废旧电池的危害、回收与利用科技实践活动资料.doc

科技创新大赛 科技实践活动报告 废旧电池的危害、回收与利用 西华县第二高级中学绿茵协会 辅导教师 赵凤勤 周建军　 废旧电池的危害、回收与利用科技实践活动报告 西华县第二高级中学绿茵协会 辅导教师 赵凤勤 周建军　 主题词：危害、回收、调查 一、研究背景环境是人类生存和发展的基本条件，是物质文明建设的基础。环境污染和生态破坏，工作和生活环境质量恶化，威胁着人民群众的健康。保护环境，实质就是保护物质生产活动持续稳定、协调发展的物质基础。600立方米水，相当于一个人一生的饮水量；一节干电池可污染12立方米水、一立方米土壤，并造成永久性公害…… 人们在日常生活中，使用过的废旧干电池，一直没有得到很好的回收利用，造成了浪费，也污染了环境。其实，被废弃的干电池，其锌壳只损耗了一小部分，二氧化锰也只起了一点氧化的作用，碳粉、石墨棒和铜帽还远远没有被消耗。如果能加以回收和利用，就具有很好经济效益和社会效益。 二、研究的目的意义： ① 了解原电池的反应原理，初步掌握科学研究的基本方法； ② 了解干电池的基本结构； ③ 明确废物分类回收的意义，增强环保意识。 三、研究的主要内容： ① 查阅资料，明确干电池的基本反应原理，巩固原电池原理的相关知识。 ② 通过解剖废干电池，了解干电池的结构，并绘制干电池的结构图。 ③ 将解剖废干电池得到的废物分类回收提纯，提高实验技能，增强环保意识。 四、研究的步骤： ① 阅读教材中相关内容，查阅相关文献资料，明确干电池基本反应原理。 ② 根据反应原理和相关资料介绍，结合实物绘制干电池结构原理图。 ③ 解剖几个废干电池，验证绘制的结构原理图的正确性，并作适当修改。 ④ 根据解剖废干电池得到的废物种类进行分类提纯回收，写出实验报告。 ⑤ 撰写研究心得和废物分类回收利用的重要意义等方面的论文。 五、研究过程 化学电池的原理化学电源是一种直接把化学能转变为电能的装置，习惯上称作电池。电池由正极、负极、电解质、隔膜和容器五个部分组成，其中最主要的是正极、负极和电解质三个部分。 一般地，电池放电时，负极上总是发生氧化反应，并放出电子；而正极上总是获得电子，发生还原反应。但有些电池的反应，并不都是按氧化还原反应进行，而是以“嵌入—脱嵌”的方式进行。 1．构成原电池的条件 （1）电极材料是由活性物质与导电极板所构成，所谓活性物质是指在电极上可进行氧化还原的物质。两电极材料活性不同，在负极上发生氧化反应；正极上发生还原反应。 （2）电解液：含电解质 （3）构成回路。 2．原电池正负极的确定 将铜锌两种金属放在电解质溶液中，用导线连接，便构成原电池的两极，如图1．由于Cu、Zn两种金属电势高低不同，所以存在着电势差．电子总是从低电势的极流向高电势的极． 电势的高低一般可根据金属的活泼性确定：金属越活泼其电极电势就越低，金属越不活泼其电极电势就越高．由于锌比铜活泼，所以电子总是从锌极流向铜极． 电化学上把电子流出的极定为负极，流入的极定为正极．如图1.所示，锌为负极，铜为正极。电极反应：负极：Zn-2e-→Zn2+ 正极：2H+ ＋2e-→H2 以上介绍了铜——锌原电池，我们也可以利用同样的原理，把其他的氧化还原反应设计成各种不同的电池。在这些电池中，一般都用还原性较强的物质作为负极，负极向外电路提供电子；用氧化性较强的物质作为正极，正极从外电路得到电子；在电池内部，两极之间填充电解液。放电时，负极上的电子通过导线流向用电器，从正极流回电池，形成电流。 图1. 铜锌原电池原理 图2.干电池原理示意图 下面，简单介绍一种比较常见的电池——干电池。手电筒中的干电池一般是普通的锌—锰干电池，它的结构和反应原理如下： 锌—锰电池内的主要反应： 负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应） 正极（碳棒）：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H20 总反应：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2 干电池的外壳是金属锌，作负极，中心碳棒（石墨）是正极，碳律周围由一层纸质包裹的黑色物质，这是石墨粉和二氧化锰的混合物，纸质和锌壳之间填满了糊状白色电解液，其成分是氯化铵、氯化锌和淀粉糊。干电池放电主要是通过锌筒上失去电子，而被氧化成Zn2+而进入电解质溶液中，电解质溶液中的NH4+获得电子被还原成NH3，从而使灯泡在电子转移的过程中获得电能而发光。 化学电池的种类 化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置。化学电池的主要部分是电解质溶液，和浸在溶