现代生活化学第九章 娱乐与化学.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,9,.1,喜庆用品,9,.2,化学游戏,娱乐与化学,9,.,3,化学魔术,第九章,思考与练习,题,9,1,喜庆用品,一、爆竹和鞭炮,我国人民有一个传统习惯，在喜庆吉日、乔迁开业之时，都要放爆竹、鞭炮，以示庆贺，增添喜庆气氛。,用硬纸做成筒壳，装入火药，并引出导火索（,30%,硝酸钾溶液浸过的纸卷），则成为,爆竹,。将若干爆竹用导火索连接，则为,鞭炮,。爆竹内的火药是以,1,硫,2,硝,3,炭的黑色火药为基础发展而来的，一般配方是：,硫磺（,S,）,2,克,硝酸钾（,KNO,3,）,3,克,炭粉（,C,）,45,克,蔗糖（,C,12,H,22,O,11,）,5,克,镁粉（,Mg,）,1,2,克,爆炸反应的特点有：,反应速度极快，如,1,千克硝铵（,NH,4,NO,3,）炸药反应时间为十万分之三秒，功率达,30,万马力，比一般气体混合物爆炸快万倍；,产生大量热并导致高温。如,1,千克硝铵爆炸时可放出,3850,4932,千焦热量，温度可达,2400,3400,；,体积急剧膨胀，并有冲击波。如,1,千克硝铵产生,869,963,升气体，远超过一般气体混合物的作用；,低敏感度。即任何炸药只要外界供给一定的起爆能就会引爆，有时极微小的震动就足以达到引爆要求无需直接点火。例如硝化甘油（硝酸甘油酯）在,160,时，起爆能仅,0.2kg,m/cm,2,。,点燃后的爆炸反应主要是：,S,2KNO,3,3C,K,2,S,N,2,3CO,2,707,千焦,2005,年,12,月,11,日，巴基斯坦东部城市拉合尔发生一起惨剧,一辆载有数十人的婚车意外起火,造成至少,35,人死亡。,婚车上的人刚从新娘家回到新郎家参加婚礼。当时新郎的朋友正在门前燃放爆竹庆祝,其中一个爆竹意外点燃婚车油箱,酿成惨剧。,2005,年,6,月,20,日上午,10,：,20,左右，四川省眉山市洪雅县青衣江化工有限公司采矿分厂雷管分装房内,13000,枚雷管发生爆炸，造成,7,人死亡、,8,人受伤，厂房被夷为平地。,2005,年,10月,10,日早晨,7,时,40,分左右，内蒙古自治区呼和浩特市土默特左旗善岱乡朝号村发生连环爆炸，造成多名村民伤亡，约有,30,多户民居被炸毁。,2004,年,4,月,22,日,16,时左右，山东省曹县常乐集乡焦村庙村一农户家中发生烟花爆竹爆炸事故，有,14,人死亡，,3,人受伤,广西钦州市浦北县白石水镇长岭烟花爆竹厂,2004,年,10,月,4,日发生爆炸，到,5,日上午,10,时为止，已经死亡,27,人，受伤,59,人，其中重伤,16,人。,二、烟花,烟花即花炮、彩色烟火、礼花，常用于节日之夜，也可用作照明弹、信号弹。,结构。,由底部和顶端两部分组成。底部为一大爆竹，装黑色火药，爆炸时将顶端推向空中。顶端为一圆球，装有燃烧剂（主要成分为黑色火药）、助燃剂（主要成分为铝镁合金、硝酸钾、硝酸钡等，其中硝酸盐分解放出大量氧，使燃烧更旺）、发光剂（铝粉或镁粉，燃烧时放出白炽光）、发色剂（为各种金属盐，是产生色彩的关键成分）、笛音剂（高氯酸钾和苯甲酸的混合物，燃烧时发出美妙的声音）。,成分。不同颜色烟花的配方见表,11,1,表,11,1,常见焰色烟花配方,焰色,配方组成（克）,红焰 氯酸钾,2.5,硫磺粉,2.5,木炭粉,1,硝酸锶,8,绿焰 氯酸钾,3,硫磺粉,1.5,木炭粉,0.5,硝酸锶,6,蓝焰 硫磺粉,2,硝酸钾,9,三硫化二锑,2,黄焰 氯酸钾,3,硫磺粉,12,木炭粉,2硝酸钠,5,白焰 硫磺粉,3,木炭粉,2,硝酸钾,12,镁粉,1,紫焰 氯酸钾,7,硫磺粉,5,硝酸钾,7,蔗糖,2,除上述发色剂外，还有硝酸铯（天蓝）、硝酸铷（紫红）、氯化铊（绿）、硫酸铜（蓝）、硝酸铟（蓝靛色）等。高级烟花中有笛音剂（高氯酸钾混合物）。,离子,锂,钠,钾,铷,銫,钙,锶,钡,铜,焰色,红,黄,紫,紫红,紫红,橙红,红,黄绿,绿,焰色来源于高温下金属离子的焰色反应。在实验室里我们可利用焰色反应来鉴定金属离子,(,见下表,),：,三、烟幕,战场上的烟幕弹、舞台上的神仙境界，均由化学烟雾剂产生。方法很多，主要有：,1,、硝酸铵法,取,3,份硝酸铵平铺于温热的石棉板上，盖,2,份锌粉，加水数滴，即产生由氧化锌固体颗粒组成的烟，反应式为：,NH,4,NO,3,Zn ZnO+2H,2,O,水,2,、乙二醇法,将液态乙二醇（,HOCH,2,CH,2,OH,，,沸点,198,）密封加压，喷到已加热的电热丝后迅速蒸发形成大量雾状蒸气。此法近年来普遍用于舞台，加入香料可去异味。,3,、五氧化二磷法,将干燥的五氧化二磷（,P,2,O,5,）,喷于空气中，因,P,2,O,5,强烈吸水而呈雾，如飞机作蓝天写字的特技表演。,4,、干冰法,干冰即固体二氧化碳，它有很大的饱和蒸汽压，很易升华。升华时会大量吸热（,25.23,千焦,/,摩尔），使其附近空气的温度急剧下降，因此，空气中的水汽就会凝结成雾滴在空中弥漫，犹如仙境的云雾一般。若配上各色灯光，效果更佳。,9.2,化学游戏,一、彩色温度计,试管中加半管,95%,乙醇和少量红色氯化钴晶体（,C,O,Cl,2,6H,2,O,）,振荡使溶解，在常温下为紫红色，加热时随温度升高呈蓝紫色至纯蓝。变色原因是钴的水合物逐步失水所致：,25,52,90,120,C,O,Cl,2,6H,2,O,C,O,Cl,2,2H,2,O C,O,Cl,2,H,2,O CoCl,2,（粉红）,(,紫色）,蓝,紫,蓝,二、万紫千红,在白纸上用硝酸铋、硫酸亚铁、硫酸铜、硝酸银的稀水溶液画上各种景物（粗看不见痕迹），用,2%,铁氰化钾喷雾，即显出彩色图案。,显色原因：,上述各种金属成分与铁氰化物反应生成不同颜色的铁氰化物沉淀，铋，棕色；亚铁，深蓝色；铜，绿色；银，橙色，这种喷雾显色法是纸色层法、薄层色谱法的检测（显色）基础。,三、火花璀灿,方法：,将镁粉、铁粉和少许钴、钾、钡的硝酸盐粉末混合，置于玻璃管中，并将此管之一端拉成小口（使粉末能出为度）。将蜡烛竖于一金属盘中点燃。小心地将金属及硝酸盐粉末徐徐洒于烛焰上，立现璀灿的火花。,原理：,镁有较强的化学活性，在空气中易氧化，燃烧时反应剧烈发出耀眼白光，常用于制照明弹、镁光灯等。铁也相当活泼，在水汽存在下，高温时燃烧，火星四射。此外，铁粉中有碳粉，燃烧时亦发射火星，各种硝酸盐使火焰着色（即焰色反应）。,四液中火星,用滴管取,8,毫升浓硫酸加于试管的底部（勿粘管壁），另用量筒将,20,毫升无水乙醇小心沿管壁加至试管中；往试管中投几粒高锰酸钾晶体，立即不断产生火星，闪闪发光成焰火状，原因是高锰酸钾,（,KMnO,4,）,在浓硫酸中生成氧化性更强的七氧化二锰,（,Mn,2,O,7,）,，,后者与乙醇作用时发出火星。,9.3,化学魔术,魔术指以敏捷的动作或特殊技巧把真实情况掩盖，使观众感到或有或无、变化莫测的方术，也叫幻术或戏法。化学魔术指以化学变化为基础的表演技巧。下面介绍的主要是火和水的不同性质的应用。,一、火的魔术,1,、烧不坏的手帕,将手帕用,50%,稀酒精溶液浸透，取出后点燃其一角，一边迅速挥动，一边燃烧，待火焰熄灭后，手帕仍完整无损。,原因是酒精（乙醇）燃烧时放出的热量消耗于水的蒸发，同时边烧边挥动加快了热量的散失，故火焰实际温度不高，达不到手帕的燃点。不过，若酒精浓度太高，且挥动不快，则手帕仍可能烧着。,2,、手帕包火,将一粒萘球用手帕包好后以镊子夹住，点燃手帕，很快着火，发出,红色火焰,并有浓烟。燃烧完毕，火焰熄灭，但手帕无损。因为萘是燃点较低的碳氢化合物，易燃且易升华。升华要吸热，燃烧放出的热量刚好消耗在萘的升华上。但要注意手帕要将萘丸裹紧，使氧气不足，且烧的时间不能太长，否则手帕仍能燃着。,3,、纸包火,将一小团脱脂棉放到,5,毫升,浓硝酸,和,10,毫升,浓流酸,的混和液中，浸泡,20,分钟后取出，用水洗涤至中性，晾干后即成,硝酸纤维,（,火棉,），用一张大报纸包住蓬松的硝化纤维，留一个可点火和观察的小孔，再将一烧红的铁丝或木条伸进小孔点燃火棉，此时可看到包住熊熊大火的纸仍安然无损。,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，而且蓬松后间隙大，燃烧放出的热量消耗在气体和水蒸汽温度的提高上，成为低温火焰，报纸还来不及燃烧时火棉已分解完。当然，如火棉太多，或纸包得太紧时，纸仍可烧着。,二、水的魔术,1,、喷烟入瓶,用玻璃瓶盖和布方巾同时盖在瓶子上，表演者远离桌台，点燃一支香烟连吸几口，张口将烟向桌台上的玻璃瓶喷去，打开布方巾和瓶盖，瓶中即装满烟雾。,原因：,玻璃瓶中预先放约,5,10,毫升浓盐酸，瓶盖内预先放入,5,10,毫升浓氨水，揭盖时将两者混合形成氯化铵烟雾。,HCl,+NH,3,NH,4,Cl,2,、瓶液变色,在,250,毫升锥形瓶中加入水、氢氧化钠及葡萄糖，再加入亚甲基蓝水溶液。此时溶液呈蓝色。摇匀后塞住瓶口，溶液逐渐转为无色。但是，打开瓶塞摇动瓶子，溶液又很快变蓝，再放置又转为无色，蓝色的深度取决于摇动的时间和猛烈程度。,原因：,亚甲基蓝在葡萄糖作用下还原成无色物，而在空气中氧的作用下恢复其蓝色。在此过程中葡萄糖被氧化成葡萄糖酸，亚甲蓝则作为氧化,-,还原指示剂和氧的输送者。,3,、各色“饮料”,取,8,个高脚玻璃酒杯，分别加入半杯,5%,硫氰化钾、苯酚、乙酸钠、亚铁氰化钾、硝酸银、硫酸钠、碘化钾、碘化钾淀粉液，另在一茶壶中盛,10%,三氯化铁溶液，给每只高脚酒杯注入壶中溶液，边加边搅拌，分别得到类似玫瑰酒、可口可乐等不同色液。,原因：,酒杯中的各种溶液与铁盐生成不同色泽的配合物或沉淀：硫氰化铁（,红,）、酚铁配合物（,紫,）、乙酸铁（,褐,）、硫化铁（黄）、亚铁氰化铁（,蓝,）、碘（,棕,）、碘一淀粉（,深蓝,）、氯化银（,乳白色,沉淀）。,准备：,先将硫氰酸钾（,KCNS,）、,黄血盐（亚铁氰化钾）、水杨酸（邻羟基苯甲酸）、单宁酸四种药品分别用温水溶解，然后根据需要的颜色，用毛笔分别蘸着药液在白纸上写字或画画（每换蘸一次药液都要把毛笔洗净），晾干后白纸上仍然什么也看不见；再将三氯化铁溶于水配成溶液后装入喷雾器里。,表演：,表演者把三氯化铁水溶液喷到事先绘有药剂的纸上，就会立即出现原来写好的字或画了，颜色分别为：硫氰酸钾，呈,红色,；黄血盐，呈,绿色,；水杨酸，呈,紫色,；单宁酸，呈,黑色,。颜色的深浅，取决于药品的浓度，可根据经验自行掌握。,4,、白纸显字,5,、萘球跳舞,材料：,无色透明的敞口瓶或烧杯,1,个；小苏打、柠檬酸结晶粉各,1,汤匙；萘球数枚；清水,1,杯。,表演,：先将两种试剂置于瓶底，然后当众加水至将满，将萘球投入其中，它们就会自行上下翻腾，好似跳舞一般。如在表演时，瓶后有彩色灯光照明则效果更佳；如萘球动作缓慢下来，说明药力逐渐减弱，可重新加药后让其继续表演；依上述药量可使表演延续,1,小时以上。,原理：,小苏打与柠檬酸在水中起中和反应，使水液上下翻腾。而萘球的比重稍大于水，似沉不沉，故能随水液之运动上下跳起舞来。,思考与练习题,1,、了解爆竹的制作材料和爆炸原理。,2,、简述烟花产生色彩的化学原理。,3,、了解几种简易的化学娱乐法及其原理，如彩色温度计、火花璀灿、液中火星等。,4,、举例说明几种有关火和水的魔术方法及其原理。,