《分析化學》課程教學大綱

《分析化學》課程教學大綱一、課程基本信息課程名稱：分析化學（AnalyticalChemistry）課程代碼：08S1107B課程性質：專業核心課程課程類別：必修適用專業：化學專業課程學時：總學時60（理論60學時 實踐0學時）課程學分：總學分4（理論4 實踐0）先修課程：無機化學、無機化學實驗、有機化學、有機化學實驗選用教材：《分析化學》上冊(第6版)[M].武漢大學主編.北京：高等教育出版社，2016.參考書目：1.《分析化學》上冊（第4版）[M].華中師范大學等編.北京：高等教育出版社，2011.2.《分析化學習題解答》上冊（第6版）[M].曾百肇，趙發瓊編.北京：高等教育出版社，2018.二、課程目標（一）課程具體目標通過本課程的學習，學生達到以下目標：1.了解分析化學的目的、任務和方法分類，明確滴定分析要求，掌握滴定分析的主要方法和方式。了解分析過程和結果表示的方法，學會溶液的配制與標定，能根據化學計量比進行滴定分析計算，并把分析結果表示成相應的形式，建立起嚴格的“量”的概念。掌握酸堿滴定、配位滴定、氧化還原滴定、沉淀滴定、重量分析法、吸光光度法的基本概念、原理、計算和操作方法?！井厴I要求3學科素養】2.了解分析過程中的誤差來源、表示方法及提高分析結果準確度的方法，學會實驗數據的統計處理，能夠認識到實驗前的準備工作、實驗中的嚴格操作、數據記錄及處理等過程應該遵循的原則和重要性，靈活掌握各種基本運算，給出正確的分析結果。善于反思、發現問題，并從實驗設計和操作中改進?！井厴I要求3學科素養】【畢業要求7學會反思】3.結合試樣的處理方法，能獨立完成采樣和制樣，能根據試樣的特點提出主要采取的措施、方法及注意事項。熟悉常用的分離和富集方法，理解分析全過程的質量保證與質量控制。理解課堂內外自學、小組討論式學習的作用，既能獨立思考，又具備初步的團隊合作精神。結合課程思政教育，在校園生活和學習中踐行愛國主義、環保教育、“原創性”科研、食品安全、平衡心態等理念。【畢業要求3學科素養】【畢業要求6綜合育人】（二）課程目標與專業畢業要求的關系課程目標支撐的畢業要求支撐的畢業要求指標點課程目標1學科素養（H）3-1具有扎實的化學基礎知識、基本理論和實驗技能；3-2把握化學學科知識體系的發展歷史和前沿動態；3-3能從綜合及跨學科的視角認識化學學科與其他學科、社會實踐的相關性，具有整合和利用化學及相關學科知識和方法解決化學教學問題的意識和能力。課程目標2學科素養（H）學會反思（M）3-1具有扎實的化學基礎知識、基本理論和實驗技能；7-2具有主動學習新知識、掌握新技能的意識，具有積極的教學反思能力，養成自主學習的習慣。課程目標3學科素養（H）綜合育人（M）3-1具有扎實的化學基礎知識、基本理論和實驗技能；6-2能結合專業知識和課堂教學傳播正能量，對學生的情感、態度和價值觀進行教育和引導。三、課程學習內容（一）課程學習內容與課程目標的關系課程內容教學方法支撐的課程目標學時安排第一章講授法、案例分析法、課程目標1、2、36第二章講授法、自學法課程目標1、2、34第三章講授法、案例分析法課程目標1、2、36第四章自學法、討論法課程目標1、2、32第五章講授法、案例分析法課程目標1、2、310第六章講授法、案例分析法課程目標1、2、38第七章講授法、案例分析法課程目標1、2、38第八章講授法、案例分析法課程目標1、2、32第九章講授法、案例分析法課程目標1、2、36第十章講授法、案例分析法課程目標1、2、34第十一章講授法、案例分析法課程目標1、2、34全部章節混合式教學法課程目標1、2、3合計60學時（二）具體內容【教學目標】第一章 概論1.了解分析化學的發展、現狀和展望，熟悉分析化學的定義、分類、任務和作用；理解滴定分析對化學反應的要求和滴定方式、掌握基準物質和標準溶液的配制及標定、滴定分析的基本計算。2.掌握基準物質定義、標準溶液的配制及標定，滴定分析的基本計算。3.明確愛國主義在分析化學學習中的意義，打好專業基礎，培養嚴謹、求實的作風。【教學內容】1.分析化學的定義、任務和作用2.分析方法的分類與選擇3.分析化學的發展簡史和發展趨勢4.分析過程及分析結果的表示方法5.滴定分析法概述6.標準物質和標準溶液7.滴定分析中的計算【重點】1.滴定分析對化學反應的要求和滴定方式2.標準溶液的配制及標定3.滴定方法和滴定方式的區別【難點】滴定分析中的計算【教學方法】1.通過相關案例介紹，闡述分析化學的定義、分類、主要任務和解決的問題2.通過多媒體課件與傳統講授相結合，介紹分析化學的發展歷程，闡述滴定分析主要內容，引導學生形成科學的世界觀?！緩土曀伎肌?.溶液中的四大平衡理論分別是哪幾種平衡？2.溶液反應計算的主要依據是什么？3.組分含量常用的表示方法有哪些？【教學目標】第二章 分析試樣的采集與處理1.了解試樣的采集原則，了解不同分析試樣的采集方法和注意事項。2.熟悉分析試樣的制備及溶解、熔融、消化、消解等分解方法，并能根據試樣的不同提出適合的分解方案，完成測定前的預處理。3.樹立科學采樣、制備及分解試樣的觀念，不畏繁瑣、嚴格執行采樣要求與樣品處理過程。【教學內容】1.試樣的采集2.試樣的制備3.試樣的分解4.測定前的預處理【重點】常用的試樣的制備方法【難點】試樣的處理【教學方法】1.通過多媒體課件與傳統講授相結合，讓學生了解各種固、液、氣態樣品的采集方法。2.通過課堂討論，加深學生對試樣不同分解方法的認識與比較。3.采用自學、討論等小組學習形式，引導學生理解學習共同體的作用，并形成初步的團隊協作精神?！緩土曀伎肌?.常用濃鹽酸、濃硫酸和濃硝酸的物質的量濃度計算方法？2.濃氨水濃度的計算方法？3.溶解和熔融的區別是什么？【教學目標】第三章 分析化學中的誤差與數據處理1.了解誤差和偏差、誤差的來源和分類、誤差傳遞規律；了解準確度和精密度的關系；了解隨機誤差的分布規律、正態分布及隨機誤差的區間概率。2.掌握誤差的計算方法，有效數字修約及運算規則，熟練使用顯著性檢驗、異常值檢驗方法以及儀器分析常用的回歸分析法。3.能從主觀上嚴格實驗操作，提高分析結果的準確度；能根據滴定允許的誤差標準，預算實驗中固體、液體的取用量，降低廢液處理成本。【教學內容】1.分析化學中的誤差2.有效數字及其運算規則3.分析化學中的數據處理4.顯著性檢驗5.可疑值取舍6.回歸分析法7.提高分析結果準確度的方法【重點】1.準確度和精密度的關系、誤差和偏差的計算2.有效數字的修約及運算規則3.可疑數據的取舍及顯著性檢驗。4.置信區間【難點】有效數字的修約及運算規則【教學方法】1.通過傳統講授與討論相結合，清晰闡釋誤差的分類、特點、產生原因、表示方法及消除方法，引導學生全面認知誤差，明確準確度和精密度的關系。2.通過多媒體課件與案例分析相結合，引導學生熟悉有效數字運算規則，掌握其在誤差的計算、分析結果的表示中的正確使用，熟悉統計檢驗相關計算。3.通過課堂討論，從不同角度分析各種誤差對分析結果的影響，明確提高分析結果準確度的可行性方法?！緩土曀伎肌?.日常生活中接觸過那些和準確度、精密度相關的案例？2.分析結果的計算中，保留的位數是不是越多越好？【教學目標】第四章 分析化學中的質量保證與質量控制1.了解分析數據的代表性、準確性、精密性、完整性等含義。2.熟悉分析化學中質量保證和質量控制的內容；掌握標準方法和標準物質。3.理解標準、明確分析數據科學性對生產生活及實驗的指導意義，樹立科學的標準理念?！窘虒W內容】1.質量保證與質量控制概述2.分析全過程的質量保證與質量控制3.標準方法與標準物質4.不確定度和溯源性5.實驗室認可及審查認可【重點】分析化學中質量保證和質量控制的內容【難點】數據的代表性、準確性、精密性、完整性等【教學方法】1.通過翻轉課堂學生自學的方式了解質量保證與質量控制、分析全過程的質量保證與質量控制，區分實驗室質量保證、實驗室內質量控制及實驗室間的質量控制方法，理解分析后的質量控制與質量保證。了解實驗室認可、計量認證及審查認可。2.通過討論分析，使學生了解標準方法與標準物質，引導學生認識不確定度和溯源性問題?！緩土曀伎肌?.實驗數據處理的基本要求和主要內容是什么？2.分析質量控制圖的作用、基本原理及使用方法是什么？【教學目標】第五章 酸堿滴定法1.了解活度、活度系數、質子條件和共軛酸堿對；了解多元弱酸（堿）溶液pH值的計算。了解緩沖溶液和緩沖范圍；了解酸堿指示劑及其作用原理；理解酸堿滴定基本原理。2.掌握酸堿平衡常數、分布分數的計算；掌握一元弱酸（堿）溶液pH值的計算、緩沖溶液pH值的計算。熟悉滴定曲線特點和突躍范圍的影響因素，學會選擇合適的指示劑。熟悉終點誤差的計算方法，掌握酸堿滴定法的應用。3.樹立考慮問題要全面，解決問題要有重點的指導思想。通過了解指示劑的化學史，樹立“原創性”科研理念。能對具體問題具體分析，學會用作圖法、控制變量法研究自然規律。【教學內容】1.溶液中的酸堿反應與平衡2.酸堿組分的平衡濃度與分布分數3.酸堿溶液的H+濃度的計算4.對數圖解法5.緩沖溶液6.酸堿指示劑7.酸堿滴定原理8.終點誤差9.酸堿滴定法的應用【重點】1.酸堿平衡常數、分布分數的計算2.一元弱酸（堿）溶液pH值的計算3.緩沖溶液pH值的計算4.酸堿指示劑及其作用原理、指示劑的選擇5.酸堿滴定基本原理6.滴定曲線和影響突躍范圍的主要因素7.酸堿滴定法的應用【難點】1.各種酸堿溶液pH值的計算2.終點誤差的計算【教學方法】1.通過多媒體課件和傳統講授相結合，闡述活度、活度系數、質子條件和共軛酸堿對。2.通過案例講解酸堿平衡常數、分布分數的計算；多元弱酸（堿）溶液pH值的計算、緩沖溶液和緩沖范圍；酸堿指示劑及其作用原理；酸堿滴定基本原理；引導學生掌握酸堿滴定過程中的相關計算及規律。3.通過課堂討論與分析，重點針對不同溶液pH的計算，讓學生認識近似公式的科學性及使用條件。通過誤差分析，認識指示劑選擇的正確方法。能根據不同酸堿研究對象，設計合理的實驗步驟?！緩土曀伎肌?.酸堿指示劑選擇的主要原則和依據各是什么？2.一元酸堿和多元酸堿準確、分步滴定的前提是什么？如何判斷多元酸堿滴定的突躍個數？3.如何配制緩沖溶液？【教學目標】第六章 配位滴定法1.了解配位劑的分類、配合物的分布；理解金屬指示劑作用原理、封閉和僵化現象；了解終點誤差；理解配位滴定中的酸度控制、提高配位滴定選擇性的途徑、最高酸度和最低酸度；熟悉單一離子準確滴定和共存離子分步滴定的條件。2.掌握EDTA的性質；學會配合物分布分數的計算；掌握分析化學中常用的配合物、平衡常數、配合物各種存在形式的分布；掌握酸效應系數、配位效應系數、條件穩定常數；能夠綜合考慮溶液中的各種影響因素，選擇合適的滴定條件；掌握單一離子準確滴定和共存離子分步滴定的條件，掌握配位滴定法的基本原理。3.通過副反應系數，條件穩定常數的學習，借助配位平衡體系的理念，可以大學生個人的自我管理為例，將社會主義核心價值觀24字傳遞給學生，消除和減小各種不利因素，校正自己的心態和行為，構建和諧的人際關系?！窘虒W內容】1.配位滴定中的滴定劑2.配位平衡常數3.副反應系數及條件穩定常數4.配位滴定法的基本原理5.準確滴定與分別滴定判別式6.配位滴定中酸度的控制7.提高配位滴定選擇性的途徑8.配位滴定的方式及其應用【重點】1.EDTA的性質、常用的配位滴定劑2.平衡常數、配合物各種存在形式的分布3.酸效應系數、配位效應系數、條件穩定常數4.配位滴定法的基本原理5.準確定判別式和分別滴定判別式6.最高酸度和最低酸度【難點】1.條件穩定常數2.配位滴定法的基本原理3.單一離子準確滴定和共存離子分步滴定的條件【教學方法】1.通過多媒體課件和傳統講授相結合，闡明配位滴定中的滴定劑、配位平衡常數、副反應系數及條件穩定常數。2.通過案例分析，引導學生認識配位滴定副反應系數的計算方法、配位滴定法的基本原理，熟悉配位滴定的方式及其應用示例。3.通過課堂討論，引導學生認識準確滴定與分別滴定判別式、配位滴定中酸度的控制、提高配位滴定選擇性的途徑，啟發學生學會調節和平衡心態?！緩土曀伎肌?.金屬離子指示劑的作用原理是什么，應具備哪些條件？2.指示劑封閉和僵化有何不同？3.提高配位滴定選擇性的途徑有哪些？【教學目標】第七章 氧化還原滴定法1.了解氧化還原平衡及反應進行的程度；理解標準電極電位、能斯特方程；教學條件電位及其影響因素；了解終點誤差。2.掌握化學計量點時電位的計算及氧化還原滴定結果的計算。3.認識氧化還原滴定原理，設計氧化還原滴定法測定雙氧水、COD檢測等實驗，并結合COD檢測樹立環保理念和支持可持續發展戰略。【教學內容】1.氧化還原平衡2.氧化還原滴定基本原理3.氧化還原滴定中的預處理4.常用的氧化還原滴定法5.氧化還原滴定結果的計算【重點】1.條件電位及其影響因素2.氧化還原滴定基本原理3.化學計量點時電位的計算及氧化還原滴定結果的計算【難點】條件電位及其影響因素【教學方法】1.通過多媒體課件與傳統講授法相結合，闡釋氧化還原平衡及反應進行的程度；理解標準電極電位、能斯特方程特點；學習條件電位及其影響因素；了解終點誤差特點。2.通過案例分析與討論，呈現對稱和不對稱電位突躍范圍特點，學會估計化學計量點電位及突躍范圍。掌握高錳酸鉀法、重鉻酸鉀法、碘量法等經典分析方法，并會解決廢水中的COD檢測等實際問題。3.通過實踐中的應用方法介紹，引導學生逐漸形成將分析化學方法學以致用，并不斷完善現有方法的不足、與時俱進的創新精神?！緩土曀伎肌?.高錳酸鉀標準溶液的配制方法是什么？如何標定？2.碘量法誤差的主要來源有哪些？應如何減小滴定誤差？3.如何設計實驗標定硫代硫酸鈉的濃度？4.如何正確解釋碘量法中，淀粉指示劑的回藍現象？【教學目標】第八章 沉淀滴定法和滴定分析小結1.了解沉淀滴定法的分類及特點；熟悉沉淀滴定平衡相關計算。2.掌握沉莫爾法、佛爾哈德法、法揚司法的原理、條件和測試對象；理解和掌握四種滴定分析方法的相同點和不同點。3.通過對比不同，了解現有分析方法的適用性和有限性，培養發展新方法的理念?！窘虒W內容】1.沉淀滴定法2.滴定分析小結【重點】1.莫爾法2.佛爾哈德法3.法揚司法【難點】沉淀滴定條件的選擇【教學方法】1.通過多媒體課件與傳統講授法相結合，闡釋沉淀滴定法的規律與特點。2.通過案例分析與課堂討論，引導學生全面認識莫爾法、佛爾哈德法、法揚司法的原理，引導學生掌握各方法的使用條件和注意事項，根據給定離子設計實驗步驟。3.通過人名命名分析法，提高學生對自然科學探究的憧憬與追求真理的信念，樹立遠大理想、全面育人的教育觀念。【復習思考】1.鹵化銀沉淀的溶解性如何比較？2.莫爾法的原理是什么？適合滴定哪些離子？3.佛爾哈德法適合在什么樣的介質中進行？返滴定法測Cl-時需要注意什么問題？【教學目標】第九章 重量分析法1.了解重量分析法的分類及特點；了解影響沉淀溶解度的因素和條件溶度積；了解沉淀的類型和沉淀形成過程。2.明確重量分析步驟，掌握換算因數及重量分析結果的計算。3.通過綜合分析影響沉淀純度的因素，對比分析共沉淀和后沉淀的原因及消除方法，理解均勻沉淀法的優點。學會舉一反三、預測實驗步驟等主觀能動性，提高學生的邏輯思維能力?！窘虒W內容】1.重量法概述2.沉淀溶解度及其影響因素3.沉淀的類型和沉淀形成過程4.影響沉淀純度的主要因素5.沉淀條件的選擇6.有機沉淀劑【重點】1.重量分析法的分類及特點2.條件溶度積3.沉淀的類型和沉淀形成過程4.重量因數及重量分析結果計算【難點】影響沉淀溶解度的因素【教學方法】1.通過多媒體課件與傳統講授法相結合，闡釋重量分析法的規律與特點，了解沉淀形式和稱量形式的不同，理解溶解度、溶度積、條件溶度積的相關概念。2.通過案例分析與課堂討論，引導學生全面認識影響沉淀溶解度的因素，晶形沉淀和無定形沉淀的區別、形成條件。3.通過探究分析沉淀不純的因素，引導學生在實驗條件的控制中，重視預分離、沉淀劑的用量、溫度、攪拌、陳化等因素，提高認識水平?！緩土曀伎肌?.什么是固有溶解度？2.什么是條件溶度積，如何計算？3.換算因數如何表示？4.晶形沉淀和無定形沉淀有何不同？5.什么是陳化？其作用有哪些？【教學目標】第十章 吸光光度法1.理解吸收曲線、標準曲線概念；了解光度分析法的誤差、示差吸光光度法；了解雙波長吸光光度法測試樣品，理解和掌握弱酸（堿）解離常數的測定、配合物組成的測定方法。2.掌握光吸收定律；掌握顯色反應及顯色條件的選擇。會使用紫外可見分光光度計、掌握參比溶液的選擇原則。3.通過吸光光度法的學習，認識儀器分析的優點。但經典分析法中的基本操作，仍是現代儀器分析使用的前提。【教學內容】1.物質對光的選擇性吸收和光吸收的基本定律2.分光光度計及吸收光譜3.顯色反應及其影響因素4.吸光光度分析及誤差控制5.其他吸光光度法6.吸光光度法的應用【重點】1.光吸收定律2.吸收曲線、標準曲線概念3.光度分析法的誤差4.光度分析法的儀器5.參比溶液的選擇6.顯色反應及顯色條件的選擇7.弱酸（堿）解離常數的測定、配合物組成的測定【難點】參比溶液的選擇【教學方法】1.通過多媒體課件與傳統講授法相結合，闡釋物質對光的選擇性吸收及光吸收的基本定律、顯色反應及其的條件。2.通過案例分析與課堂討論，引導學生全面認識分光光度計及吸收光譜，引導學生探索儀器的使用方法和注意事項，熟悉標準曲線的繪制及誤差的控制。3.通過弱酸（堿）解離常數的測定、配合物組成的測定，認識儀器分析在實際應用中的潛在價值?！緩土曀伎肌?.什么是吸收光譜？與標準曲線有何不同？2.什么是單色光？什么是互補光？3.什么是朗伯-比爾定律？適用條件是什么？【教學目標】第十一章 分析化學中常用分離和富集方法1.了解沉淀分離法、揮發和蒸餾分離法基本原理。理解液-液萃取分離法、離子交換分離法、液相色譜分離法、氣浮分離法。了解固相萃取分離法、超臨界流體萃取分離法、液膜萃取分離法、毛細管電泳分離法、微波萃取分離法。2.熟悉常用的沉淀分離方法和蒸餾方法、掌握萃取原理、方法及提高萃取效率的方法。3.認識分離方法的多樣性，能根據具體問題選擇合適的分離方法，區分宏觀分離和定性分析分離的不同?！窘虒W內容】1.概述2.氣態分離法3.沉淀分離法4.萃取分離法5.離子交換分離法6.色譜分離法7.電泳分離法8.氣浮分離法9.膜分離【重點】1.沉淀分離法、揮發和蒸餾分離法2.液-液萃取分離法3.離子交換分離法4.色譜分離法【難點】固相萃取分離法【教學方法】1.通過多媒體課件與傳統講授法相結合，闡釋各種分離方法的原理、操作方法及適用條件。2.通過案例分析與課堂討論，引導學生認識、分配比、分配系數等概念，了解液-液萃取效率提高的方法。3.通過展示相應的裝置圖和儀器，提高學生對操作技巧的認識、能根據要解決的問題選擇合適的分離方法?！緩土曀伎肌?.什么是離子交換樹脂的交聯度、交換容量？2.什么是比移值？3.電泳的分離原理是什么？4.什么是萃取效率？如何提高萃取效率？5.什么是鹽析？6.什么是減壓蒸餾？四、考核方式及成績評定（一）定量考核方式與課程目標的關系課程目標考核內容所屬章節占比考核方式評價依據1.了解分析化學的目的、任務和方法分類，明確滴定分析要求，掌握滴定分析的主要方法和方式。掌握酸堿滴定、配位滴定、氧化還原滴定、沉淀滴定、重量分析法、吸光光度法的基本概念、原理、計算和操作方法。基本原理基本概念基本操作基本計算全部章節60%考勤、預習、作業、筆記、視頻平時成績期中成績期末成績60%期中考核60%期末考核2.了解分析過程中的誤差來源、表示方法及提高分析結果準確度的方法，學會實驗數據的統計處理，能夠認識到實驗前的準備工作、實驗中的嚴格操作、數據記錄及處理等過程應該