1、【教学资源】有关黑火药的教学资源湖北省石首市文峰中学 刘 涛 一、鞭炮烟花中的黑火药黑火药是中国古代著名的“四大发明”之一,距今已有1000多年的历史,黑火药的发明和使用标志着我国古代科学技术在人类历史长河中的重要地位,大大推进了历史发展的进程。最初火药的研究开始于古代炼丹术,主要用于医药方面,早在明代医学家李时珍在本草纲目中就有明确的记载:火药能治疮廯、杀虫、避湿气和瘟疫。黑火药最早从中国经过印度传给阿拉伯人,又由阿拉伯人将火药武器经过西班牙传入欧洲后,这才具体应用于军事方面,用作枪弹、炮弹的发射药和火箭的推进剂等。黑火药的主要成分是白色硝酸钾(硝石)、黑色木炭粉和淡黄色硫磺,它
2、的成分配方为了便于记忆,被称为“一硫二硝三木炭”,这里的1:2:3比例不是各种药方之间的质量比,而是指这三种反应物彼此反应时的化学计量数之比。又由于火药的颜色发黑,点燃发生反应后燃烧时有火,并能发光放热,又是古代药学家明确记载了该配方,所以将其称之为“黑火药”,这就说明黑火药是一种成分复杂的常见混合物。我们可以利用化学课程中的焰色反应原理,若在黑火药中掺入镁粉、铁粉、铝粉和某些金属盐的粉末,便可制成五彩缤纷的焰火。如加入锶盐能发红光,钠盐发黄光,铜盐发绿光,钾盐发浅紫光等。今日的鞭炮烟花制造原料离不开两种:其一是包装结构使用大量废弃的纸张,运用特制手工方法将多层纸张包裹成紧密的外围筒状,其二是
3、燃烧物一般使用黑火药。当点燃鞭炮的引线,引线中的火药传烧到鞭炮内部,白色硝石受热分解,同时引燃硫粉和木炭粉,最终生成固体粉尘硫化钾、空气中含量最多的氮气和自然界循环气体二氧化碳,这时的化学反应非常剧烈,生成大量气体物质,并放出大量的热,进一步促使气体生成物的体积骤然膨胀,几乎达到原来火药体积的2000倍,在密封的有限空间内发生急剧的膨胀,即刻则发生了威力极大的爆炸现象,因而我们要将安全意识始终放在第一位,完全依照鞭炮烟花的产品说明书的有关规定,按照政府管理部门的有关规定,在允许的时间和地点内,才能正确、适量燃放鞭炮和烟花,我们小心翼翼点燃引线,让欢快的爆竹声和五光十色的焰火,为狂欢的节日气氛增
4、添无限的情趣和童趣。我国大多城市从1992年开始执行“禁鞭”措施,在市区中心地带明文规定:严格禁止燃放爆竹和烟花。成功禁鞭十多年,可是也淡化传统节日的热闹气氛,于是从2007年春节之后,各地政府部门组织广泛的民意调查,为了尊重数千年的中国传统文化,又开始重新限制在规定时段和地段,准许市民们可以燃放烟花、鞭炮,再次实现“由禁到限”管理措施,充分体现了随着时代进步而采取的人文关怀精神。按要求有控制燃放鞭炮和烟花,就可以大大减少城市管理成本的投入和对生存环境的污染。现代影视作品在拍摄一些硝烟弥漫的战斗场面,也需要使用黑火药制造出来一些特殊场景效果,当点燃黑火药发生爆炸时,固体生成物的小颗粒分散在周围
5、气体里,可形成了浓密的有色浓烟。湖南浏阳是全球烟花爆竹主产区,第29届北京奥运会开幕式、2010年上海世博会和广州16届亚运会开幕式都(如下图所示)全部采用质量上乘的浏阳花炮,运用高科技创新改进了奥运会和世博会开幕式燃放的烟花配方,这样大量减少有害烟尘的产生,同时避免了硫化钾、二氧化硫等有害物质的排放,充分体现了“绿色奥运”、“科技奥运”的理念。还有新中国成立六十周年国庆庆典将在天安门广场燃放60响礼炮,礼花炮都来自湖南和江西等烟花爆竹生产大省,由56门礼炮交替鸣放,广场前还要同时进行十分精彩的焰火表演。 &n
6、bsp; 【我能做什么?】一、 大量燃放鞭炮和烟花时,会造成环境污染有哪些方面?鞭炮、烟花都属于易燃易爆的危险品,传统节日里频频爆发的火灾险情,大部分都是燃放鞭炮不当而引发火灾。为了烘托传统节日的红火气氛,我们会大量燃放鞭炮烟花,爆发出尖锐的爆鸣声,一种热闹喜庆的噪音污染让城市噪音污染指数增加了几个分贝(dB),每个家庭在春节黄金周里燃放鞭炮烟花生成的固体残渣至少多达0.5公斤,那么每个城市在春节黄金周里产生的垃圾累加起来,就会大得惊人了;同时产生大量有毒气体和粉尘,这样不可避免会影响降低当地空气的质量级别和质量状况。二、 为什么强调禁止生产和销售爆炸
7、威力巨大的鞭炮?全国范围内特许销售湖南浏阳等地生产的正规烟花产品,烟花爆竹安全与质量明确不能使用氯酸钾配制烟火剂生产烟花爆竹,意味着氯酸钾将退出花炮行业生产的历史舞台,因为氯酸钾受日光照射容易分解,其稳定性能不好,存放不当或摩擦撞击时,可能极易引发爆炸事故。点燃鞭炮时通过加热促使氯酸钾迅速分解,生成能支持燃烧的大量氧气,可增大燃放的爆炸声响,但也增大了巨大的爆炸威力,但也带来一定程度的安全隐患。因此,开发安全、无毒的环保型火药,已经成为烟火药剂研究的主导发展方向。【中考题原创】我国古代四大发明之一“黑火药”黑火药是中国古代著名的“四大发明”之一,距今已有1000多年的历史,最初火药的研究开始于
8、古代炼丹术,主要用于医药方面,黑火药最早从中国经过印度传给阿拉伯人,又由阿拉伯人将火药武器经过西班牙传入欧洲后,主要应用到军事方面,用作枪弹、炮弹的发射药和火箭的推进剂等。【例题】“黑火药”是我国古代四大发明之一,它由硝酸钾、硫磺、木炭组成。“黑火药”属于()A、纯净物 B、化合物 C、单质 D、混合物解析:纯净物是由一种物质组成的物质,而混合物是由多种物质组成的物质,黑火药由硝酸钾、硫磺、木炭组成,则属于混合物,应选择D。【知识链接】引导同学们正确认识黑火药的历史、组成、各成分性质,正确书写发生反应的化学方程式,根据燃放烟花炮竹
9、限时限地的城市管理要求,形成科学消费的现代生活理念。中考常见的考查形式主要以选择、填空等题型出现。【中考题原创】1黑火药是我国古代四大发明之一它是由白色的硝石粉(KNO3)、淡黄色的硫粉和黑色的木炭粉按一定质量比均匀混合而成。黑火药常用来制造鞭炮点燃鞭炮火药引线,火烧到鞭炮内部,硝石受热分解,同时引燃了硫粉和木炭粉,最终生成硫化钾(K2S)和空气中含量最多的气体及一种无毒氧化物而发生爆炸。根据上述信息,请回答:硝石的性质是 ;黑火药爆炸主要反应的化学方程式是
10、 2烟花爆竹的主要成分是黑火药,其化学组成为硝酸钾、硫磺和木炭等。则回答:黑火药中属于 (“纯净物”或“混合物”),黑火药中至少有_种元素,分别写出这些元素的名称分别为 。黑火药的一般配方是:硫磺2 g、硝酸钾3 g和炭粉4. 5 g。已知黑火药在空气中燃爆时可发生下列反应:S+2KNO3+3C=K2S + 3CO2+N2,则S、KNO3、C之间完全反应时的最简质量比为_,该配方中C和_(填化学式)明显过量。燃放烟花爆竹产生SO2 会污染空气,写出产生SO2的化学方程式为 。我国大多城市出台有限“禁放”的规定以杜绝此类污染,以下解决“现代工业文明”与“传统民族文化”冲突的做法可行的是_(填序号)A、提倡电子鞭炮 B、开发绿色鞭炮 C、关停所有鞭炮企业 D、节假日严禁燃烧鞭炮【参考答案】1是白色、固体、受热能分解;S+2KNO3+3CK2S+3CO2+N2;2混合物;5(种)、钾、氮、氧、碳和硫; 16:101:18、S; S+O2SO2;AB;