梁偉
結(jié)合高中化學(xué)選修《化學(xué)反應(yīng)原理》中《化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化》的原電池以及電解池的相關(guān)知識,結(jié)合現(xiàn)實生活中的廢舊電池的回收再利用問題使學(xué)生對綠色化學(xué)有了更為深入的認(rèn)識,不僅使學(xué)生對課本知識有了更深入的理解體會,也更好的提高了大家的環(huán)保意識。
化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 廢舊電池回收 自主探究實驗一、選題實際,激發(fā)興趣
自從學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)原理的電化學(xué)內(nèi)容后,學(xué)生通過日常生活觀察可以發(fā)現(xiàn)很多使用電池的地方,介于學(xué)生對現(xiàn)實生活的體會以及對課本知識的應(yīng)用我們進(jìn)行了一次關(guān)于廢舊電池回收和再利用的課題研究。通過此課題,可以使學(xué)生更好的明確電化學(xué)知識和生活的密切聯(lián)系以及使學(xué)生更好的了解綠色環(huán)?;瘜W(xué)對于生活生產(chǎn)的重要作用。
二、探究明確,步驟合理
第一階段:學(xué)生自主活動,可以通過網(wǎng)上查閱,借助圖書館藏書等方式收集相關(guān)信息,這樣可以使學(xué)生更好的了解廢舊電池的危害以及一些現(xiàn)有的處理方法,現(xiàn)整理如下:
1.廢舊電池的危害
廢舊電池中含有汞、鉛、鋅等金屬,而其中的重金屬是對環(huán)境危害最大的。廢舊電池被拋棄后,隨著時間的推移,外殼逐漸被腐蝕,里面的內(nèi)容物會隨之泄露造成污染。
2.廢電池廢中有寶
廢舊電池盡管會造成污染,但是學(xué)生會想到其中的資源也是可以利用的,錳、鋅等都可以再回收,而且回收價值很高。
第二階段:學(xué)校團(tuán)委組織學(xué)生進(jìn)行實地考察,了解現(xiàn)在廢舊電池的去向和一些現(xiàn)有的處理方法。
現(xiàn)在不僅中國,國際上其他國家也是對廢舊電池的處理十分重視,主要的處理方法有三種:固化深埋、存放于廢礦井、回收利用。
第三階段:在學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的支持下,我們在校內(nèi)先組織了一次宣傳活動,在活動后同學(xué)們又自發(fā)組織了一次廢舊電池的回收,并且將回收的廢舊電池進(jìn)行了歸類劃分,根據(jù)我校實驗室的具體情況設(shè)計了一套回收利用方案。
第四階段:學(xué)生利用回收回來的廢電池,根據(jù)課上講過的電化學(xué)知識,進(jìn)行了深入的思考后根據(jù)學(xué)校的實際,利用校實驗室一套廢電池再利用的回收實驗,回收方案如下:
[實驗儀器及藥品]回收的干電池若干、H2O2溶液、AgNO3溶液、NaOH溶液、剪刀、燒杯、坩堝、鐵架臺、濾紙、玻璃棒、蒸發(fā)皿、酒精燈等。
[實驗過程及步驟]
1. MnO2的回收
將回收的廢舊電池用剪刀小心剪開,取出黑色內(nèi)容物,用蒸餾水洗滌,干燥后在坩堝中加熱使其上附著的炭粒等燃燒,冷卻后即可回收MnO2,MnO2可用做實驗室制Cl2和制O2的原料,這樣既回收了廢舊電池,也為實驗室提供了新的藥品,一舉多得。
2. 提取NH4Cl
將回收的廢電池中的內(nèi)容物放在燒杯中加蒸餾水溶解,并用玻璃棒攪拌加速溶解過程,后過濾,將濾液置于蒸發(fā)皿中小心蒸發(fā),得白色固體,后利用高中課本上的升華裝置進(jìn)行提純NH4Cl。
3. 制取Zn
將干電池的鋅筒小心剪碎,將剪碎的鋅片放在坩堝中加強(qiáng)熱,熔化后小心地將其倒入冷水中,制得鋅粒。
4.驗證MnO2
在兩個試管中分別加入H2O2溶液,在其中的一個試管里加入少量的制取的黑色固體,若反應(yīng)相對于另一個試管反應(yīng)速度迅速加快,則黑色固體為MnO2,MnO2對H2O2的分解起到催化作用。
5.驗證NH4Cl
分成兩部分檢驗,分別是NH4+和Cl-,其中NH4+的檢驗,取小試管裝入由回收實驗制得的白色固體配成的濃溶液,加入濃NaOH溶液加熱,產(chǎn)生的氣體可以是濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán),則里面含NH4+。其中Cl-的檢驗,另配相同溶液,加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,則證明有Cl-。通過這兩個試驗可以證明制得的白色固體是NH4Cl。
第五階段:根據(jù)實驗結(jié)果組織學(xué)生進(jìn)行結(jié)題,匯總資料,撰寫論文。而后結(jié)合學(xué)生將書本知識用于實踐的愿望,我們組織學(xué)生進(jìn)行了關(guān)于廢舊電池回收的宣傳,讓人們更能體會化學(xué)的魅力和用途,真正使知識學(xué)以致用。
參考文獻(xiàn):
[1]普通高中課程實驗標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書.化學(xué)必修一.山東科學(xué)技術(shù)出版社.
[2]普通高中課程實驗標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書.化學(xué)反應(yīng)原理.山東科學(xué)技術(shù)出版社