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進行“微型專題”復(fù)習(xí)是極為高效的復(fù)習(xí)策略，結(jié)合落實學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)逐步形成了以“情境+問題+思維”為主線的高三課堂復(fù)習(xí)模式，這也非常貼合高考以核心素養(yǎng)為測試宗旨、以實際問題為測試任務(wù)、以真實情境為測試載體的命題要求，在解決問題和師生活動中，利用化學(xué)知識解決實際問題，體現(xiàn)“教、學(xué)、評”一體化的課堂評價機制。在高考題中，因氮和硫化合價多變且化合物對環(huán)境產(chǎn)生污染而成為高考的熱門考點，可通過幾個“微型專題”構(gòu)建類-價二維知識網(wǎng)絡(luò)和培育思維模型破解這類問題，本文以如何構(gòu)建脫硝為主題的“微型專題”復(fù)習(xí)為例進行分析總結(jié)。

一、教學(xué)目標(biāo)

了解氮循環(huán)對人類生活和生態(tài)平衡的重要意義，通過構(gòu)建氮及其化合物的類-價二維知識網(wǎng)絡(luò)，讓學(xué)生掌握含氮物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化；通過真實脫硝反應(yīng)的方程式書寫，體悟化學(xué)對生產(chǎn)、生活的價值，構(gòu)建污染物消除的思維模型。

二、教學(xué)流程

教學(xué)環(huán)節(jié)情境線問題線素養(yǎng)線環(huán)節(jié)一構(gòu)建模型自然界中氮循環(huán)的示意圖什么是氮的固定?氮的固定有哪些途徑?人工固氮以及氮肥的生產(chǎn)和使用體悟氮的固定對提高人類生活水平的重要意義。從物質(zhì)類別和化合價兩個維度構(gòu)建氮元素轉(zhuǎn)化知識網(wǎng)絡(luò)圖,注重認(rèn)識思路的結(jié)構(gòu)化和化學(xué)學(xué)科本質(zhì)的內(nèi)化,初步構(gòu)建思維模型環(huán)節(jié)二應(yīng)用模型生產(chǎn)生活中的氮的氧化物消除實例從物質(zhì)類別和化合價的角度,分析消除氧化物污染途徑有哪些通過題組訓(xùn)練,從物質(zhì)類別和化合價兩個維度來體悟物質(zhì)轉(zhuǎn)化的方法及作用,促進化學(xué)知識的結(jié)構(gòu)化,認(rèn)識思路的顯性化,核心觀念的模型化。從生產(chǎn)實際出發(fā),體現(xiàn)從“宏觀”向“微觀”的認(rèn)識進階,體現(xiàn)化學(xué)的本質(zhì)及社會價值功能環(huán)節(jié)三升華模型生產(chǎn)生活中的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的脫除實例運用模型分析消除銨態(tài)氮和硝態(tài)氮污染的途徑學(xué)生在進行自我修正模型中進行深度學(xué)習(xí),促進高階思維的發(fā)展,積極轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式,提升學(xué)習(xí)能力

題組訓(xùn)練：氮的氧化物消除

【例1】(1)選擇性催化還原技術(shù)(SCR)是目前最成熟的煙氣脫硝技術(shù)，即在催化劑作用下，用還原劑(如NH3)選擇性地與NOx反應(yīng)生成N2和H2O。在催化劑作用下，尿素[CO(NH2)2]也可以和NOx反應(yīng)生成N2和H2O。寫出CO(NH2)2與NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。

(2)目前，科學(xué)家還在研究一種以乙烯作為還原劑的脫硝(NO)原理，其脫硝機理示意圖如圖1所示。寫出該脫硝原理總反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。

圖1

(2)臭氧可用于煙氣脫硝。O3氧化NO結(jié)合水洗，可產(chǎn)生HNO3和O2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。

【例3】(2019·江蘇卷·16改編)N2O、NO和NO2等氮氧化物是空氣污染物，含有氮氧化物的尾氣需處理后才能排放。NO和NO2的處理。已除去N2O的硝酸尾氣可用NaOH溶液吸收，主要反應(yīng)為

(1)下列措施能提高尾氣中NO和NO2去除率的有________(填字母)。

A.加快通入尾氣的速率

B.采用氣、液逆流的方式吸收尾氣

C.吸收尾氣過程中定期補加適量NaOH溶液

(2)吸收后的溶液經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾，得到NaNO2晶體，該晶體中的主要雜質(zhì)是________(填化學(xué)式)；吸收后排放的尾氣中含量較高的氮氧化物是________(填化學(xué)式)。

【答案】(1)BC (2)NaNO3NO

【例4】利用電化學(xué)裝置可消除氮氧化物污染，變廢為寶。

(1)NO2是大氣的主要污染物之一，某研究小組設(shè)計如圖2所示的裝置對NO2進行回收利用，裝置中a、b均為多孔石墨電極。下列說法正確的是________。

圖2

A.a為電池的負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)

B.電子流向：a電極→用電器→b電極→溶液→a電極

C.一段時間后，b極附近HNO3濃度增大

(2)圖3為電解NO制備NH4NO3的裝置。該裝置中陽極的電極反應(yīng)式為__________________________，“反應(yīng)室”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________。

圖3

(3)工業(yè)生產(chǎn)過程中NO尾氣處理方法有多種，其中間接電化學(xué)法原理如圖4所示。吸收塔內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)為______________________________，陰極的電極反應(yīng)式為______________________________。

圖4

【答案】(1)D

拓展思考：銨態(tài)氮與硝態(tài)氮脫除

(1)氨氮污水直接排放入河流、湖泊導(dǎo)致的環(huán)境問題是________。

(4)折點加氯法：向廢水中加入NaClO溶液，使氨氮氧化成N2，相關(guān)反應(yīng)如下：

探究NaClO的投加量[以m(Cl2)表示]對氨氮去除率的影響，實驗結(jié)果如圖5所示。

圖5

①當(dāng)m(Cl2)∶m(NH3)≥7.7時，污水中總氮去除率緩慢下降，其原因是________________________。

②當(dāng)m(Cl2)∶m(NH3)<7.7時，隨著m(Cl2)∶m(NH3)的減小，污水中余氯(除Cl-外的氯元素存在形式)濃度升高，其原因是________________________。

圖6

圖7

【答案】(1)水體富營養(yǎng)化

②加入次氯酸鈉量不足，部分氨氮以NH2Cl形式存在

三、教學(xué)反思

1.立足化學(xué)學(xué)科本質(zhì)，構(gòu)建類-價二維模型

化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)是以微觀視角研究宏觀物質(zhì)的變化，宏觀-微觀-符號三重表征思維方式體現(xiàn)出化學(xué)特征。在教學(xué)中，應(yīng)立足于化學(xué)學(xué)科本質(zhì)，在真實問題情境下，引導(dǎo)學(xué)生從物質(zhì)類別和元素化合價兩個視角構(gòu)建類-價二維模型，如圖8所示(在拓展至銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的脫除后還可以繼續(xù)完善類-價二維圖)，體會元素的分類觀、轉(zhuǎn)化觀等化學(xué)基本觀念，并運用知識網(wǎng)絡(luò)解決實際問題，有助于學(xué)生分析化學(xué)現(xiàn)象背后的本質(zhì)，提升學(xué)生的思維遷移能力，培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力。

圖8 類-價二維圖

2.注重真實問題情境創(chuàng)設(shè)，彰顯化學(xué)學(xué)科價值

在生產(chǎn)生活過程中會生成大量氮氧化物，合成大量銨態(tài)氮肥、硝態(tài)氮肥等，造成大氣污染和水系污染，因此，需要進行脫除處理，利用所學(xué)化學(xué)知識來了解污染物處理方法，更能體現(xiàn)化學(xué)的學(xué)科價值。污染物的處理涉及轉(zhuǎn)化排放，如氮的氧化物的脫除可轉(zhuǎn)化為N2進入大氣，從價態(tài)角度看選擇合適的還原劑將NOx還原為N2即可，亦可從氮的氧化物的性質(zhì)入手，利用轉(zhuǎn)化觀變廢為寶，最終形成如圖9所示脫硝思維導(dǎo)圖，使學(xué)生沐浴在真實的情境中，讓化學(xué)知識學(xué)有所用，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科價值，提升學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度以及社會責(zé)任感等必備的核心品質(zhì)。

圖9 脫硝思維導(dǎo)圖

3.注重思維顯性化、結(jié)構(gòu)化，提升學(xué)生學(xué)習(xí)力