資源簡介

(共20張PPT)
單元名稱： 氮氧化物及含氮廢水的處理
　 ——基于價類二維調(diào)節(jié)氮的循環(huán)
第1課時
課前調(diào)研
通過查閱資料，了解含氮物質(zhì)對大氣和環(huán)境的污染有哪些？
NOx
氮在廢水中以有機(jī)態(tài)氮、氨態(tài)氮（NH4+）、硝態(tài)氮（NO3-）以及亞硝態(tài)氮（NO2-）等多種形式存在，而氨態(tài)氮是最主要的存在形式之一。
廢水中的氨氮是水體富營養(yǎng)化和環(huán)境污染的重要物質(zhì)，易引起水中藻類及其他微生物大量繁殖，自來水處理廠運(yùn)行困難，造成飲用水異味，嚴(yán)重時會使水中溶解氧下降，魚類大量死亡，甚至?xí)?dǎo)致湖泊的干涸滅亡。
含氮廢水
為減少氮氧化物和含氮廢水的污染，可以采取哪些措施？
查找源頭減少產(chǎn)生
凈化處理合理排放
任務(wù)一：NOx的產(chǎn)生途徑
任務(wù)二：含氮廢水的產(chǎn)生途徑
任務(wù)三：設(shè)計(jì)處理NOx和含氮廢水的方法
學(xué)習(xí)任務(wù)
任務(wù)一：NOx的產(chǎn)生途徑
01
單元學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.分析氮在自然界中循環(huán)示意圖，有序梳理物質(zhì)關(guān)系，尋找NOx產(chǎn)生的途徑。
2.以氮?dú)鉃樵希O(shè)計(jì)氮?dú)獾桨睉B(tài)氮的轉(zhuǎn)化路徑并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M，總結(jié)氨氣的實(shí)驗(yàn)室獲取方法。
3.結(jié)合真實(shí)工業(yè)流程分析，設(shè)計(jì)處理NOx和含氮廢水的方法，構(gòu)建工業(yè)廢水、廢氣處理的思維模型。
4.通過感受人類活動對氮循環(huán)的影響，樹立環(huán)境保護(hù)意識，能有意識運(yùn)用所學(xué)知識，尋求證據(jù)參與酸雨、霧霾防治等社會性議題的討論
生物固氮
人工固氮
閃電固氮
N2
氨基酸、蛋白質(zhì)
HNO3
NH3
NO
NO2
蛋白質(zhì)、尿素
N2
NO3
-
NH3 NH4+
閱讀氮在自然界中的循環(huán)示意圖，找出含有氮元素的物質(zhì)，并進(jìn)行有序的歸納梳理。
有序梳理物質(zhì)關(guān)系
1
水平1 水平2 水平3 水平4
寫出零散的物質(zhì)和反應(yīng) 從一個角度，系統(tǒng)梳理物質(zhì)關(guān)系 從價類二維的角度梳理物質(zhì)關(guān)系 從價類二維的角度梳理物質(zhì)關(guān)系；能建立部分物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系
作品與評價1——有序梳理物質(zhì)關(guān)系
生物固氮
人工固氮
閃電固氮
N2
氨基酸、蛋白質(zhì)
HNO3
NH3
NO
NO2
蛋白質(zhì)、尿素
N2
NO3
-
NH3 NH4
+
探究NOx的產(chǎn)生途徑
2
學(xué)習(xí)過程：
自主觀看學(xué)習(xí)活動2中提供的資源（模擬閃電固氮，認(rèn)識氮及其化合物的性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)視頻；哈珀合成氨資料介紹；工業(yè)制硝酸的流程圖），總結(jié)自然界和工業(yè)生產(chǎn)硝酸過程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化路徑，書寫相應(yīng)的化學(xué)方程式，并完善價類二維圖。
探究NOx的產(chǎn)生途徑
2
作品與評價2——NOx產(chǎn)生途徑
水平1 水平2 水平3 水平4
找到1種主要物質(zhì)轉(zhuǎn)化途徑，并初步書寫方程式 找到多種物質(zhì)轉(zhuǎn)化途徑，并書寫方程式 找到多種物質(zhì)轉(zhuǎn)化途徑，并書寫方程式，方程式書寫正確合理，關(guān)注了反應(yīng)條件等 找到多種物質(zhì)轉(zhuǎn)化途徑，并能結(jié)合價類二維圖分析轉(zhuǎn)化原理，書寫方程式，方程式書寫正確合理，關(guān)注了反應(yīng)條件等
自然界：
N2→NO→NO2→HNO3
工業(yè)生產(chǎn)硝酸：N2→NH3→NO→NO2→HNO3
汽車尾氣：
N2→NO→NO2
酸雨對銅像的腐蝕
預(yù)測硝酸的性質(zhì)
思考：結(jié)合圖片，從物質(zhì)類別和價態(tài)角度預(yù)測硝酸的化學(xué)性質(zhì)。
腐蝕性
強(qiáng)氧化性
酸性
強(qiáng)氧化性
實(shí)驗(yàn)1：取一瓶濃硝酸，觀察硝酸的保存狀態(tài)，思考為什么硝酸會呈黃色？
實(shí)驗(yàn)2：取兩支具支試管分別加入適量濃硝酸，將支管口連接橡膠管插入氫氧化鈉溶液中，把銅絲和鐵絲分別插入試管中，同時用橡膠塞塞緊試管口，觀察發(fā)生的現(xiàn)象并記錄，寫出化學(xué)反應(yīng)方程式。
實(shí)驗(yàn)3：將實(shí)驗(yàn)2中的濃硝酸換成稀硝酸進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)，觀察發(fā)生的現(xiàn)象并記錄，寫出化學(xué)方程式。
學(xué)習(xí)要求：
觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
↓
做好記錄
↓
解釋現(xiàn)象并寫出化學(xué)方程式
實(shí)驗(yàn)探究硝酸的強(qiáng)氧化性
3
濃硝酸
Cu 固體減少，溶液迅速變?yōu)榫G色，產(chǎn)生紅棕色氣體。
Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
Fe 鐵片表面出現(xiàn)少量氣泡，長時間放置無明顯變化——鈍化
實(shí)驗(yàn)探究硝酸的強(qiáng)氧化性
3
濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，在與金屬反應(yīng)時不能置換出氫氣，而是生成NO2
NaOH溶液進(jìn)行尾氣吸收：2NO2 + 2NaOH == NaNO3 + NaNO2 + H2O
實(shí)驗(yàn)探究硝酸的強(qiáng)氧化性
3
稀硝酸與銅片反應(yīng)
稀硝酸與鐵片反應(yīng)
稀硝酸
Cu 固體減少，生成無色氣體，溶液緩慢變?yōu)樗{(lán)色，溶液上方出現(xiàn)淺紅棕色氣體。
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
Fe 固體減少，生成無色氣體，溶液緩慢變?yōu)樽攸S色，溶液上方出現(xiàn)淺紅棕色氣體。
Fe + 4HNO3(稀) == Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
實(shí)驗(yàn)探究硝酸的強(qiáng)氧化性
3
稀硝酸具有強(qiáng)氧化性，在與金屬反應(yīng)時不能置換出氫氣，而是生成NO
（2）硝酸可與某些還原性物質(zhì)反應(yīng)
（eg：SO2、SO32-、Fe2+等）
4HNO3(濃) + C === 4NO2↑+ CO2↑+ 2H2O
△
（1）與非金屬反應(yīng)
經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，濃、稀硝酸均具有強(qiáng)氧化性，是否還有其他途徑能夠?qū)崿F(xiàn)硝酸到氮氧化物的轉(zhuǎn)化？
深度思考
3Fe2+ + 4H+ + NO3- == 3Fe3+ + NO↑ + 2H2O
Fe2+ + 2H+ + NO3- == Fe3+ + NO2↑ + H2O
水平1 水平2 水平3 水平4
找到1種主要物質(zhì)轉(zhuǎn)化途徑，并初步書寫方程式 找到多種物質(zhì)轉(zhuǎn)化途徑，并書寫方程式 找到多種物質(zhì)轉(zhuǎn)化途徑，并書寫方程式，方程式書寫正確合理，關(guān)注了反應(yīng)條件等 找到多種物質(zhì)轉(zhuǎn)化途徑，并能結(jié)合價類二維圖分析轉(zhuǎn)化原理，書寫方程式，方程式書寫正確合理，關(guān)注了反應(yīng)條件等
作品與評價3——NOx產(chǎn)生途徑
NO2-

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