◆梁 偉

(東營市勝利第一中學(xué))

淺談化學(xué)自主探究實(shí)驗(yàn)
——《化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化》一章的學(xué)生課外活動(dòng)

◆梁 偉

(東營市勝利第一中學(xué))

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(shí)，結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活中的廢舊電池的回收再利用問題使學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)有了更為深入的認(rèn)識(shí)，不僅使學(xué)生對(duì)課本知識(shí)有了更深入的理解體會(huì)，也更好的提高了大家的環(huán)保意識(shí)。

化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 廢舊電池回收 自主探究實(shí)驗(yàn)

一、選題實(shí)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(duì)現(xiàn)實(shí)生活的體會(huì)以及對(duì)課本知識(shí)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(shí)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(duì)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(dòng)，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(duì)環(huán)境危害最大的。廢舊電池被拋棄后，隨著時(shí)間的推移，外殼逐漸被腐蝕，里面的內(nèi)容物會(huì)隨之泄露造成污染。

2.廢電池廢中有寶

廢舊電池盡管會(huì)造成污染，但是學(xué)生會(huì)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(jià)值很高。

第二階段：學(xué)校團(tuán)委組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)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(duì)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?cè)谛?nèi)先組織了一次宣傳活動(dòng)，在活動(dòng)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(shí)驗(yàn)室的具體情況設(shè)計(jì)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(shí)，進(jìn)行了深入的思考后根據(jù)學(xué)校的實(shí)際，利用校實(shí)驗(yàn)室一套廢電池再利用的回收實(shí)驗(yàn)，回收方案如下：

[實(shí)驗(yàn)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(tái)、濾紙、玻璃棒、蒸發(fā)皿、酒精燈等。

[實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室制Cl2和制O2的原料，這樣既回收了廢舊電池，也為實(shí)驗(yàn)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(yàn)證MnO2

在兩個(gè)試管中分別加入H2O2溶液，在其中的一個(gè)試管里加入少量的制取的黑色固體，若反應(yīng)相對(duì)于另一個(gè)試管反應(yīng)速度迅速加快，則黑色固體為MnO2，MnO2對(duì)H2O2的分解起到催化作用。

5．驗(yàn)證NH4Cl

分成兩部分檢驗(yàn)，分別是NH4+和Cl-，其中NH4+的檢驗(yàn)，取小試管裝入由回收實(shí)驗(yàn)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(yàn)，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(gè)試驗(yàn)可以證明制得的白色固體是NH4Cl。

第五階段：根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(shí)用于實(shí)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(huì)化學(xué)的魅力和用途，真正使知識(shí)學(xué)以致用。

[1]普通高中課程實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書.化學(xué)反應(yīng)原理.山東科學(xué)技術(shù)出版社