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1、利用化学原理提升学生解决实际问题的能力 以高三复习课“水体中氨氮的去除”为例养鱼先养水亚硝酸盐 NO2-硝酸盐 NO3-氨氮 NHNH4 4+/NH3H2O亚硝化菌亚硝化菌亚硝化菌亚硝化菌硝化菌硝化菌硝化菌硝化菌闯缸鱼闯缸鱼闯缸鱼闯缸鱼氮气 N2反硝化菌反硝化菌反硝化菌反硝化菌水华（江河、湖泊）水华（江河、湖泊）赤潮（海洋）赤潮（海洋）水体富营养化水体富营养化【任务【任务一一】写出去除水体中写出去除水体中NH4+的方法的方法NH3N2NH4+OH-氧化剂氧化剂电化学电化学吹脱法吹脱法氧化法氧化法生物法生物法微生物微生物NONO3 3-微生物微生物Q1曝气池和缺氧池的作用是曝气池和缺氧池的作用是
2、什么？什么？Q2曝气池曝气池是通入空气将水呈是通入空气将水呈“沸腾沸腾”状态状态，原理是什么，原理是什么？硝化硝化反硝化反硝化解决问题解决问题 生物生物法法解决问题解决问题 生物生物法和电化学法法和电化学法【任务二任务二】用用化学用语表述化学用语表述NH4+去除去除的原理。的原理。解决问题解决问题 氧化法氧化法 【资料卡片】【资料卡片】工业工业用用H2O2氧氧化性极强，但易分解化性极强，但易分解，造价高、对设备要求较高，造价高、对设备要求较高【任务三】选取合适的氧化剂将【任务三】选取合适的氧化剂将NH4+氧化成氧化成N2 解决问题解决问题 氧化法氧化法 振荡，并观察现象振荡，并观察现象【学生实
3、验】次氯酸根与铵根离子的反应【学生实验】次氯酸根与铵根离子的反应-1 1滴管滴管滴管滴管(NH(NH4 4)2 2SOSO4 4溶液溶液溶液溶液约约约约约约2 32 32 3滴滴滴滴滴滴管管管管管管848484消毒消毒消毒消毒消毒消毒液液液液液液 解决问题解决问题 氧化法氧化法 【任务四】试分析任务四】试分析任务四】试分析任务四】试分析pH9pH9时时时时,氨氮去除率下降较氨氮去除率下降较氨氮去除率下降较氨氮去除率下降较多的可能原因多的可能原因多的可能原因多的可能原因在在在在2525，反应时间，反应时间，反应时间，反应时间30min30min时，氯与氨氮的量比为时，氯与氨氮的量比为时，氯与氨氮
4、的量比为时，氯与氨氮的量比为1:3.51:3.5的条件下的条件下的条件下的条件下，考察考察考察考察pHpH值对次氯酸钠氧化脱除氨氮的影响。值对次氯酸钠氧化脱除氨氮的影响。值对次氯酸钠氧化脱除氨氮的影响。值对次氯酸钠氧化脱除氨氮的影响。氨氨氮氮的的去去除除率率（%）pH值值【文献资料文献资料文献资料文献资料】加加加加酸调节酸调节酸调节酸调节pHpH值值值值8 8左右左右左右左右时，溶液时，溶液时，溶液时，溶液中产生中产生中产生中产生大量大量大量大量气泡，气泡，气泡，气泡，pHpH值迅速值迅速值迅速值迅速下降下降下降下降【资料卡片资料卡片资料卡片资料卡片】HClO+HHClO+H+2e=Cl+2e
5、=Cl-+H+H2 2O E=1.48VO E=1.48VClOClO-+H+H2 2O+2e=ClO+2e=Cl-+2OH-E=0.89V+2OH-E=0.89VE E值越小，氧化性越弱值越小，氧化性越弱值越小，氧化性越弱值越小，氧化性越弱 解决问题解决问题 氧化法氧化法 解决实际问题解决实际问题 的思路和方法：的思路和方法：优化优化化学工艺化学工艺实验验证实验验证实际问题实际问题化学反应化学反应速率限度在在在在2525，反应时间，反应时间，反应时间，反应时间30min30min时，时，时，时，氯与氨氮的量氯与氨氮的量氯与氨氮的量氯与氨氮的量比为比为比为比为1:3.51:3.5的条件下，的条
6、件下，的条件下，的条件下，pHpH对氨氮脱除影响对氨氮脱除影响对氨氮脱除影响对氨氮脱除影响氨氨氮氮的的去去除除率率（%）pH 解决问题解决问题 吹脱法吹脱法 【任务【任务五五】用用化学平衡原理化学平衡原理解释通空气解释通空气的目的的目的解决问题解决问题 吹脱法吹脱法 限度限度速率速率 鸟粪石鸟粪石MgNH4PO46H2O鸟粪石，矿石的一种，亦称鸟兽积粪，是一种优质肥料。解决问题解决问题 沉淀法沉淀法 【资料卡片资料卡片资料卡片资料卡片】MAPMAP沉淀法的基本原理就是通过向氨氮废沉淀法的基本原理就是通过向氨氮废沉淀法的基本原理就是通过向氨氮废沉淀法的基本原理就是通过向氨氮废水中投加水中投加水中
7、投加水中投加MgMg2+2+和和和和POPO4 43-3-，使之与，使之与，使之与，使之与NHNH4 4+生成难溶于水的磷酸生成难溶于水的磷酸生成难溶于水的磷酸生成难溶于水的磷酸铵镁沉淀，将氨氮从废水中去除。铵镁沉淀，将氨氮从废水中去除。铵镁沉淀，将氨氮从废水中去除。铵镁沉淀，将氨氮从废水中去除。MgMg2+2+PO+PO4 43-3-+NH+NH4 4+6H+6H2 2O =MgNHO =MgNH4 4POPO4 46H6H2 2O O【任务六任务六任务六任务六】分析分析分析分析反应温度对氨氮去除率的影响，并说明原因。反应温度对氨氮去除率的影响，并说明原因。反应温度对氨氮去除率的影响，并说明
8、原因。反应温度对氨氮去除率的影响，并说明原因。在优化工艺的条件下，在优化工艺的条件下，反应时间反应时间20min，静置，静置30min，分别在分别在不同温度下对不同温度下对NH4Cl模拟废水进行不同的实验，结果如图模拟废水进行不同的实验，结果如图1所示所示0204060878889909192939495去除率去除率氨氨氮氮的的去去除除率率（%）温度（温度（）温度温度温度温度溶解度溶解度溶解度溶解度解决问题解决问题 沉淀法沉淀法在优化工艺的条件下，在优化工艺的条件下，25，时间时间20min，调节不同的调节不同的pH分别分别进行实验，结果如图进行实验，结果如图2所示所示【任务七任务七任务七任务七】依据依据依据依据溶解平衡的原理溶解平衡的原理溶解平衡的原理溶解平衡的原理，分析分析分析分析pHpH较大是氨氮去除率下降的原因较大是氨氮去除率下降的原因较大是氨氮去除率下降的原因较大是氨氮去除率下降的原因氨氨氮氮的的去去除除率率（%）pH值MgNHMgNH4 4POPO4 4(s)(s)MgMg2+2+(aq)(aq)+NH+NH4 4+(aq)(aq)+PO+PO4 43-3-(aq)(aq)解决问题解决问题 沉淀法沉淀法废废水水中中氨氨氮氮含含量量超超标标 养猪场废水处理工艺养猪场废水处理工艺