無機與分析化學InorganicandAnalyticalChemistry教學大綱學分數4適用專業食品科學與工程使用教材（按作者、教材名稱、出版社、出版年月順序填寫）南京大學等主編，《無機及分析化學》第五版，高教出版社2015年8月；南京大學《無機及分析化學》編寫組，《無機及分析化學實驗》（第五版），高等教育出版社，2015年8月；教學參考資料（按作者、參考資料名稱、出版者、出版年月順序填寫；填寫的教學參考資料應不少于三種）1、王運，胡先文，《無機及分析化學》第四版，科學出版社有限責任公司，2016年7月；2、董元彥，王運，張方鈺，《無機及分析化學》第三版，科學出版社，2016年1月；3、劉永紅，《無機及分析化學實驗》，科學出版社，2016年9月；4、陳虹錦，《無機及分析化學》，科學出版社，2002年；5、呼世斌，黃薔蕾，《無機及分析化學》，高等教育出版社，2005年；6、董元彥，《無機及分析化學學習指導（第二版）》，科學出版社，2011年；7、武漢大學，《分析化學(第四版)》，高等教育出版社，2000年。一、概述1、課程定位與性質《無機與分析化學》是闡述化學變化和分析測試基本知識、基本原理的一門基礎性學科，是農科類、理科類、食品科學與工程類及生物類等各專業本科生的必修基礎課程。本課程全面、系統地介紹化學的基礎知識和基本理論，為學生進一步學習相關專業基礎課和專業課打下基礎，同時訓練學生掌握分析測量的基本要求。本課程教學以提高人才素質為核心，以培養學生創新能力為目的，密切聯系現代科技前沿和科技實踐，注重培養學生的科學思維方法和樹立辯證唯物主義世界觀，提高學生分析問題和解決問題的能力。2、課程教學目標使學生系統的掌握掌握溶液與膠體、化學熱力學、化學平衡、化學動力學的基本理論，理解化學反應的基本原理。掌握原子結構、分子結構基本理論，理解物質結構與物質性質的關系。掌握溶液中的四大平衡規律，掌握以四大平衡為基礎的化學分析的基本原理和方法。了解配位化學、電化學、生命元素化學的基礎知識。了解本課程內容在生物學、制藥和化工中的應用，培養學生科學的思維方法。3、課程適用專業、年級、開課時間本課程適用于食品科學與工程專業一年級，第一學期開課。二、教學內容與學時分配1、各章課時分配表。章節講授內容講授學時第一章氣體和溶液6第二章化學熱力學初步4第三章化學平衡和化學反應速率4第四章解離平衡4第五章氧化還原反應4第六章原子結構2第七章分子結構6第八章配位化合物4第十六章定量分析化學概論1第十七章定量分析誤差和分析結果的數據處理3第十八章重量分析2第十九章滴定分析法6第二十章比色法和分光光度法2合計48另有實驗32學時實驗次序實驗名稱學時實驗一化學實驗基礎知識和基本操作4實驗二氫氧化鈉、鹽酸溶液的配制與酸堿滴定6實驗三醋酸標準解離常數和解離度的測定4實驗四EDTA標準溶液的配制與標定4實驗五蛋殼中鈣、鎂含量的測定（配位滴定法）4實驗六自來水中氯含量測定4實驗七鐵的比色測定（鄰菲羅啉分光光度法）6合計322、第一章氣體和溶液學時6主要內容：（1）氣體（2）溶液教學要求：（1）了解理想氣體狀態方程，掌握道爾頓分壓定律。（2）掌握溶液中物質的量濃度、質量摩爾濃度、物質的量分數、質量分數的計算及相互間的換算。（3）掌握難揮發非電解質稀溶液的依數性及其應用。（4）了解分散體系的類型，掌握膠體分散體系的基本特性。（5）了解溶膠的性質，了解離子交換吸附的特點，掌握膠團結構概念和膠體帶電的原因，了解膠團的擴散雙電層結構，了解電動電勢及其與溶膠穩定性的關系。（6）了解溶膠動力學穩定性和熱力學不穩定性的原因，了解電解質對溶膠的聚沉作用。重點、難點：[重點]：道爾頓分壓定律，化學反應中的能量關系。分散系的概念、稀溶液依數性及計算公式；膠團結構和影響溶膠穩定性和聚沉的因素。[難點]：蒸汽壓；滲透壓。引起稀溶液依數性的原因；膠團結構。化學反應中的能量關系。其它教學環節：習題講解3、第二章化學熱力學初步學時4主要內容：反應熱、焓和焓變；熱化學方程式；生成焓；蓋斯定律。教學要求：化學反應中的能量關系：了解熱力學第一定律：環境與體系、狀態與狀態函數、內能、功和熱。掌握化學反應的熱效應和焓變，掌握蓋斯定律，掌握標準焓變與標準生成焓。重點、重點、難點：[重點]：狀態函數的性質；焓和焓變；自由能和自由能變；反應熱和自由能變的含義及其計算；自發性判據。[難點]：焓、熵、自由能的概念；利用吉布斯自由能判斷過程的自發性。其它教學環節：習題講解4、第三章化學平衡和化學反應速率學時4主要內容：（1）化學反應速率（2）化學反應速率簡介（3）影響化學反應速率的主要因素（4）化學平衡（5）化學平衡的移動（6）反應速率與化學平衡的綜合應用教學要求：（1）化學反應速率：了解化學反應速率的定義，了解化學反應速率理論，熟悉影響化學反應速率的主要因素（2）化學平衡：了解化學平衡，經驗平衡常數，掌握標準平衡常數，（3）化學平衡的移動：掌握濃度、壓力、溫度對化學平衡的影響，熟練掌握有關K標準的計算，了解化學平衡在生產中的運用。重點、難點：[重點]：速率方程式的建立、平衡常數K，影響化學平衡的因素[難點]：化學反應速率和活化能，平衡常數及平衡的移動。其它教學環節：習題講解5、第四章解離平衡學時4主要內容：（1）酸堿理論（2）弱酸弱堿的解離平衡（3）強電解質溶液理論（4）緩沖溶液（5）沉淀溶解平衡教學要求：電離平衡原理；酸堿質子理論；質子條件式；水溶液中pH值的計算；酸堿指示劑的變色原理和選擇；了解酸堿理論，掌握弱酸弱堿的解離平衡；緩沖溶液；沉淀溶解平衡。溶度積原理：溶度積常數；溶度積和溶解度的關系；溶度積規則及其應用：溶度積規則；沉淀的生成；分步沉淀；沉淀的溶解。重點、難點：[重點]：弱酸弱堿的解離平衡；緩沖溶液；沉淀溶解平衡[難點]：緩沖溶液pH計算及應用其它教學環節：習題講解6、第五章氧化還原反應學時4主要內容：（1）基本概念（2）氧化還原方程式的配平（3）電極電勢（4）電極電勢的應用（5）元素電勢圖及其應用教學要求：了解氧化還原反應基本概念；掌握氧化還原方程式的配平，電極電勢的計算及應用。重點、難點：[重點]：氧化還原方程式的配平，電極電勢的計算及應用。[難點]：電極電勢的計算其它教學環節：習題講解7、第六章原子結構學時2主要內容：（1）原子核外電子的運動狀態：玻爾的原子結構理論；電子的波粒二象性；波函數和原子軌道；概率密度和電子云圖形；四個量子數（2）原子核外電子排布與元素周期律：多電子原子軌道的能級；基態原子中電子的排布；原子的電子結構和元素周期律（3）元素性質的周期性：有效核電荷；原子半徑；電離能；電子親和能；電負性；元素的金屬性與非金屬性；元素的氧化值教學要求：（1）了解核外電子運動的特性——波粒二象性、量子化、波函數ψ與原子軌道，幾率與幾率密度及其表示法，原子軌道和電子云角度分布圖（2）掌握四個量子數的物理意義，相互關系及合理組合（3）掌握單電子原子、多電子原子能級，了解鉆穿效應、屏蔽效應對能級高低的影響；掌握核外電子排布的原理，能熟練寫出一般元素原子核外電子排布式（4）了解原子結構與同期系的關系及元素基本性質（原子半徑、電離能、電子親合能、電負性）的變化規律重點、難點：[重點]：四個量子數；核外電子的排布；元素性質變化的周期性；價鍵理論；雜化軌道理論及其應用；分子間作用力和氫鍵。[難點]：核外電子運動狀態的描述；電子排布的特例；雜化軌道理論和分子空間構型。其它教學環節：習題講解8、第七章分子結構6學時（課堂講授學時）主要內容：（1）離子鍵：離子鍵的形成和特征；離子的特性（2）共價鍵理論：共價鍵的形成；現代價鍵理論的要點；共價鍵的特征；共價鍵的類型（σ鍵和π鍵）；鍵參數（3）雜化轉道理論與分子的幾何構型：雜化理論概要；雜化理論類型與分子幾何構型的關系（4）分子間力和氫鍵：分子的極性與變形性；分子間力；氫鍵（5）晶體結構：晶體概述；晶體的類型；離子極化教學要求：了解離子鍵、共價鍵理論的要點；掌握雜化軌道理論要點、雜化軌道類型與分子幾何構型；了解分子間力和氫鍵；了解晶體結構重點、難點：[重點]：離子鍵、共價鍵理論、雜化軌道理論與分子的幾何構型[難點]：雜化軌道理論與分子的幾何構型9、第八章配位化合物4學時（課堂講授學時）主要內容：（1）配位化合物的組成和定義（2）配位化合物的類型和命名（3）配位化合物的異構現象（4）配位化合物的化學鍵本質（5）配位解離平衡教學要求：了解配位化合物的組成和定義；配位化合物的類型和命名；配位化合物的異構現象。掌握配位化合物的化學鍵本質；配位解離平衡。重點、難點：[重點]：配合物的命名和基本特點。[難點]：配位平衡的基本原理其它教學環節：習題講解10、第十六章定量分析化學概論學時1主要內容：（1）分析化學的任務和作用；定量分析的方法；定量分析的一般程序（2）滴定分析法：滴定分析過程與分類；滴定反應條件和滴定方式；標準溶液和基準物質教學要求：（1）了解分析化學的目的、任務、作用，分析方法的分類，定量分析的一般程序（2）掌握誤差的分類、來源、減免方法，準確度、精密度的概念及其表示方法（3）了解提高分析準確度的方法，可疑值的取舍方式（4）掌握有效數學的概念及運算規則（5）掌握滴定分析中的基本概念，標準溶液、化學計量點、指示劑、滴定終點、滴定誤差（6）掌握滴定分析法的分類、滴定方式、滴定分析對滴定反應的要求（7）掌握標準溶液濃度表示方法，標準溶液的配制及標定方法8.掌握滴定分析計算方法重點、難點：[重點]：有效數字在分析實踐中的運用；標準溶液的表示方法及配制、標定方法；滴定分析計算。[難點]：分析數據的處理和有效數字的計算；滴定度的計算。其它教學環節：習題講解11、第十七章定量分析誤差和分析結果的數據處理3學時（課堂講授學時）主要內容：定量分析的誤差：有效數字及運算規則；誤差產生及其表示方法；提高分析結果準確度的方法；可疑數據的取舍教學要求：掌握定量分析的誤差：有效數字及運算規則；誤差產生及其表示方法；提高分析結果準確度的方法；可疑數據的取舍。重點、難點：[重點]：誤差的基本概念及減免方法；[難點]：其它教學環節：習題講解12、第十八章重量分析2學時主要內容：（1）重量分析法概述：重量分析法的分類和特點；重量分析法的主要操作過程；重量分析法對沉淀的要求；（2）影響沉淀純度的因素和沉淀條件的選擇：影響沉淀純度的因素；沉淀條件的選擇（3）沉淀滴定法：概述；摩爾法；佛爾哈德法；法楊司法；應用實例教學要求：了解重量分析法的分類和特點；影響沉淀純度的因素和沉淀條件的選擇：影響沉淀純度的因素；沉淀條件的選擇。掌握重量分析法的主要操作過程；重量分析法對沉淀的要求；重點、難點：[重點]：沉淀滴定法[難點]：影響沉淀純度的因素和沉淀條件的選擇：影響沉淀純度的因素；沉淀條件的選擇其它教學環節：習題講解13、第十九章滴定分析法6學時主要內容：（1）酸堿滴定法（2）配位滴定法（3）氧化還原滴定法教學要求：掌握酸堿滴定曲線；一元強酸堿的滴定和多元酸（堿）分步滴定。沉淀滴定法。配位平衡，酸效應、酸效應系數和酸效應曲線；條件穩定常數；EDTA滴定法的基本原理。電極電勢的應用；Nernst方程的應用；高錳酸鉀法、碘量法和重鉻酸鉀法。質子條件；各類溶液體系pH值的計算。溶度積規則；分步沉淀；沉淀溶解度的計算。價鍵理論中內、外軌及高、低自旋等概念；配位平衡中的有關計算；酸效應曲線及其應用。Nernst方程的應用；電勢圖及其應用；氧化還原滴定曲線；碘量法。重點、難點：[重點]：酸堿滴定曲線；一元強酸堿的滴定和多元酸（堿）分步滴定。沉淀滴定法。配位平衡，酸效應、酸效應系數和酸效應曲線；條件穩定常數；EDTA滴定法的基本原理。電極電勢的應用；Nernst方程的應用；高錳酸鉀法、碘量法和重鉻酸鉀法。[難點]：質子條件；各類溶液體系pH值的計算。溶度積規則；分步沉淀；沉淀溶解度的計算。價鍵理論中內、外軌及高、低自旋等概念；配位平衡中的有關計算；酸效應曲線及其應用。Nernst方程的應用；電勢圖及其應用；氧化還原滴定曲線；碘量法。14、第二十章比色法和分光光度法2學時主要內容：（1）吸光光度法的基本概念及其方法特點，吸收曲線的概念及其應用（2）光的吸收定律，吸光系數和摩爾吸光系數，比爾定律的偏離情況，朗伯比爾定律的應用原理（3）顯色反應的概念，顯色條件的選擇原理（4）吸光光度法應用教學要求：（1）了解吸光光度法的基本概念及其方法特點，掌握吸收曲線的概念，了解其應用（2）掌握光的吸收定律，掌握吸光系數和摩爾吸光系數，了解比爾定律的偏離情況，掌握朗伯比爾定律的應用原理（3）掌握顯色反應的概念，了解顯色條件的選擇原理（4）了解吸光光度法應用重點、難點：[重點]：朗伯比爾定律；吸光系數；單一組分的分析。[難點]：吸光光度分析的測量條件控制和測量誤差；多組分分析及示差法。實驗一實驗編號：07200114-1實驗名稱：化學實驗基礎知識和基本操作實驗學時：4試驗類別：驗證性實驗性質：必做實驗目的：1.熟悉化學實驗安全知識及規則規范并在以后實驗操作中嚴格執行；2.掌握實驗的基本操作、基本技術和基本技能，學習并掌握基礎化學基本理論和基本知識。（常用儀器設備的使用方法）實驗內容：1.化學實驗基本操作1)儀器的洗滌和干燥2)基本度量儀器的使用方法3)加熱與冷卻操作4)試劑及其取用5)沉淀及沉淀與溶液的分離2.實驗室常用儀器及其使用1)天平的使用2)pHS-4CT酸度計3)離心機的使用3.數據處理1)有效數字2)誤差4.操作練習：固體試樣的稱量，溶解，減壓過濾以及離心分離的操作。主要儀器：燒杯、錐形瓶、量筒、吸量管、容量瓶、漏斗、布氏漏斗、表面皿、試劑瓶、干燥器、稱量瓶、滴定管、電子分析天平分析天平、離心機。實驗二實驗編號：07200114-2實驗名稱：氫氧化鈉、鹽酸溶液的配制與酸堿滴定實驗學時：6試驗類別：驗證性實驗性質：必做實驗目的：1.掌握配制一定濃度氫氧化鈉、鹽酸溶液的方法。2.掌握酸式、堿式滴定管的洗滌、涂油、排氣泡及檢漏等方法。3.學會酸式、堿式滴定管的使用方法。4.學會正確把握滴定終點。5.掌握有效數字、精密度和準確度的概念。實驗內容：1.準備實驗用品。2.配制0.1mol/L氫氧化鈉溶液。3.配制0.1mol/L鹽酸溶液。4.以酚酞為指示劑用氫氧化鈉溶液滴定鹽酸溶液。5.以甲基橙為指示劑用鹽酸溶液滴定氫氧化鈉溶液。主要儀器：酸式滴定管、堿式滴定管、滴定管架、容量瓶、小燒杯、錐形瓶、移液管。實驗三實驗編號：07200114-3實驗名稱：醋酸標準解離常數和解離度的測定實驗學時：4試驗類別：驗證性實驗性質：必做實驗目的：1.掌握試劑的量取及定容操作2.掌握測定醋酸電離常數和電離度的方法。3.加深對弱電解質解離平衡的理解。4.學會酸度計的使用方法。5.練習滴定的基本操作及溶液濃度的配制實驗內容：實驗內容：1.醋酸標準解離常數和解離度的測定。1) 配制不同濃度的醋酸溶液。2) 醋酸溶液的pH測定2.未知弱酸標準解離常數的測定。主要儀器：酸度計、堿式滴定管、容量瓶、小燒杯、錐形瓶、滴定管架、移液管。實驗四實驗編號：07200114-4實驗名稱：EDTA標準溶液的配制與標定實驗學時：4試驗類別：驗證性實驗性質：必做實驗目的：1.掌握EDTA標準溶液的配制和標定方法。2.學會判斷配位滴定的終點。3.了解緩沖溶液的應用。4.掌握配位滴定的基本原理、方法和計算。5.掌握鉻黑T、鈣指示劑的使用條件和終點變化。實驗內容：1.準備實驗用品。2.0.01mol/LEDTA的配制。3.0.01mol/LCa2+標準溶液的配制。4.EDTA濃度的標定主要儀器：分析天平、酸式滴定管、容量瓶、移液管。實驗五實驗編號：07200114-5實驗名稱：蛋殼中鈣、鎂含量的測定（配位滴定法）實驗學時：4試驗類別：驗證性實驗性質：必做實驗目的：1.學習預處理的意義及常用方法。2.加深對配位滴定的掌握，加深對鉻黑T、鈣指示劑的使用條件和終點變化的掌