水资源的综合利用

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”为例大兴区兴华中学戚娜第一页，共二十页。养鱼先养水第二页，共二十页。亚硝酸盐NO2-硝酸盐NO3-氨氮

NH4+/NH3•H2O亚硝化菌硝化菌闯缸鱼氮气N2反硝化菌第三页，共二十页。水华（江河、湖泊）赤潮（海洋）水体富营养化第四页，共二十页。【任务一】写出去除水体中NH4+的方法NH3N2NH4+△OH-氧化剂电化学吹脱法氧化法生物法微生物NO3-微生物第五页，共二十页。Q1曝气池和缺氧池的作用是什么？Q2曝气池是通入空气将水呈“沸腾”状态，原理是什么？硝化反硝化解决问题——生物法第六页，共二十页。解决问题——生物法和电化学法【任务二】用化学用语表述NH4+

去除的原理。第七页，共二十页。

解决问题——氧化法

【资料卡片】工业用H2O2氧化性极强，但易分解，造价高、对设备要求较高【任务三】选取合适的氧化剂将NH4+氧化成N2第八页，共二十页。

解决问题——氧化法

振荡，并观察现象【学生实验】次氯酸根与铵根离子的反应-----1滴管(NH4)2SO4溶液约23滴管84消毒液~第九页，共二十页。

解决问题——氧化法

【任务四】试分析pH>9时,氨氮去除率下降较多的可能原因在25℃，反应时间30min时，氯与氨氮的量比为1:3.5的条件下，考察pH值对次氯酸钠氧化脱除氨氮的影响。氨氮的去除率（%）pH值【文献资料】加酸调节pH值8左右时，溶液中产生大量气泡，pH值迅速下降【资料卡片】HClO+H++2e=Cl-+H2OE=1.48VClO-+H2O+2e=Cl-+2OH-E=0.89VE值越小，氧化性越弱第十页，共二十页。

解决问题——氧化法

解决实际问题的思路和方法：优化化学工艺实验验证实际问题化学反应速率限度在25℃，反应时间30min时，氯与氨氮的量比为1:3.5的条件下，pH对氨氮脱除影响氨氮的去除率（%）pH第十一页，共二十页。

解决问题——吹脱法

【任务五】用化学平衡原理解释通空气的目的第十二页，共二十页。解决问题——吹脱法

限度速率第十三页，共二十页。鸟粪石MgNH4PO4·6H2O鸟粪石，矿石的一种，亦称鸟兽积粪，是一种优质肥料。第十四页，共二十页。解决问题——沉淀法

【资料卡片】MAP沉淀法的基本原理就是通过向氨氮废水中投加Mg2+和PO43-，使之与NH4+生成难溶于水的磷酸铵镁沉淀，将氨氮从废水中去除。Mg2++PO43-+NH4++6H2O=MgNH4PO4·6H2O第十五页，共二十页。【任务六】分析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，反应时间20min，静置30min，分别在不同温度下对NH4Cl模拟废水进行不同的实验，结果如图1所示氨氮的去除率（%）温度（℃）温度溶解度解决问题——沉淀法第十六页，共二十页。在优化工艺的条件下，25℃，时间20min，调节不同的pH分别进行实验，结果如图2所示【任务七】依据溶解平衡的原理，分析pH较大是氨氮去除率下降的原因氨氮的去除率（%）pH值MgNH4PO4(s)

⇋Mg2+(aq)

+NH4+(aq)

+P