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中南大学无机化学实验I课程教学大纲
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《无机化学实验教学大纲
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《无机化学实验》教学大纲
课程名称：无机化学实验 实验学时：60
实验学分：2
课程性质：独立授课 实验指导书：《无机及分析化学实验》
适用专业：应用化学专业本科生
开课学期：一年级一、二学期
一、课程简介
化学是一门以实验为基础的中心科学。化学实验教学在化学教学方面起着课堂讲授不能替代的作用。无机化学实验是无机化学课程的重要组成部分，也是检验化学理论正确与否的唯一标准，因此无机化学实验是学习无机化学的一个重要环节，是高等院校应用化学理科和高分子材料专业一年级学生必修的基础课程之一。
化学实验教学主要是培养学生的能力和优良的素质，掌握基本的操作技能、实验技术，学会正确地使用基本仪器测量实验数据，正确地处理数据和表达实验结果；掌握一些无机化合物的制备、提纯和检验方法；进一步熟悉元素及其化合物的重要性质和反应，掌握无机化合物的一般分离和制备方法；加深对化学基本原理和基础知识的理解，培养学生独立思考、分析问题、解决问题和创新能力，培养学生实事求是，严谨认真科学态度，整洁、卫生的良好习惯，巩固和加深对无机化学基本概念和基本理论的理解，为学生继续学好后续的分析化学、有机化学、物理化学和相关专业课程及今后参加实际工作和开展科学研究打下良好的基础。
二、主要仪器设备
真空泵、电导率仪、恒温干燥箱、分光光度计、电子天平、台秤、冰柜、秒表、水浴锅、大气压计
三、实验基本要求与考核
1、课程独立开设，学生在教师的指导下进行实验的实践活动。实验前学生必须认真预习实验内容，写出实验预习报告，指导教师在学生动手实验前，讲解实验的基本原理、基本操作方法、注
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无机化学实验实验教学大纲
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无机化学 课程教学大纲
无机化学&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&课程性质：必修
总 学 时：80（理论学时64 ； 实践学时：16
学&&& 分：5
适用专业：应用化学&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&开课单位：应用化学教研室
先修课程：高等数学；大学物理
一、课程性质、目的
无机化学是应用化学专业的第一门专业基础课。本课程与高中化学课程相衔接，具有重要的承上启下作用，它是培养上述专业高级人才的整体知识结构及能力结构的重要组成部分，同时也是后继化学课程的基础。在学完本课程之后，学生能够：1.
掌握元素周期律、近代物质结构理论、化学热力学、电离平衡、氧化还原等基本原理，以及重要元素和化合物的主要性质、结构、用途；2.
培养对无机化学问题进行理论分析和计算的能力，以及利用参考资料的能力；3.
树立辩证唯物主义和历史唯物主义观点，在科学思维能力上得到训练和培养。
二、课程主要知识点及基本要求
（一）化学反应中的质量关系和能量关系
1. 了解有关热力学的几个常用术语：体系和环境、状态和状态函数、过程和途径、功、热量、内能；
掌握热力学第一定律，理解焓、反应热和热化学方程式，掌握盖斯定律，了解几种热效应（生成热、溶解热、水合热）；
3. 理解化学反应的方向：反应的自发性、熵的初步概念、吉布斯自由能，掌握化学反应等温式；
4. 掌握吉布斯——亥姆霍兹公式的应用；
5. 理解温度对化学平衡的影响。
（二）化学反应的方向、速率和限度
1. 了解化学反应速度表示方法：平均速度和瞬时速度；
2. 理解化学反应机理中一些基本概念如基元反应、复杂反应和反应分子数等；
3. 理解有效碰撞理论，活化能；
4. 掌握浓度对化学反应速度的影响：速度方程和速度常数，反应级数；
5. 掌握温度对化学反应速度的影响——阿累尼乌斯公式；
6. 了解催化剂对化学反应速度的影响。
7. 理解可逆反应和化学平衡的含义；
掌握几种平衡常数的表示方法及意义，掌握有关平衡常数的计算，掌握标准平衡常数的含义；理解多重平衡规则；
9. 理解浓度、压力、温度对化学平衡的影响，了解催化剂不影响平衡移动，了解勒夏特里原理。
（三）酸碱反应和沉淀反应
1. 理解几种酸碱理论：酸碱电离理论，酸碱质子理论，酸碱电子理论；
2. 了解水的电离，掌握水的离子积常数及溶液pH值的计算，了解拉平效应和区分效应；
3. 掌握一元弱酸弱碱的电离，理解多元弱酸的电离，理解强电解质溶液、活度及活度系数；
4. 理解同离子效应，盐效应；
5. 理解缓冲溶液概念，掌握其pH值的计算；
6. 了解盐类的水解及水解平衡移动，掌握水解平衡常数的计算；
理解溶度积常数、溶度积规则，掌握溶解度与溶度积的相互换算，理解沉淀的生成和溶解、酸度对沉淀和深解的影响、分步沉淀、沉淀的转化。
（四）氧化还原反应
理解氧化还原的基本概念，氧化数，氧化还原反应方程式的配平（氧化数法、离子电子法）；
2. 理解原电池和电极电势，标准氢电极；
掌握标准电极电势，能够利用标准电极电势判断氧化还原剂强弱反应方向，根据标准状态的电池电动势求平衡常数，理解标准电极电势与金属活动顺序的关系；
掌握影响电极电势的因素——能斯特方程式，掌握离子浓度对电极电势、氧化还原反应方向的影响，掌握介质酸度对氧化还原反应的影响，理解pH—电势图；
5. 了解电解、电解池、电解的原理、电解定律。
（五）原子结构和元素周期律
1. 了解核外电子运动的量子化特征：氢原子光谱，玻尔理论；
2. 理解微观粒子运动的特点：波粒二象性，德布罗依的预言，电子衍射实验，测不准原理，几率性；
理解氢原子核外电子运动状态的描述：波函数和四个量子数，波函数的径向分布和角度分布，原子轨道，电子云和几率密度；
4. 掌握多电子原子的能级：屏蔽效应，钻穿效应，近似能级图；
5. 掌握核外电子排布原理和电子排布；
掌握原子结构与元素周期系的关系：原子的电子层结构与周期、族的划分，原子的电子层结构与元素的分区；
7. 理解电离势，电子亲合势，电负性。
（六）分子结构与性质
理解离子键：离子型化合物形成过程能量变化，离子键本质，单键的离子性百分数与成键原子的电负性；
理解共价键：共价键的形成和本质，现代价键理论的基本要点和优缺点，共价键的饱和性的方向性，s键和π键；
3. 理解共价键的参数如极性、键能、键角、键长，理解分子的偶极矩和磁性；
4. 掌握价层电子对互斥理论（VSEPR理论）；
掌握轨道杂化理论：杂化，杂化轨道，sp型，sp2型，sp3型杂化，等性杂化和不等性杂化；
理解分子轨道的含义，分子轨道的形成，掌握组成分子轨道的原则、简单分子轨道能级图、分子轨道中电子排布、键级；
7. 理解分子间力和氢键。
（七）固体的结构与性质
1. 了解离子晶体的特征，晶格能，离子半径与离子晶体的空间构型；
2. 了解原子晶体，分子晶体的特点；
3. 了解金属晶体的特征，金属晶体的紧密堆积；
4. 理解离子的极化力和变形性，掌握离子极化对化学键型和化合物性质的影响；
5. 了解同质多晶现象和类质同晶现象。
（八）配位化合物
1. 理解配合物的定义、特征、分类、组成、命名，复盐；
理解配合物的化学键理论：价键理论（理论要点，空间构型，几何异构体，内外轨型，磁性，该理论的应用及局限性），晶体场理论（要点，分裂能，晶体场稳定化能，成对能，高低自旋，磁性等；
3. 了解配合物的形成条件及其稳定性；
掌握配合物稳定常数及其应用、反应方向的判断、配合物溶液中有关离子浓度计算，理解难溶盐生成或溶解的可能性；
5. 理解配合物形成时颜色、溶解度、电极电势、酸碱度等性质变化。
（九）元素概论
1.了解元素分类及在自然的存在形态；
2.了解单质的晶体结构和物理性质；
3.了解氢气及稀有气体的存在性质及用途。
（十）碱金属、碱土金属
了解碱金属、碱土金属的通性；
2. 了解碱金属和碱土金属单质的制备和性质；
3. 了解碱金属的氧化物、过氧化物、超氧化物，碱土金属的氧化物；
4. 了解碱金属和碱土金属的氢化物和氢氧化物；
了解碱金属和碱土金属的盐类（溶解性、焰色反应、钠盐和钾盐性质的差异、晶型、形成结晶水合物的倾向、热稳定性、形成复盐的能力）
（十一）卤素和氧族元素
1. 理解卤素的通性，了解氟的特殊性；
2. 了解卤素单质的物理性质，化学性质及制备；
3. 理解元素电势图及其应用；
理解卤素氢化物的性质和制备，理解卤化物、非金属卤化物、多卤化物、卤素互化物，了解拟卤素及其与卤素性质比较、氰及氰化物、硫氰酸和硫氰酸盐；
5. 理解含氧酸及其盐的氧化性、稳定性、酸性；
理解氧族元素的通性；
7. 理解氧和臭氧，过氧化氢，离域π键及形成条件；
理解硫及其化合物：单质硫、硫化氢、硫的其它含氧酸及其盐（硫代硫酸钠、连二硫酸钠、焦硫酸、过硫酸、连多硫酸）；
9. 了解硒和碲的氢化物、氧化物及含氧酸。
（十二）氮族、碳族和硼族元素
理解氮族元素的通性；
掌握氮分子结构，理解氮及其重要化合物（氨、铵盐、氨的衍生物、氮的氧化物、含氧酸及其盐）的结构和性质，理解氮的元素电势图；
理解磷及其重要化合物：单质磷、磷的氢化物、卤化物、硫化物、磷的氧化物、含氧酸、含氧酸盐的结构和性质，理解d—p配键；
4. 了解砷、锑、铋的单质，理解其氢化物，卤化物，氧化物及水合物，硫化物，硫代酸盐的基本性质；
5.掌握惰性电子对效应。
6. 了解碳族元素的通性；
了解碳、硅元素存在的形式及其化合物（碳：碳的同素异性体，碳的氧化物，碳酸及碳酸盐；硅：单质硅的制备、性质、用途，硅烷，硅的卤化物，氟硅酸盐，硅的含氧化合物）；
了解锗分族——锗、锡、铅的冶炼、性质及用途，理解其重要氧化物，氢氧化物，卤化物（二氯化锡，四氯化锡，二氯化铅，碘化铅），硫化物，铅的一些含氧酸盐的化学性质；
9. 了解硼族元素的通性、单质硼的结构和性质，了解硼、铝元素的存在形式及其化合物；
掌握硼的氢化物（硼烷和乙硼烷）、卤化物、硼氢配合物的结构特点，理解氟硼酸，硼的含氧化合物（三氧化二硼，硼酸，硼砂）；
11. 理解对角线规则，理解铝和铍的相似性；
12. 理解盐的水解。
（十三）过渡元素
了解过渡元素的通性：电子层结构特点，氧化态，原子和离子半径，物理性质和化学性质，水合离子颜色，氧化物水合物的酸碱性，形成配合物的倾向。
2. 了解钛、钒、铬、锰的存在、发现、冶炼、性质和用途；
掌握氧化数为（Ⅳ）、（Ⅲ）的钛的化合物，钒化合物的颜色，五氧化二钒，氧化态为（Ⅲ）、（Ⅵ）的铬的化合物，氧化态为（Ⅱ）、（Ⅳ）（Ⅵ）、（Ⅶ）的锰的化合物的基本性质；了解钒酸盐与多钒酸盐；
了解钼、钨的存在、冶炼、性质和用途；了解钼、钨的氧化物；了解钼酸、钨酸及其盐；理解同多酸、杂多酸及其盐。
5. 掌握铁系元素的基本性质；
6. 理解Fe—H2O体系的电势—pH图；
理解铁系元素的重要化合物：铁、钴、镍的氧化物，氢氧化物，盐和配合物（氨合物、硫氰合物、氰合物、羰基配合物、二茂铁配合物及其结构）；
8. 掌握铂系元素通性，了解铂系金属的重要化合物（氧化物、卤化物、配合物）。
（十四）镧系和锕系
了解镧系元素的通性（电子层的构型、氧化态的变化、镧系收缩、离子颜色、标准电极电势）；了解锕系元素的通性；
2. 一般了解镧系、锕系元素单质及其化合物的性质、用途；一般了解铀、钍及其化合物。
（十五）元素化学与生态环境
1.了解元素和生命的关系；
2.了解环境污染及其防治；
3.了解绿色化学。
三、教学内容及学时分配
1．化学中的能量关系
2．化学反应速率、化学平衡
3．酸碱反应、沉淀反应
4．氧化还原反应
5．原子结构、元素周期律
6．分子结构与性质
7．固体结构与性质
8．配位化合物
实验内容：
1、分析天平的使用练习
2、强酸强碱中和滴定
3、pH法测醋酸电离常数
4、铁氧体法处理含铬废水
5、去离子水的制备及检验
6、反应热效应的测定
7、氯化钠的提纯
8、硫酸亚铁铵的制备
四、课程考核及成绩评定
本课程为考试课。成绩评定为：卷面80%，平时、作业和实践20%。
五、推荐教材和教学参考书
教& 材：《无机化学》天津大学无机化学教研室编著，高等教育出版社。
教学参考书：
1.《无机化学》，大连理工大学（第三版），高教出版社；
2.《无机化学习题精选》，大连理工大学，高教出版社；
3.《无机化学》（第三版），武汉大学编，高教出版社。
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