干电池的结构和废旧电池的收回运用
一、问题的提出
现在人们在社会日子中简直一天也离不开电池。按我国年产电池180多亿只核算,人均一年要消费6~7节电池,最常运用电池的是寻呼机、手机、袖珍收音机、随身听、遥控器等。电池的品种也各异,有锌锰干电池、锌银电池、锂电池、燃料电池等。这些电池的结构怎么,根本作业原理是什么,重要用处有哪些,废旧电池的损害在哪里……带着这些问题,咱们展开了这一课题的研讨。 二、研讨方案的规划
1.研讨意图
(1)知道电池的分类、结构,根本作业原理,首要用处及对环境的损害。经过收回干电池,防治污染,变废为宝,增强环保认识。
(2)依据C、MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质差异,联络溶解、过滤、蒸腾、结晶、加热、灼烧等操作,探究将这几种物质从混合物中逐个分离出来的办法及NH4+、Zn2+、MnO2的查验操作。
(3)经过试验感悟求知进程,拓宽所学的常识,稳固试验操作技能,训练思想质量,培养立异才能。
(4)了解我国废旧电池的收回状况以及收回存在的困难,废旧电池的收回运用技能等。
2.研讨办法
文献法、试验法、市场查询法。
3.研讨进程
(1)预备。确定子课题:①电池的品种,②干电池的结构,③废旧电池的损害,④废旧电池的收回及运用。
(2)分子课题展开试验活动。
(3)会集沟通与评论。
4.总结研讨成果。以小论文、市场调研表、试验报告方式完结。
三、研讨方案的施行
1.试验进程
学生分子课题执行使命后,当即展开举动。①④两个子课题的同学查阅很多的电子、教育、机械、卫生等方面的书本,运用校园的电子阅览室,下载了很多有关常见电池的介绍、电池创造、发展史、废旧电池对环境的损害及收回技能等材料。②③两个子课题的同学提早一周搜集了废旧干电池,带着极大的好奇心,兴味盎然地动手“解剖”干电池。
【操作】用钳子和剪刀剪开锌筒,将锌皮和碳棒分离出来,用毛冲洗洁净,电池内黑色粉末用药匙移入小烧杯,其他杂物放入废物箱。
【评论】电池内的黑色粉末包含哪些成分?哪些成分能被收回运用?电池的正负极电极反响别离是什么?
【定论】干电池是以Zn皮制成的圆筒形外壳作负极,顶端附有铜帽的石墨碳棒作正极,筒内填充ZnO、NH4Cl和淀粉糊的混合物,在石墨正极邻近又裹着一层粉末状的MnO2。
干电池的南北极反响为:
负极:Zn-2e-=2Zn2+
正极:2NH4++2e-=2NH3+H2
MnO2作为去氢剂,把新生成的“活性氢”氧化成水H2+2MnO2=Mn2O3+H2O,氨则与Zn2+结组成[Zn(NH3)4]2+。
面临自己解剖得到的产品,学生十分振奋,关于锌皮,他们知道能够制氢气；碳棒可作电极,二氧化锰可作制O2的催化剂,那么剩余的黑色物质还有什么成分,又有什么用处。关于他们的发问,我暗示他们用学过的化学常识来操作判定。
【操作】取固体溶于水,用玻璃棒拌和,过滤,得到无色滤液和黑色滤渣,加热,蒸腾滤液至有晶体停止,得白色晶体；将滤渣加热,蒸干,得到黑色固体。将白色晶体用温水溶解,将湿润的赤色石蕊试纸贴在表面皿底,盖在小烧杯口。
现象:试纸变蓝色,还可闻到刺激性气味。
阐明:干电池内有NH4+。
将少数黑色固体参与装有H2O2的试管,并将一支带火星的木条放入试管口。
现象:试管内有很多气泡发生,带火星的木条复燃。
阐明:木条复燃,证明有O2发生,必定有起催化作用的物质。
附图 试验设备
【考虑】怎么提纯NH4Cl。学生规划的实
验设备如附图。
【评论】怎么用所收回的材料规划原电池设备。
四、研讨成果与收成
1.经过解剖,学生把握了电池的结构,了解了电池的作业原理,一同运用所收回的材料再次拼装原电池。
2.经过对材料的查阅,学生了解到废旧电池对人类的损害。
废旧电池中含有Hg、Pb、Cr、Ni等金属及酸碱盐等电解质溶液,对人体及生态环境有不同程度的损害。有材料显现,一节一号电池烂在地里,能使一大片的土壤永久失掉运用价值；一粒扣子电池可使600t水遭到污染,相当于一个人终身的饮水量。若将废旧电池混入日子废物一同填埋或顺手丢掉,渗出的Hg及重金属物质会浸透于土壤,污染地下水,从而进入鱼类、农作物中,损坏人类的生存环境。人体吸收到这些重金属后,Hg会损坏人体中枢神经,Cr易引起人体缓慢中毒,首要病症有肺气肿、骨质钙化、贫血乃至形成人体瘫痪；而Pb进入人体最难分泌,它会搅扰肾功用、生殖功用等。
3.拓宽了常识面,训练了学生搜集、处理信息的才能。
在进行干电池的解剖研讨和废旧电池的收回查询中,学生学会了简略的查询、分类、剖析、比较等常识,了解到锌锰干电池的电池表明式为Zn|NH4Cl,ZnCl2|MnO2；锌银电池Zn|KOH|Ag2O；锂电池Li|MnO2；Li|CF2；锌空气电池Zn|KOH|O2；还有比方海水电池,新式燃料电池,扣子电池等。知道了1958年世界上第一个心脏起搏器内安装了寿数最长、可靠性最高的锂碳电池,这种电池在火箭、移动电话、笔记本电脑中广泛运用。再比方废旧电池的收回有湿法冶金、常压冶金等。厚街中学高二(5)班的同学经过问卷、造访、查阅文献等,用几个月的时刻完结了“关于废旧电池现状查询与研讨”的查询报告。定论是我国废旧电池收回率只要1%~2%,他们对废旧电池损害大而收回现状差感到震动。五名中学生在查询中发现,有近多半的居民以为废旧电池收回活动“与自己无关”或“没时刻参与”,有87%的居民将废旧电池与日子废物一同丢掉。
五、研讨领会
经过查询,学生自发搜集了关于废旧电池的损害、收回及再运用等材料,并把这些材料装订成册,分小区发小册子并在居民小区设立了废旧电池收回箱。一同向政府提出建议,研制环保电池,电池生产厂家必须有相应的废旧电池处理才能与再生才能,电池销售商应采纳办法(如以优惠价以旧换新等)以鼓舞电池收回并在电池上贴上电池收回品种,标明其成分。顾客能够回绝购买无正确标识的电池产品。学生理解一个小小的电池居然蕴藏如此多的学识,这增强了他们科学研讨的决心,在研讨进程中,学生在查找材料与试验中也遇到了必定的困难,但在全体同学的团结合作下,他们处理了困难。培养科学的人生观和世界观,从我做起,从身边的科学识起,保护环境,人人有责。
