利用廢舊干電池制氧氣

河北省圍場縣第一中學(xué) 孫 娟

利用廢舊干電池制氧氣

河北省圍場縣第一中學(xué) 孫 娟

初三化學(xué)開講了！

老師精彩的開篇實(shí)驗(yàn)：不怕燒的手帕、會(huì)跳舞的雞蛋、可以玩的“爆炸”……無一不使愛動(dòng)腦筋的聰聰心潮澎湃。這幾天，他無論看到什么東西都會(huì)想：我用它設(shè)計(jì)個(gè)什么實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?/p>

這一天，家里手電筒換新電池了。聰聰拿著換下來的兩個(gè)舊電池又尋思起來：做個(gè)啥實(shí)驗(yàn)?zāi)兀縿倢W(xué)習(xí)了“制取氧氣”，老師在實(shí)驗(yàn)時(shí)提到該反應(yīng)的催化劑不止一種，比如還可以用紅磚粉末。那這干電池里的粉末可不可以做這個(gè)反應(yīng)的催化劑呢？

說干就干，聰聰叫來了同班的明明和他一起做實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)材料：廢舊干電池1個(gè)，5%的雙氧水，玻璃瓶2個(gè)，香，火柴，螺絲刀。

實(shí)驗(yàn)步驟：1.如圖，用螺絲刀撬開廢舊干電池表面的金屬皮，取出其中的黑色粉末，倒入一個(gè)玻璃瓶內(nèi)。把點(diǎn)燃的香插入瓶中，觀察香能否燃起火焰。

2.將少量5%的雙氧水倒進(jìn)另一個(gè)玻璃瓶內(nèi)，把點(diǎn)燃的香插入瓶中，觀察香能否燃起火焰。

3.將雙氧水倒進(jìn)裝有黑色粉末的瓶內(nèi)，并將點(diǎn)燃的香插入瓶中，觀察香能否燃起火焰。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：步驟1中香沒有燃起火焰，說明黑色粉末不會(huì)放出氧氣；步驟2雙氧水中有少量氣泡產(chǎn)生，香沒有燃起火焰，說明過氧化氫溶液在常溫下能緩慢放出少量氧氣；步驟3雙氧水中有大量氣泡產(chǎn)生，香燃起火焰，說明在黑色粉末的作用下，過氧化氫會(huì)快速放出氧氣。

“哇！我制出了氧氣！廢舊電池中的黑色粉末也是過氧化氫分解的催化劑！我就是未來偉大的化學(xué)家！”聰聰有點(diǎn)得意忘形。這時(shí)在旁邊一直沒有說話的明明開口了：“這并不能證明它就是過氧化氫分解的催化劑啊，或許它是反應(yīng)物呢！”明明的話像給聰聰當(dāng)頭澆了一盆冷水，他一下子就清醒了：“是??！老師說過，驗(yàn)證某物質(zhì)是否是反應(yīng)的催化劑還要驗(yàn)證該物質(zhì)本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后是否發(fā)生了改變。我怎么一激動(dòng)就忘了呢？看來科學(xué)家可不是這么容易當(dāng)?shù)模乙院笠欢ㄒt虛謹(jǐn)慎！”

由于家里沒有托盤天平，無法稱量粉末的質(zhì)量，所以聰聰和明明決定設(shè)法驗(yàn)證粉末的化學(xué)性質(zhì)是否改變了。

繼續(xù)實(shí)驗(yàn)：當(dāng)步驟3中不再有氣泡產(chǎn)生時(shí)，向其中再加入過氧化氫溶液，看是否有氣泡冒出，點(diǎn)燃的香能否燃起火焰。

觀察現(xiàn)象：重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)，不斷有氣泡冒出，且香均能燃起火焰。

得出結(jié)論：黑色粉末在反應(yīng)前后，化學(xué)性質(zhì)沒有改變，是該反應(yīng)的催化劑。

那電池中的黑色粉末為什么能做過氧化氫分解的催化劑呢？它的成分是什么？為此，他們特意上網(wǎng)進(jìn)行了查詢，最終得知干電池多為鋅錳電池，粉末中會(huì)有未反應(yīng)完的二氧化錳，所以它能催化過氧化氫的分解也就不足為奇了。

另外，他倆還查到：新鮮的豬肝和生土豆片中因?yàn)楹羞^氧化氫酶，也能加快過氧化氫分解的速率。同學(xué)們，你們愿意試一下嗎？