一、 研究案例的背景： 環(huán)境是人類生存和發(fā)展的基本條件，是物質(zhì)文明建設(shè)的基礎(chǔ)。環(huán)境污染和生態(tài)破壞，工作和生活環(huán)境質(zhì)量惡化，威脅著人民群眾的健康。我國是電池生產(chǎn)和消費大國，去年電池產(chǎn)量和消費量達140億只，但回收率卻不足2％。廢棄鋅錳舊干電池在環(huán)境中的存在不僅污染環(huán)境，而且還能夠影響人類的健康。一粒小小的鈕扣電池可污染600立方米水，相當于一個人一生的飲水量；一節(jié)干電池可污染12立方米水、一立方米土壤，并造成永久性公害……人們在日常生活中，使用過的廢舊干電池，一直沒有得到很好的回收利用，造成了浪費，也污染了環(huán)境。其實，被放棄的干電池，其鋅殼只損耗了一小部分，二氧化錳也只起了一點氧化的作用，碳粉、石墨棒和銅帽還遠遠沒有補消耗。如果能加以回收和利用，就具有很好經(jīng)濟效益和社會效益。 二、 研究的目的意義： 1.了解干電池的反應(yīng)原理； 2.了解干電池的基本結(jié)構(gòu)（及主要污染物）； 3.了解干電池污染和回收現(xiàn)狀 4.了解同學(xué)們對干電池污染的了解和認識狀況 5.明確廢物分類回收的意義，增強環(huán)保意識。 三、 研究主要內(nèi)容： 1.查閱資料，明確干電池的基本反應(yīng)原理。 2.解剖廢干電池，了解干電池的結(jié)構(gòu)。 3.了解干電池回收情況，將解剖廢干電池得到的廢物分類回收提純， 4.進行實體試驗，觀察干電池浸出液對生物的毒害。 四、 研究的步驟： 1.閱讀教材中相關(guān)內(nèi)容，查閱相關(guān)文獻資料，明確干電池基本反應(yīng)原理。 2.根據(jù)反就原理和相關(guān)資料介紹，結(jié)合實物繪制廢干電池結(jié)構(gòu)原理圖。 3.解剖幾個廢干電池，并用1000ml蒸餾水浸泡48小時。 4.根據(jù)解剖廢干電池得到扔的廢物種類進行分類提純回收 5.進行干電池對動植物毒害實驗，寫出實驗報告。 6.撰寫研究心得和廢物分類回收利用的重要意義等方面的論文。 1.干電池有關(guān)資料 （查閱《化學(xué)》第二冊有關(guān)資料）干電池，學(xué)名原電池，干電池是一種化學(xué)電源，它是一種把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。因為這種化學(xué)電源裝置其電解質(zhì)是一種不能流動的糊狀物，所以叫做干電池，這是相對于具有可流動電解質(zhì)的電池說的。干電池不僅適用于手電筒、半導(dǎo)體收音機、收錄機、照相機、電子鐘、玩具等，而且也適用于國防、科研、電信、航海、航空、醫(yī)學(xué)等國民經(jīng)濟中的各個領(lǐng)域。 2.種類 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，干電池已經(jīng)發(fā)展成為一個大的家族，到目前為止已經(jīng)約有100多種。常見的有普通鋅-錳干電池、堿性鋅-錳干電池、鎂-錳干電池、鋅-空氣電池、鋅-氧化汞電池、鋅-氧化銀電池、鋰-錳電池等。 對于使用最多的鋅-錳干電池來說，由于結(jié)構(gòu)的不同又可分：糊式鋅-錳干電也、紙板式鋅-錳干電池、薄膜式鋅-錳干電池、氯化鋅鋅-錳干電池、堿性鋅-錳干電池、四極并聯(lián)鋅-錳干電池、迭層式鋅-錳干電池等。 3.鋅-錳干電池的結(jié)構(gòu)與原理 干電池的一節(jié)叫做電池的一個單體。鋅-錳干電池的一個單體是由如下部分組成的：鋅筒、電解質(zhì)層、炭包、炭棒、銅帽、封口劑、電池蓋和商標、熱塑套(或鐵皮)等。 鋅筒是電池的容器，又是電池的負極。它是一種溶解電極，在電池的放電過程中，鋅被逐漸溶解掉。 電解質(zhì)層在不同結(jié)構(gòu)的電池中，用的材料也不一樣。在糊式鋅-錳干電池中，其電解質(zhì)層是由濃縮的氯化銨水溶液、淀粉及少量氯化鋅，微量的升汞等混合成的糊狀物；在板式鋅-錳干電池中，是用紙板層代替了糊式鋅-錳干電池中的電糊層。紙板層比電糊層薄得多，所以同樣體積的電池，紙板式干電池的炭包比電糊式干電池的炭包體積可以做的大些，干電池的放電容量也大些。紙板是由不含金屬雜質(zhì)的優(yōu)質(zhì)牛皮紙為基紙，涂上調(diào)好的電糊烘干而成的；在迭層式鋅-錳干電池中，電解質(zhì)層是一種隔膜紙，它是一種吸有電解液的表面有淀粉層的漿紙層。 炭包是由二氧化錳糊混合入導(dǎo)電材料石墨或乙炔黑而成的，它是干電池的正極。 2007-3-3 21:36 回復(fù) 帥聯(lián)_montage 0位粉絲 2樓炭棒位于炭包的中央，是炭包的集流體，在它的頂端裝有銅帽，是電池的正極端。 封口劑對電池起密封作用，大部分電池是用瀝青做封口劑的，也有用樹脂或石臘做封口劑的，有了封口劑才能防止電池內(nèi)部水份的蒸發(fā)及漏液。 電池蓋多數(shù)由塑料制成，起保護作用。 干電池屬于化學(xué)電源中的原電池，是一種一次性電池，它以二氧化錳為正極，以鋅筒為負極，把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芄┙o外電路。在化學(xué)反應(yīng)中由于鋅比錳活潑，鋅失去電子被氧化，錳得到電子被還原。 電池內(nèi)的主要反應(yīng)： 負極(鋅筒) Zn-2e→Zn2+ 正極(石墨) 2NH4++2e→2NH3+2[H](電解液中) 2MnO2+2[H]+ 2H2O + 2NH3→2MnOOH+2OH-+2NH4+ 電解液: NH4Cl & Zn(NH3)2 Zn2++2NH4Cl+2OH-→Zn(NH3)2Cl2↓+2H2O 總反應(yīng): Zn+2NH4Cl+2MnO2== Zn(NH3)2Cl2↓+2MnOOH (Mn2O3+H2O) 4. 鋅-錳干電池的主要污染物和危害 電池中含有汞、鎘、鉛、銅等重金屬物質(zhì)，這些有毒物質(zhì)通過各種途徑進入人體內(nèi)，長期積蓄難以排除，損害神經(jīng)系統(tǒng)、造血功能和骨骼，甚至可以致癌。汞及其化合物具有強烈的毒性；鉛能造成人體神經(jīng)的紊亂、消化系統(tǒng)損害和其他的病變等；鎘具有致癌作用并是造成腎損傷以及骨質(zhì)疏松、軟骨癥、骨折等骨質(zhì)疾病的元兇。若把廢電池混入生活垃圾中一起處理，重金屬可以經(jīng)過食物鏈的生物放大作用，逐級在較高級的生物體中富積，最終經(jīng)過食物鏈進入人體，在某些器官中蓄積造成慢性中毒；同時，滲出的重金屬可能污染地下水和土壤，直接或間接威害人體健康。 5. 鋅-錳干電池的回收現(xiàn)狀 5.1我國廢舊電池的回收 我國是電池生產(chǎn)和消費大國，去年電池產(chǎn)量和消費量達140億只，但回收率卻不足2％。鋅錳電池的回收基本上還是空白，主要是數(shù)量大、品種多，難于分類，收集困難；國家一直沒有相應(yīng)的政策法規(guī)也是主要原因之一。其處理方法一般是填埋。 5.2國外廢舊電池回收現(xiàn)狀 法國設(shè)有專門的廢舊電池的有害垃圾填埋廠，除含鎳、鎘外的各類廢電池一般都運往這類垃圾填埋場。瑞士規(guī)定向每位電池購買者收取少量廢電池加工專用費。其境內(nèi)有兩家專門加工廢舊電池的工廠，回收期中的汞、鋅等貴重金屬，剩下的鐵錳合金可以作為煉鋼的原料。另一家工廠則是直接從電池中提取鐵元素，并將氧化錳、氧化鋅、氧化銅和氧化鎳等金屬混合物作為金屬廢料直接出售。不過，此種熱處理的方法花費較高。日本野村興產(chǎn)株式會社主要業(yè)務(wù)是廢棄電池處理和廢熒光燈處理。他們每年從全國收購的廢電池達13000噸，收集的方式93％是通過民間環(huán)保組織收集，7％是通過各廠家收集。以往，主要是回收其中的汞，但目前日本國內(nèi)電池已經(jīng)不含汞了，主要回收電池的鐵殼和其他金屬原料，并進行二次產(chǎn)品的開發(fā)制造。德國在政策方面加強對廢舊電池的管理，實施了廢舊電池回收管理新規(guī)定。規(guī)定要求消費者將使用完的干電池、鈕扣電池等各種類型的電池送交商店或廢品回收站回收，商店和廢品回收站必須無條件接受廢舊電池，并轉(zhuǎn)送生產(chǎn)廠家進行回收處理。美國、日本等國家規(guī)定廢舊電池回收后交到企業(yè)處理，每處理一噸政府給予一定補貼；韓國生產(chǎn)電池的廠家，每生產(chǎn)一噸要交一定數(shù)量的保證金，用于回收處理的費用，并指定專門的工廠進行處理。還有的國家對電池生產(chǎn)企業(yè)征收環(huán)境治理稅或?qū)U舊電池處理企業(yè)進行減免稅等。 5.3 廢舊電池的回收流程圖： 6.關(guān)于鋅錳干電池對動植物危害的實驗報告 23
