学       朱裕贞等编,               华东理工大学出版社

4、分析化学  第四版   华东理工分析化学教研组等编,   高等教育出版社

5、分析化学  第二版   薛华等编,                     清华大学出版社

6、分析化学  (生物学和医学类专业用)   薛华等编,   复旦大学出版社