在選擇研究性課題時,我們對《廢電池的回收與利用》這個課題非常感興趣。大家都知道,隨著科學技術的不斷發展,人民生活水平的不斷提高,使用電池已成為我們日常生活中不可缺少的壹部分。然而,電池可以說是生產多少,最終就廢棄多少;集中生產,分散汙染;短期使用,長期汙染。如今廢電池的危害已成為全世界人們***同關註的環境問題。世界各國都在研究處理廢電池的最佳方案。雖然現在已取得了卓有成效的成果,但還不能根本解決這個問題。因此,尋找處理廢電池的最佳方案已成為各國許多科學家的科研方向。
我們學生也是使用電池的壹個群體。作為跨世紀的壹代,我們應該提高自己的環保意識,回收電池從我做起。因此我們高壹***有五人選擇此課題作為自己的研究性課題。
研究過程及結果
壹、選題
剛開始我們幾個在日常生活中都發現壹些商場內設有廢電池回收箱。電池用過後為什麽要回收呢?我們對此非常好奇。因此當學校在去年11月末開設研究性學習課程後我們選擇了這個課題作為研究性課題。
二、定題
最初,我們確定的課題是《為什麽廢電池要回收》。為此,我們廣泛收集了相關問題。在第壹次小組集中時,我們通過激烈的討論並聽取了老師的意見後,認為,我們不應只把目光局限在回收上,還應把課題拓展到另壹個更受人關註的問題——能源問題上,因此我們最終將課題確定為《廢電池的回收與利用》。
三、開題
第二次集中,我們就這個題目分析了課題現狀,明確了該課題的目的與意義、課題研究的學術目的、課題研究的主要內容和研究特色和創新之處,另外進行了小組分工、設計了活動步驟。依據這些我們填寫了開題報告。
四、我們課題研究的實施***分為了五個階段:
第1階段:今年1月17日至2月14日,通過上網和到圖書館查閱等方式查找相關資料。我們在查找大量資料後了解到(壹)、廢電池是人類健康的潛在殺手
人們日常使用的電池是靠化學作用,通俗的講就是靠腐蝕作用而產生電能的。其中的有害物質如重金屬鉻、汞、鎘等對人體的危害是極大。壹節紐扣電池能汙染60萬升水,而壹節壹號電池爛在地裏能使壹平方米的土地失去使用價值。所以廢電池的回收勢在必行。
(二)、廢電池廢中有寶
廢電池並不是僅給人類帶來危害,它裏面還蘊含著很多資源。例如紐扣電池含有鋰、錳、銀等稀有金屬;鉛蓄電池中含有鉛;手機電池中含有鎘,這些物質回收價值很高。現已有工廠開始進行這方面的回收、提取工作。另外在普通幹電池中還含有鋅、銅、錳粉等資源。
隨著課題的不斷深入,我們又對廢電池的實際回收、處理過程產生了興趣。於是
第2階段:2月中旬,我們參觀了廢電池回收工廠---大連開發區東泰公司。並采訪了他們的劉總工程師。
通過采訪我們了解到國際上對廢電池的處理十分重視,國際上通行的廢舊電池處理方式大致有三種:固化深埋、存放於廢礦井、回收利用。
西歐許多國家將收集起來的廢電池先用專門篩子篩選出紐扣電池,提取其中所含的汞加以利用。其余的各類廢電池壹般運往專門的有毒、有害垃圾填埋場。這種做法不僅花費太大,而且還造成其中有用物質的浪費。
德國馬格德堡近郊區正在興建壹個“濕處理”裝置,在這裏除鉛蓄電池外,各類電池均溶解於硫酸,用這種方式獲得的原料比較純凈,電池中包含的各種物質有95%都能提取出來。
我國廢電池的危害已受到國家的高度重視,並被列入十五計劃的重點項目中,有關政策今年就要出臺。目前我國還沒有統壹處理廢舊電池的方法。不過據悉我國將采取濕法處理廢電池。
通過這次實地訪問我們不僅進壹步對廢電池的危害和裏面蘊含的資源有了更深刻的認識,而且增強了我們保護環境的社會責任感。從而我們進入了第三階段。
第3階段:今年2月末,在校團委等老師及校學生會的幫助下,我們在校內外搞了壹次有關廢電池回收的宣傳活動。宣傳活動結束後,同學們並不只局限於這些。大家都希望能根據我校實際情況也設計壹套回收方案。於是我們進入了第4階段。
第4階段:3月初,利用回收回來的廢電池,根據學校的實際,利用校實驗室設計壹套廢電池再利用的回收實驗。回收方案如下:
[實驗藥品]壹號幹電池若幹;3%的過氧化氫溶液;合成洗滌劑;硝酸銀水溶液;氫氧化鈉溶液
[實驗儀器]錘子、剪子、燒杯、帶鐵圈的鐵架臺、漏鬥、濾紙、玻璃棒、蒸發皿、坩堝、酒精燈、試管
[實驗步驟]
1. 二氧化錳的回收
將廢電池小心打碎,取出黑色內容物,用清水洗滌多次,曬幹後,放在蒸發皿中加熱,使二氧化錳中的碳粒等燃燒掉,邊加熱邊攪拌,冷卻後即可用於制氯氣和制氧其中。加熱時不宜溫度過高,以防變質:
4MnO2 2Mn2O3+O2↑
2. 提取氯化銨
將電池理的黑色物質放在水裏攪拌溶解並過濾,將部分濾液放在蒸發皿中蒸發,得白色固體,在加熱,利用“升華”收集較純的氯化銨。
3. 制取鋅粒
將鋅筒上的鋅片剪成碎片,放在坩堝中強熱(鋅熔點419℃),熔化後小心地將鋅液倒入冷水裏,得鋅粒。
4.驗證二氧化錳
在兩個試管中分別加入3%的過氧化氫溶液3ml和合成洗滌劑溶液3—4滴。在其中的壹個試管裏加入少量的制取的黑色固體,若反應相對於另壹個試管反應速度迅速加快,則黑色固體為二氧化錳。
5.驗證氯化銨
在兩個試管中分別滴加由白色固體配成的濃溶液3ml,在第壹個試管中滴加氫氧化鈉溶液,若有刺激性氣味氣體逸出,說明濃溶液中含銨根離子。在第二個試管中滴加酸化過的硝酸銀溶液,若有白色沈澱生成,說明該溶液中含有氯離子。從而證明白色固體為氯化銨。
第5階段:到了今年4月初,我們小組開始結題,匯總資料,撰寫論文。4月末我們小組通過選拔,被推薦參加全校性的研究性學習成果匯報展示,
在校研究性學習匯報結束後,我們想進壹步擴大有關廢電池回收的宣傳範圍,因此我們選擇了學校附近剛開業的沃爾瑪超市。在那裏我們通過發宣傳單和張貼宣傳標語的形式向人們宣傳廢舊電池應回收的道理。
感 受
它讓我們知道了應該如何學習。以前總是老師教壹點兒就學壹點兒,壹遇到老師沒講過的就束手無策了。通過這次研究性學習,即使以後再遇到老師沒講過的,我們也知道要到圖書館或上網查找資料,進行自學。
——史秀文
研究性學習活動拓展了我們的知識面,提高了我們的社會交際能力。為了完成這次研究性學習,我們不僅在網上查找了有關資料,而且還到工廠實地參觀、訪問。雖然在采訪劉總工程師時我們都很緊張,很多東西都忘了問,但是我們都認為這次活動特別有意義。
—劉晶
通過這次研究性課程的學習,使我感受到集體協作的重要性,增強了我的組織能力。最重要的是使我們認識到環境汙染問題的嚴重性,使我們樹立起熱愛環境,保護環境的意識。
——趙妍妍
我們不再怕做化學實驗了。在我們的印象裏,化學藥品似乎很可怕,但通過這次研究性學習,我們才認識到,化學藥品只要正確使用,是不會傷害到我們的。現在我希望第二輪研究性學習活動快點開始。
——張秀雲
通過研究性學習活動,我體會到科學就是實事求是,追求真理要有堅定的信念,面對挫折,不能言敗,不能放棄,要有急流勇進、勇於探究的精神。我真的體會到了科學成果來之不易。