课程名称：《水分析化学实验》
英文名称： Water Analytical Chemistry Experiments
课程性质：专业教育必修课课程
课程编号：T131208
周 学 时：2学时
总 学 时：32学时
学 分：1学分
开设学期：第二学年3学期
教学对象：给排水科学与工程专业（本科）学生
一、课程简介
本课程为给排水科学与工程专业的专业基础课，主要培养学生的水质分析的技能，掌握水质分析的基本操作，培养学生严谨的科学态度及分析问题和解决实际问题的能力，为后续专业课的学习打下坚实的基础。先修课程包括：无机化学、有机化学；后续课程：水处理生物学、水质工程学等。
二、课程教学目标
本课程的目的是使学生能够掌握水分析化学的数据处理方法、滴定理论及其应用、水质分析基本操作，培养学生严谨的科学态度和水质工程分析技能，为专业课的学习打下坚实的基础。
通过本课程的学习，学生应具备以下能力：
目标 1：掌握水分析化学基础知识和基本理论，熟练进行数据处理，以分析和解决水处理工程中水质指标的测定和污染处理问题。
目标 2：运用所学水分析化学的基本知识及实验技能，掌握水质分析的基本操作，注意培养学生严谨的科学态度，树立准确“量”的理念，培养学生独立分析和解决水处理工程实际中的相关问题。
表1 课程教学目标与毕业要求的对应矩阵关系（样例）
毕业要求 |
课程教学贡献度 |
课程教学目标 |
2.问题分析 |
M（中） |
课程教学目标1 课程教学目标2 |
4.研究 |
M（中） |
课程教学目标1 课程教学目标2 |
三、实验主要仪器设备
微量滴定管、吸量管、紫外-可见分光光度计、酸式滴定管、碱式滴定管、电炉、回流管、锥形瓶、移液枪、ICP-MS、砂芯漏斗等。
四、实验主要消耗材料
盐酸、酚酞、甲基橙、氯化钠、硝酸银、铬酸钾、硫酸、氢氧化钠、硫酸锰、碘化钾、淀粉、重铬酸钾、硫代硫酸钠、硫酸、草酸、硫酸亚铁铵、试亚铁灵指示剂、硫酸肼、六次甲基四胺。高锰酸钾、苯酚、活性炭、盐酸、氢氧化钠等。
五、安全风险及控制措施
主要安全风险为电炉、酒精灯在使用过程中产生的热量，浓盐酸、硫酸、重铬酸钾、高锰酸钾、氢氧化钠等腐蚀性，六次甲基四胺、苯酚等药品的毒性。
控制措施：
1.实验时根据试验的情况和性质进行必要的防护。
根据试验可能发生的危险事故佩戴必要的防护工具，例如穿好试验服，戴橡胶手套，防护面具，防毒面具等。实验前，要注意清理试验场周围的安全隐患。检查试验装置、药品和相关物品是否有不符合要求的情况等。
2.遵循化学药品的性质和化学反应的规律，不盲目蛮干和主观臆测化学反应的过程。应根据化学反应的性质和过程选择匹配的反应装置，不可图省事省去必要的安全措施。
3.经常估计到实验的危险性。
实验事故虽不可预测，但其危险性的大小是可以估计到的。即使对不大了解的实验，也必须推测其危险程度而制订相应的预防措施。像下面这类实验，必须十分注意，使之万无一失。
①不了解的反应及操作;
②存在多种危险性的实验(如发生火灾、毒气等);
③在严酷的反应条件(如高温、高压等)下进行的实验。
4.充分作好发生事故时的预防措施并加以检查。
平时注意熟悉需要关闭的主要龙头、电气开关，灭火器的位置及操作方法，避免发生事故时才四处寻找应急的物品。
5.实验的后处理。实验的后处理工作，亦属实验过程的组成部分。特别不可忽略回收溶剂和废液、废弃物等的处理。
六、实验项目汇总表
序号 |
实验项目 |
学时 分配 |
实验 类型 |
思政映射 与融入点 |
对应的 课程教学目标 |
1 |
水中碱度的分析——酸碱滴定法 |
2 |
验证性实验 |
|
课程教学目标1 课程教学目标2 |
2 |
水中Cl-的测定——沉淀滴定法 |
2 |
验证性实验 |
无 |
课程教学目标1 课程教学目标2 |
3 |
水中溶解氧的测定 |
4 |
验证性实验 |
有 |
课程教学目标1 课程教学目标2 |
4 |
水中高锰酸盐指数的测定——高锰酸钾法 |
2 |
验证性实验 |
|
课程教学目标1 课程教学目标2 |
5 |
水中化学需氧量的测定——重铬酸钾法 |
4 |
验证性实验 |
|
课程教学目标1 课程教学目标2 |
6 |
水中浊度的分析——吸收光谱法 |
2 |
验证性实验 |
|
课程教学目标1 课程教学目标2 |
7 |
紫外吸收光谱法测定水中的总酚 |
2 |
验证性实验 |
|
课程教学目标1 课程教学目标2 |
8 |
水中硬度的测定（络合滴定法） |
2 |
验证性实验 |
|
课程教学目标1 课程教学目标2 |
9 |
水中化学需氧量的测定（重铬酸钾法） |
4 |
验证性实验 |
|
课程教学目标1 课程教学目标2 |
10 |
吸收光谱法的测定条件试验——邻二氮菲吸收光谱法测定水中铁 |
4 |
验证性实验 |
|
课程教学目标1 课程教学目标2 |
11 |
ICP-MS法测定水中的重金属 |
4 |
综合性实验 |
有 |
课程教学目标1 课程教学目标2 |
注：1.“实验类型”指演示性、验证性、综合性和设计性实验的类别划分；
2.每门课程都应包含一定的思政映射与融入点。
七、实验教学要求（含教学重点、难点）：
实验项目一 水中碱度的分析——酸碱滴定法（2学时）
【教学要求/目的】
通过实验掌握水中碱度测定的方法，进一步掌握滴定终点的判断。
【教学内容】
1.用移液管移取两份水样和无CO2蒸馏水各100 mL，分别放入250 mL锥形瓶中，加入4滴酚酞指示剂，摇匀。
2.若溶液呈现红色，用0.1000 mol/L溶液滴定至刚好无色（可与无CO2蒸馏水的锥形瓶比较）。记录用量（P）。若加酚酞指示剂后溶液无色，则不需用HCl溶液滴定。接着按下步骤操作。
3.再于每瓶中加入甲基橙指示剂3滴，混匀。
4.若水样变为橘黄色，继续用0.1000 mol/LHCl溶液滴定至刚刚变为橘红色为止（与无CO2蒸馏水的锥形瓶颜色比较），记录用量（M)。如果加甲基橙指示剂后溶液为橘红色，则不需要用HCl溶液滴定。
【教学重点】
滴定终点的判断
【教学难点】
滴定管的读数，滴定终点的判断
实验项目二 水中Cl-的测定——沉淀滴定法（2学时）
【教学要求/目的】
掌握AgNO3溶液的标定方法；
掌握莫尔法测定水中Cl-的原理与方法。
【教学内容】
1.硝酸银溶液的标定：
2.水样测定
【教学重点】
滴定终点的判断
【教学难点】
滴定管的读数，滴定终点的判断
实验项目三 水中溶解氧的测定（4学时）
【教学要求/目的】
掌握水中DO的固定方法；
掌握碘量法测定水中DO的原理与方法。
【教学内容】
1.溶解氧的固定。
2.溶解氧的测定。
【教学重点】
水样的固定与溶解氧的测定。
【教学难点】
水样的固定
实验项目四 水中高锰酸盐指数的测定——高锰酸钾法（2学时）
【教学要求/目的】
学会高锰酸钾KMnO4标准溶液的配制与制定；
掌握清洁水中高锰酸盐指数的测定原理和方法。
【教学内容】
1.KMnO4溶液的标定。
2.水样测定。
【教学重点】
水样的固定与溶解氧的测定。
【教学难点】
KMnO4溶液的标定
实验项目五 水中化学需氧量的测定——重铬酸钾法（4学时）
【教学要求/目的】
学会硫酸亚铁铵标准溶液的标定方法；
掌握水中COD的测定原理和方法。
【教学内容】
1.硫酸亚铁铵标准溶液的标定方法。
2.COD的测定原理和方法。
【教学重点】
COD的测定原理和方法。
【教学难点】
COD的测定原理和方法
实验项目六 水中浊度的分析——吸收光谱法（2学时）
【教学要求/目的】
掌握分光度法测定水中浊度的方法和原理
学会标准曲线的绘制。
【教学内容】
分光度法测定水中浊度的方法和原理
标准曲线的绘制。
【教学重点】
分光度法测定水中浊度的方法和原理。
【教学难点】
标准曲线的绘制。
实验项目七 紫外吸收光谱法测定水中的总酚（2学时）
【教学要求/目的】
学会使用紫外-可见分光光度计；
学会并掌握紫外吸收光谱曲线的绘制和测量波长的选择以及标准曲线的绘制。
【教学内容】
1.绘制吸收光谱曲线和选择测量波长。
2.绘制标准曲线。
【教学重点】
紫外吸收光谱曲线的绘制和测量波长的选择以及标准曲线的绘制。
【教学难点】
紫外吸收光谱曲线的绘制和测量波长的选择以及标准曲线的绘制。
实验项目八 水中硬度的测定（络合滴定法）（2学时）
【教学要求/目的】
掌握EDTA标准溶液的配制与标定方法；
掌握水中硬度的测定原理和方法。
【教学内容】
1.EDTA标准溶液的配制与标定方法。
2.水中硬度的测定原理和方法。
【教学重点】
EDTA标准溶液的配制与标定方法。
水中硬度的测定原理和方法。
【教学难点】
EDTA标准溶液的配制与标定方法。
水中硬度的测定原理和方法。
实验项目九 水中化学需氧量的测定（重铬酸钾法）（4学时）
【教学要求/目的】
学会硫酸亚铁铵标准溶液的标定方法;
掌握水中COD的测定原理和方法。
【教学内容】
学会硫酸亚铁铵标准溶液的标定方法;
掌握水中COD的测定原理和方法。
【教学重点】
硫酸亚铁铵标准溶液的标定方法;
水中COD的测定原理和方法。
【教学难点】
水中COD的测定原理和方法。
实验项目十 吸收光谱法的测定条件试验——邻二氮菲吸收光谱法测定水中铁（4学时）
【教学要求/目的】
进一步熟悉分光光度计的使用方法；
学会吸收光谱法中测定条件的选择方法。
【教学内容】
1.显色络合物的稳定性试验。
2.显色剂用量的确定。
3.显色溶液pH的确定。
4.标准曲线绘制。
【教学重点】
吸收光谱法中测定条件的选择方法。
【教学难点】
吸收光谱法中测定条件的选择方法
实验项目十一 测定水中的重金属（ICP-MS法）（4学时）
【教学要求/目的】
了解ICP-MS的基本原理；
掌握ICP-MS的结构及使用方法。
【教学内容】
ICP-MS的基本原理；
ICP-MS的结构及使用方法。
【教学重点】
ICP-MS的结构及使用方法。
【教学难点】
ICP-MS的基本原理
八、课程考核
本课程为考查课，考核的主要环节包括：预习报告、实验操作、实验报告三个部分，分别占比为：预习报告（20％），实验操作（40％），实验报告（40%）。各环节考核主要内容、依据、计分方式等参见下表：
表2 实验课程考核细则
考核依据 |
建议 比例 |
考核/评价细则 |
对应的 课程教学目标 |
预习报告 |
20 |
1. 预习报告书写认真、需包括实验名称、实验目的、实验原理、实验尼尔与操作步骤。 2. 预期报告需在实验课之前完成。 |
课程教学目标1 课程教学目标2 |
实验操作 |
40 |
1. 迟到、早退一次分别扣10分，旷课一次扣20分。 2. 大声喧哗、不遵守操作规程等酌情扣1到20分。 3. 没有携带预习报告者扣10分。 |
课程教学目标1 课程教学目标2 课程教学目标3 |
实验报告 |
40 |
1.报告必须有以下六个部分:实验名称、实验目的、实验原理、实验内容与操作步骤、实验数据与处理、结果分析与讨论。还可包括收获体会、意见建议等。 2.简明扼要，文理通顺，字迹端正，图表清晰，结论正确，分析合理，讨论力求深入。 |
课程教学目标1 课程教学目标2 课程教学目标3 |
