2026屆新高考化學沖刺復(fù)習廢水中氨氮的去除——基于物質(zhì)性質(zhì)的歸因分析學習目標1.了解廢水中氨氮的來源、存在形式及危害。2.掌握氨氮去除的主要方法及其化學原理。3.構(gòu)建基于物質(zhì)性質(zhì)的歸因分析模型。NH3是一種非常重要的化學品,合成氨是人類科學技術(shù)發(fā)展史上的一項重大成就,在很大程度上解決了地球上因糧食不足而導(dǎo)致的饑餓問題,是化學和技術(shù)對社會發(fā)展與進步的巨大貢獻。隨著化肥、石油化工等行業(yè)的迅速發(fā)展壯大,由此而產(chǎn)生的高氨氮廢水也成為行業(yè)發(fā)展制約因素之一。大量氨氮廢水排入水體不僅引起水體富營養(yǎng)化,甚至對人群及生物產(chǎn)生毒害作用。導(dǎo)任務(wù)，創(chuàng)設(shè)情境問題1:什么是氨氮?廢水中的氨氮有哪些存在形式?活動一、認識氨氮探新知，任務(wù)實施NH3/NH3·H2O/NH4+？活動二、氨氮的去除問題2:從化合價及物質(zhì)分類的角度思考，如何實現(xiàn)氨氮的轉(zhuǎn)化?氨氮廢水的處理方法包括:?生物脫氮法:利用硝化菌和反硝化菌降解氨氮,將其變成無害的氮氣排放。?吹脫法:堿性條件下,將氨氮轉(zhuǎn)化為游離氨,通入空氣吹脫出氨氣。?化學沉淀法:通過加入氨氮去除劑使氨氮沉淀析出。?氧化法:通過強氧化劑將氨氮氧化成氮氣。?吸附法:利用活性炭等材料吸附移除廢水中的氨氮。?離子交換法:通過離子交換樹脂將氨離子從廢水中取代出來,效果較好但維護成本較高。探新知，任務(wù)實施化學沉淀法探究2022年,我國研究團隊首次提出了亞硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO3)2·H2O]沉淀法:向高濃度氨氮廢水中(含NH4+、Cl-、H+)加入Na2SO3溶液和FeCl2溶液,會使氨氮轉(zhuǎn)化為亞硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO3)2·H2O]沉淀。請寫出該反應(yīng)的離子方程式:

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活動二、氨氮的去除問題2:如何實現(xiàn)氨氮的轉(zhuǎn)化?探新知，任務(wù)實施用稀HCl和稀NaOH溶液調(diào)節(jié)初始氨氮廢水的pH,不同初始pH對氨氮去除率的影響如下左圖所示,右側(cè)X射線衍射圖顯示了不同初始pH下,去除氨氮后,體系中Fe元素的存在形式。問題3:pH=9時,氨氮去除率較低的原因是什么?

化學沉淀法探究——初始pH對氨氮去除率的影響探新知，任務(wù)實施Fe2+被氧化為Fe3+,

SO32-被氧化為SO42-,Fe3+轉(zhuǎn)化Fe2(SO4)3,Fe2O3,不會與NH4+結(jié)合生成亞硫酸亞鐵銨沉淀,導(dǎo)致氨氮去除率降低。化學沉淀法探究——藥品添加比對氨氮去除率的影響改變Na2SO3的添加比例,氨氮去除率隨初始n(SO32-):n(NH4+)的變化如圖所示:問題4:當n(SO32-):n(NH4+)>1:1時,氨氮去除率下降的原因是什么?探新知，任務(wù)實施①當n(SO32-):n(NH4+)>1:1，隨著Na2SO3投加量的增大，

過量的SO32-發(fā)生水解使溶液的堿性增強，促進Fe2+的水解轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2，減少了與NH4+反應(yīng)的Fe2+；②過量的SO32-優(yōu)先和Fe2+結(jié)合生成FeSO3沉淀，消耗了Fe2+,最終導(dǎo)致氨氮去除率降低?；瘜W沉淀法探究——溫度對氨氮去除率的影響保證其他條件不變,改變不同的溫度,氨氮去除率的變化如下圖所示:問題5:升高溫度,氨氮去除率下降的原因是什么?探新知，任務(wù)實施當溫度升高，亞硫酸亞鐵銨的溶解度增大請結(jié)合分析過程,嘗試歸納歸因類問題的解題思維模型煉內(nèi)核，建模提升找準研究對象分析影響因素獲取關(guān)鍵信息關(guān)聯(lián)結(jié)果作答2NH4++Fe2++2SO32-+H2O=(NH4)2Fe(SO3)2·H2O↓pH、藥品投料比、溫度Fe2+、SO32-具有還原性，Na2SO3溶液呈現(xiàn)堿性、……氨氮去除率降低2NH4++Fe2++2SO32-+H2O=(NH4)2Fe(SO3)2·H2O↓pH、溫度、藥品投料比氨氮去除率降低問題6:關(guān)鍵信息從何獲??？什么信息是關(guān)鍵信息？找準研究對象分析影響因素獲取關(guān)鍵信息關(guān)聯(lián)結(jié)果作答展成果

，思維呈現(xiàn)

請結(jié)合分析過程,嘗試歸納歸因類問題的解題思維模型請結(jié)合分析過程,嘗試歸納解決歸因分析類習題的解題思路找準研究對象分析影響因素獲取關(guān)鍵信息物質(zhì)性質(zhì)檢索已有知識提取題干信息化學性質(zhì)物理性質(zhì)吸附性：溶解性:揮發(fā)性:濃鹽酸、濃硝酸、氨水、H2S等有氣體、難溶物參與反應(yīng)或生成等活性炭、催化吸附等……氧化、還原性（化學價角度）酸、堿性（物質(zhì)分類角度）不穩(wěn)定性（特性）MnO4-、ClO-

、Fe2+、SO32-等常見的氧化劑、還原劑酸、堿、能水解的鹽等反應(yīng)過程引起的酸堿性變化受濃度、酸堿性等條件影響速率平衡反應(yīng)機理展成果

，思維呈現(xiàn)

受熱易分解：H2O2

、HClO、NH4Cl、濃硝酸、氨水等高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種高效氧化劑,可用于氨氮處理。K2FeO4在干燥空氣中和強堿性溶液中能穩(wěn)定存在。氧化劑的氧化性受溶液中的H+濃度影響較大。用K2FeO4氧化含氨氮廢水,其他條件相同時,廢水pH對氧化氨氮去除率及氧化時間的影響如圖所示。氧化法問題7:當pH<9時,隨著pH的增大,氨氮去除率增大、氧化時間明顯增長的原因是什么?遷移，復(fù)雜情境用模當pH<9時，①隨著pH的增大，K2FeO4的穩(wěn)定性增強，利用率提高；氨氮逐漸從NH4+向NH3

、NH3·H2O形式轉(zhuǎn)化，還原性增強，與K2FeO4反應(yīng)更充分，最終導(dǎo)致氨氮去除率增大。②隨著pH的增大，H+濃度減小，F(xiàn)eO42-的氧化性減弱，氧化時間明顯增長。皮革廠廢水處理皮革廠的廢水中含有一定量的氨氮(以NH3、NH4+形式存在),通過沉淀和氧化兩步處理后可使水中氨氮達到國家規(guī)定的排放標準。(1)沉淀:……(2)氧化:調(diào)節(jié)經(jīng)沉淀處理后的廢水pH約為6,加入NaClO溶液進一步氧化處理。①研究發(fā)現(xiàn),廢水中氨氮去除率隨溫度升高呈先升后降趨勢。當溫度大于30℃時,廢水中氨氮去除率隨著溫度升高而降低,其原因是?遷移，復(fù)雜情境用模②n(ClO-)/n(氨氮)對廢水中氨氮去除率和總氮去除率的影響如圖所示。當n(ClO-)/n(氨氮)>1.54后,總氮去除率下降的原因是?遷移，復(fù)雜情境用模水中氮元素的總含量，主要分為兩種：氨氮：NH3

、NH3·H2O