現(xiàn)代生活化學(xué)-第九章-娛樂與化學(xué)

9．1喜慶用品

一、爆竹和鞭炮

我國(guó)人民有一個(gè)傳統(tǒng)習(xí)慣，在喜慶吉日、喬遷開業(yè)之時(shí)，都要放爆竹、鞭炮，以示慶賀，增添喜慶氣氛。用硬紙做成筒殼，裝入火藥，并引出導(dǎo)火索（30%硝酸鉀溶液浸過的紙卷），則成為爆竹。將若干爆竹用導(dǎo)火索連接，則為鞭炮。爆竹內(nèi)的火藥是以1硫2硝3炭的黑色火藥為基礎(chǔ)發(fā)展而來的，一般配方是：硫磺（S）2克硝酸鉀（KNO3）3克炭粉（C）4.5克蔗糖（C12H22O11）5克鎂粉（Mg）1～2克第一頁第二頁，共30頁。爆炸反應(yīng)的特點(diǎn)有：①反應(yīng)速度極快，如1千克硝銨（NH4NO3）炸藥反應(yīng)時(shí)間為十萬分之三秒，功率達(dá)30萬馬力，比一般氣體混合物爆炸快萬倍；②產(chǎn)生大量熱并導(dǎo)致高溫。如1千克硝銨爆炸時(shí)可放出3850～4932千焦熱量，溫度可達(dá)2400～3400℃；③體積急劇膨脹，并有沖擊波。如1千克硝銨產(chǎn)生869～963升氣體，遠(yuǎn)超過一般氣體混合物的作用；④低敏感度。即任何炸藥只要外界供給一定的起爆能就會(huì)引爆，有時(shí)極微小的震動(dòng)就足以達(dá)到引爆要求無需直接點(diǎn)火。例如硝化甘油（硝酸甘油酯）在160℃時(shí)，起爆能僅0.2kg·m/cm2。

點(diǎn)燃后的爆炸反應(yīng)主要是：S＋2KNO3＋3C＝K2S＋N2＋3CO2＋707千焦

第二頁第三頁，共30頁。2005年12月11日，巴基斯坦東部城市拉合爾發(fā)生一起慘劇,一輛載有數(shù)十人的婚車意外起火,造成至少35人死亡?；檐嚿系娜藙倧男履锛一氐叫吕杉覅⒓踊槎Y。當(dāng)時(shí)新郎的朋友正在門前燃放爆竹慶祝,其中一個(gè)爆竹意外點(diǎn)燃婚車油箱,釀成慘劇。第三頁第四頁，共30頁。2005年6月20日上午10：20左右，四川省眉山市洪雅縣青衣江化工有限公司采礦分廠雷管分裝房?jī)?nèi)13000枚雷管發(fā)生爆炸，造成7人死亡、8人受傷，廠房被夷為平地。第四頁第五頁，共30頁。2005年10月10日早晨7時(shí)40分左右，內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市土默特左旗善岱鄉(xiāng)朝號(hào)村發(fā)生連環(huán)爆炸，造成多名村民傷亡，約有30多戶民居被炸毀。第五頁第六頁，共30頁。2004年4月22日16時(shí)左右，山東省曹縣常樂集鄉(xiāng)焦村廟村一農(nóng)戶家中發(fā)生煙花爆竹爆炸事故，有14人死亡，3人受傷第六頁第七頁，共30頁。廣西欽州市浦北縣白石水鎮(zhèn)長(zhǎng)嶺煙花爆竹廠2004年10月4日發(fā)生爆炸，到5日上午10時(shí)為止，已經(jīng)死亡27人，受傷59人，其中重傷16人。第七頁第八頁，共30頁。二、煙花煙花即花炮、彩色煙火、禮花，常用于節(jié)日之夜，也可用作照明彈、信號(hào)彈。①結(jié)構(gòu)。由底部和頂端兩部分組成。底部為一大爆竹，裝黑色火藥，爆炸時(shí)將頂端推向空中。頂端為一圓球，裝有燃燒劑（主要成分為黑色火藥）、助燃劑（主要成分為鋁鎂合金、硝酸鉀、硝酸鋇等，其中硝酸鹽分解放出大量氧，使燃燒更旺）、發(fā)光劑（鋁粉或鎂粉，燃燒時(shí)放出白熾光）、發(fā)色劑（為各種金屬鹽，是產(chǎn)生色彩的關(guān)鍵成分）、笛音劑（高氯酸鉀和苯甲酸的混合物，燃燒時(shí)發(fā)出美妙的聲音）。第八頁第九頁，共30頁。②成分。不同顏色煙花的配方見表11－1表11－1常見焰色煙花配方焰色

配方組成（克）紅焰氯酸鉀2.5硫磺粉2.5木炭粉1硝酸鍶8綠焰氯酸鉀3硫磺粉1.5木炭粉0.5硝酸鍶6藍(lán)焰硫磺粉2硝酸鉀9三硫化二銻2黃焰氯酸鉀3硫磺粉12木炭粉2硝酸鈉5白焰硫磺粉3木炭粉2硝酸鉀12鎂粉1紫焰氯酸鉀7硫磺粉5硝酸鉀7蔗糖2第九頁第十頁，共30頁。

除上述發(fā)色劑外，還有硝酸銫（天藍(lán)）、硝酸銣（紫紅）、氯化鉈（綠）、硫酸銅（藍(lán)）、硝酸銦（藍(lán)靛色）等。高級(jí)煙花中有笛音劑（高氯酸鉀混合物）。離子鋰鈉鉀銣銫鈣鍶鋇銅焰色紅黃紫紫紅紫紅橙紅紅黃綠綠焰色來源于高溫下金屬離子的焰色反應(yīng)。在實(shí)驗(yàn)室里我們可利用焰色反應(yīng)來鑒定金屬離子(見下表)：第十頁第十一頁，共30頁。第十一頁第十二頁，共30頁。第十二頁第十三頁，共30頁。第十三頁第十四頁，共30頁。第十四頁第十五頁，共30頁。三、煙幕

戰(zhàn)場(chǎng)上的煙幕彈、舞臺(tái)上的神仙境界，均由化學(xué)煙霧劑產(chǎn)生。方法很多，主要有：1、硝酸銨法取3份硝酸銨平鋪于溫?zé)岬氖薨迳?，蓋2份鋅粉，加水?dāng)?shù)滴，即產(chǎn)生由氧化鋅固體顆粒組成的煙，反應(yīng)式為：

NH4NO3＋ZnZnO+2H2O水第十五頁第十六頁，共30頁。2、乙二醇法將液態(tài)乙二醇（HOCH2CH2OH，沸點(diǎn)198℃）密封加壓，噴到已加熱的電熱絲后迅速蒸發(fā)形成大量霧狀蒸氣。此法近年來普遍用于舞臺(tái)，加入香料可去異味。3、五氧化二磷法將干燥的五氧化二磷（P2O5）噴于空氣中，因P2O5強(qiáng)烈吸水而呈霧，如飛機(jī)作藍(lán)天寫字的特技表演。4、干冰法干冰即固體二氧化碳，它有很大的飽和蒸汽壓，很易升華。升華時(shí)會(huì)大量吸熱（25.23千焦/摩爾），使其附近空氣的溫度急劇下降，因此，空氣中的水汽就會(huì)凝結(jié)成霧滴在空中彌漫，猶如仙境的云霧一般。若配上各色燈光，效果更佳。第十六頁第十七頁，共30頁。9.2化學(xué)游戲

一、彩色溫度計(jì)

試管中加半管95%乙醇和少量紅色氯化鈷晶體（COCl2·6H2O）振蕩使溶解，在常溫下為紫紅色，加熱時(shí)隨溫度升高呈藍(lán)紫色至純藍(lán)。變色原因是鈷的水合物逐步失水所致：

25～52℃90℃120℃COCl2·6H2OCOCl2·2H2OCOCl2·H2OCoCl2（粉紅）

(紫色）

藍(lán)紫

藍(lán)

第十七頁第十八頁，共30頁。二、萬紫千紅

在白紙上用硝酸鉍、硫酸亞鐵、硫酸銅、硝酸銀的稀水溶液畫上各種景物（粗看不見痕跡），用2%鐵氰化鉀噴霧，即顯出彩色圖案。顯色原因：上述各種金屬成分與鐵氰化物反應(yīng)生成不同顏色的鐵氰化物沉淀，鉍，棕色；亞鐵，深藍(lán)色；銅，綠色；銀，橙色，這種噴霧顯色法是紙色層法、薄層色譜法的檢測(cè)（顯色）基礎(chǔ)。第十八頁第十九頁，共30頁。三、火花璀燦

方法：將鎂粉、鐵粉和少許鈷、鉀、鋇的硝酸鹽粉末混合，置于玻璃管中，并將此管之一端拉成小口（使粉末能出為度）。將蠟燭豎于一金屬盤中點(diǎn)燃。小心地將金屬及硝酸鹽粉末徐徐灑于燭焰上，立現(xiàn)璀燦的火花。

原理：鎂有較強(qiáng)的化學(xué)活性，在空氣中易氧化，燃燒時(shí)反應(yīng)劇烈發(fā)出耀眼白光，常用于制照明彈、鎂光燈等。鐵也相當(dāng)活潑，在水汽存在下，高溫時(shí)燃燒，火星四射。此外，鐵粉中有碳粉，燃燒時(shí)亦發(fā)射火星，各種硝酸鹽使火焰著色（即焰色反應(yīng)）。第十九頁第二十頁，共30頁。四、液中火星

用滴管取8毫升濃硫酸加于試管的底部（勿粘管壁），另用量筒將20毫升無水乙醇小心沿管壁加至試管中；往試管中投幾粒高錳酸鉀晶體，立即不斷產(chǎn)生火星，閃閃發(fā)光成焰火狀，原因是高錳酸鉀（KMnO4）在濃硫酸中生成氧化性更強(qiáng)的七氧化二錳（Mn2O7），后者與乙醇作用時(shí)發(fā)出火星。第二十頁第二十一頁，共30頁。9.3化學(xué)魔術(shù)

魔術(shù)指以敏捷的動(dòng)作或特殊技巧把真實(shí)情況掩蓋，使觀眾感到或有或無、變化莫測(cè)的方術(shù)，也叫幻術(shù)或戲法?；瘜W(xué)魔術(shù)指以化學(xué)變化為基礎(chǔ)的表演技巧。下面介紹的主要是火和水的不同性質(zhì)的應(yīng)用。

一、火的魔術(shù)1、燒不壞的手帕將手帕用50%稀酒精溶液浸透，取出后點(diǎn)燃其一角，一邊迅速揮動(dòng)，一邊燃燒，待火焰熄滅后，手帕仍完整無損。原因是酒精（乙醇）燃燒時(shí)放出的熱量消耗于水的蒸發(fā)，同時(shí)邊燒邊揮動(dòng)加快了熱量的散失，故火焰實(shí)際溫度不高，達(dá)不到手帕的燃點(diǎn)。不過，若酒精濃度太高，且揮動(dòng)不快，則手帕仍可能燒著。第二十一頁第二十二頁，共30頁。2、手帕包火

將一粒萘球用手帕包好后以鑷子夾住，點(diǎn)燃手帕，很快著火，發(fā)出紅色火焰并有濃煙。燃燒完畢，火焰熄滅，但手帕無損。因?yàn)檩潦侨键c(diǎn)較低的碳?xì)浠衔?，易燃且易升華。升華要吸熱，燃燒放出的熱量剛好消耗在萘的升華上。但要注意手帕要將萘丸裹緊，使氧氣不足，且燒的時(shí)間不能太長(zhǎng)，否則手帕仍能燃著。第二十二頁第二十三頁，共30頁。

3、紙包火將一小團(tuán)脫脂棉放到5毫升濃硝酸和10毫升濃流酸的混和液中，浸泡20分鐘后取出，用水洗滌至中性，晾干后即成硝酸纖維（火棉），用一張大報(bào)紙包住蓬松的硝化纖維，留一個(gè)可點(diǎn)火和觀察的小孔，再將一燒紅的鐵絲或木條伸進(jìn)小孔點(diǎn)燃火棉，此時(shí)可看到包住熊熊大火的紙仍安然無損。

原因：由于火棉容易分解放出二氧化碳、二氧化氮和水，速度快，而且蓬松后間隙大，燃燒放出的熱量消耗在氣體和水蒸汽溫度的提高上，成為低溫火焰，報(bào)紙還來不及燃燒時(shí)火棉已分解完。當(dāng)然，如火棉太多，或紙包得太緊時(shí)，紙仍可燒著。第二十三頁第二十四頁，共30頁。二、水的魔術(shù)

1、噴煙入瓶用玻璃瓶蓋和布方巾同時(shí)蓋在瓶子上，表演者遠(yuǎn)離桌臺(tái)，點(diǎn)燃一支香煙連吸幾口，張口將煙向桌臺(tái)上的玻璃瓶噴去，打開布方巾和瓶蓋，瓶中即裝滿煙霧。

原因：玻璃瓶中預(yù)先放約5～10毫升濃鹽酸，瓶蓋內(nèi)預(yù)先放入5～10毫升濃氨水，揭蓋時(shí)將兩者混合形成氯化銨煙霧。HCl+NH3

NH4Cl第二十四頁第二十五頁，共30頁。

2、瓶液變色

在250毫升錐形瓶中加入水、氫氧化鈉及葡萄糖，再加入亞甲基藍(lán)水溶液。此時(shí)溶液呈藍(lán)色。搖勻后塞住瓶口，溶液逐漸轉(zhuǎn)為無色。但是，打開瓶塞搖動(dòng)瓶子，溶液又很快變藍(lán)，再放置又轉(zhuǎn)為無色，藍(lán)色的深度取決于搖動(dòng)的時(shí)間和猛烈程度。

原因：亞甲基藍(lán)在葡萄糖作用下還原成無色物，而在空氣中氧的作用下恢復(fù)其藍(lán)色。在此過程中葡萄糖被氧化成葡萄糖酸，亞甲藍(lán)則作為氧化-還原指示劑和氧的輸送者。

第二十五頁第二十六頁，共30頁。3、各色“飲料”

取8個(gè)高腳玻璃酒杯，分別加入半杯5%硫氰化鉀、苯酚、乙酸鈉、亞鐵氰化鉀、硝酸銀、硫酸鈉、碘化鉀、碘化鉀淀粉液，另在一茶壺中盛10%三氯化鐵溶液，給每只高腳酒杯注入壺中溶液，邊加邊攪拌，分別得到類似玫瑰酒、可口可樂等不同色液。

原因：酒杯中的各種溶液與鐵鹽生成不同色澤的配合物或沉淀：硫氰化鐵（紅）、酚鐵配合物（紫）、乙酸鐵（褐）、硫化鐵（黃）、亞鐵氰化鐵（藍(lán)）、碘（棕）、碘一淀粉（深藍(lán)）、氯化銀（乳白色沉淀）。第二十六頁第二十七頁，共30頁。①準(zhǔn)備：先將硫氰酸鉀（KCNS）、黃血鹽（亞鐵氰化鉀）、水楊酸（鄰羥基苯甲酸）、單寧酸四種藥品分別用溫水溶解，然后根據(jù)需要的顏色，用毛筆分別蘸著藥液在白紙上寫字或畫畫（每換蘸一次藥液都要把毛筆洗凈），晾干后白紙上仍然什么也看不見；再將三氯化鐵溶于水配成溶液后裝入噴霧器里。②表演：表演者把三氯化鐵水溶液噴到事先繪有藥劑的紙上，就會(huì)立即出現(xiàn)原來寫好的字或畫了，顏色分別為：硫氰酸鉀，呈紅色；黃血鹽，呈綠色；水楊酸，呈紫色；單寧酸，呈黑色。顏色的深淺，取決于藥品的濃度，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)自行掌握。

4、白紙顯字第二十七頁第二十八頁，共30頁。

5、萘球跳舞①材料：