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南昌市实验中学化学教研组

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最沉重的一堂化学课  

2015-09-20 10:19:11|  分类: 引用转载 |  标签: |举报 |字号 订阅

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最沉重的一堂化学课 

本文转载自《首都高校传媒联盟》

 

    2015812日晚,滨海新区的爆炸声,打破了天津沉寂的天空,也将国人一颗沉静的心震醒。作为学生,我们不禁感叹生命的脆弱与渺小。在悲伤、无奈之下,我们开始思考到底是什么引起了这起事故的发生?随着救援的展开,引起爆炸发生的根源也逐渐浮出水面。氰化物的测定结果让我们对化学物质有了进一步认识,也让我们回想起了高中时学过的化学知识。作为学生的你,是否还记得那些高中学过的化学公式?在此之下,我们特意邀请了天津市耀华中学的张楠老师为大家上一堂严肃的化学课。

    (张楠,2008年毕业于清华大学化学系,获得理学博士学位。师从著名化学家赵玉芬院士和蒋宇扬教授,从事化学生物研究,在Chem.Comm等国际著名学术期刊发表学术论文4篇。现任职于天津市耀华中学,担任早期智力开发实验班的化学教师。)

    2015年8月2日23时,天津港瑞海国际物流公司危险品仓库起火并引起化学品爆炸,爆炸能量相当于24吨TNT炸药。据报道,该危险品仓库中保存有氰化钠(NaCN)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和电石(CaC2)等危险化学品。每天的新闻报道和网络媒体中会出现大量的化学术语,每一篇报道都像是一堂化学课。我选取了几种大家比较熟悉的化学品,来说说事故的起因、事故造成的影响和事故的处理方法。

    关于爆炸起因的一种说法是消防员用水灭火时,电石与水发生反应,生成易燃气体乙炔(C2H2),乙炔遇明火发生爆炸。

 

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   化学方程式:CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2
    乙炔在爆炸中剧烈燃烧生成CO2和H2O,本身不会对环境造成太大的影响。但是电石中的杂质硫化钙(CaS)和磷化钙(Ca3P2)也会和水发生反应,生成有臭味的硫化氢(H2S)和磷化氢(PH3)。硫化氢和磷化氢会对事故空气造成污染。

 

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    另外一种大家广泛关注的化学品是氰化钠(NaCN)。

    氰化钠是白色固体,可溶于水,属于剧毒化学品,致死量50~250mg。氰化钠遇水或酸生成剧毒易燃的氰化氢(HCN)气体。在我国氰化钠主要用于提取矿石中的金、钼等贵金属。

 

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    处理氰化物的方法主要有三种:

    (1)碱性氯化法

    碱性氯化法是在碱性条件下通入氯气,该方法发生三步反应。

    ①氯气与碱反应生成次氯酸盐(ClOˉ):Cl2 + 2OHˉ= Clˉ+ ClOˉ+ H2O

    ②次氯酸盐氧化氰化物(CNˉ)生成氰酸盐(CNOˉ):ClOˉ+ CNˉ= CNOˉ+2Clˉ

    ③过量的次氯酸盐氧化氰酸盐生成CO32-和N2:3ClOˉ+ 2CNOˉ+ 2OHˉ= 3Clˉ+ 2CO32- + N2↑+ H2O

 

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    (2)过氧化氢氧化法

    过氧化氢氧化法是用过氧化氢氧化氰化物,该方法发生两步反应。

    ①过氧化氢氧化氰化物生成氰酸盐(CNOˉ):H2O2+ CNˉ= CNOˉ+ H2O

    ②氰酸盐(CNOˉ)水解生成HCO33-和NH3:CNOˉ+ 2H2O = HCO33- + NH3

    (3)络合法

    络合法主要是用铁盐(Fe3+)或亚铁盐(Fe 2+ )与氰根离子(CNˉ)形成络合物。如:

            Fe3+ + 6CNˉ= [Fe(CN)6]3-

            Fe2+ + 6CNˉ= [Fe(CN)6]4-

    处理事故现场的污水和雨水中的氰化钠采用的是碱性氯化法,处理周围环境和作业服采用的是过氧化氢氧化法。

    最后,总结一下这次爆炸事故可能造成的影响。爆炸中的有机物在燃烧过程中碳、氢元素转化为CO2和H2O,氮、硫元素转化为氮氧化物(NOx)和硫氧化物(SOx),会对事故现场周围的空气造成一定的污染。但由于空气的稀释和水的作用,基本不会对周边城区的空气造成污染。泄漏的剧毒化学品氰化钠已经得到了有效的处理,大部分药品进行回收,并对周围环境和污水进行了氧化处理,目前没有发生大范围的中毒情况。

 

 

 

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