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讓人死里逃生的疊氮化鈉

      如果你駕著車撞到了路邊的樹上，你可能會對這些美麗的樹木頗有微詞。但當你從扭曲的汽車里狼狽地爬出來時，你卻應該由衷地感謝一種名叫疊氮化鈉的化合物，正是它救了你的性命。疊氮化鈉看起來是一種非常危險的化學物質——它具有強烈的毒性和爆炸性——但它能在瞬間發揮作用，挽救你的生命。

      現代汽車工業生產出來的汽車，是工程技術的偉大創舉，生產時為在撞車事故中挽救車內人員生命所采取的安全性措施也不少，但人們還是會在事故發生時死于車內，危險最大的就是司機和坐在前排的乘客。根據美國國家公路交通安全管理局的調查，每年都約有兩萬名坐在汽車前排的人因事故喪生，約三萬人受傷后需接受治療。

      挽救這些人生命的方法之一，就是把這種相當危險的化學物質疊氮化鈉放入車中，只需250克（約合半磅）即可救人于危險之中。當汽車發生劇烈碰撞時，會觸發這種化學物質產生爆炸，使氣袋立即膨脹，氣袋可以保持坐在車前排的乘員在發生撞擊時，不致讓頭部和頸部撞在鋼架、儀表盤或擋風玻璃上。據統計，在美國，這種氣袋已挽救了一千二百多名乘客的生命。

      生產商在20世紀50年代就為氣袋申請了專利。當時的設計是使氣體從一個壓縮氣罐里釋放出來，填充氣袋。由于壓縮氣罐不可預料的特性和氣罐內壓力變化的原因，這種做法很不可靠，所以難以流行。解決之道就是用疊氮化鈉來取代壓縮氣罐，通過在碰撞時使疊氮化鈉“爆炸”來產生大量氣體。一定數量的疊氮化鈉可以在極短的時間內放出一定數量的氮氣，這有利于整個過程的控制。

      使氣袋充氣的過程如下：假設你正在駕駛著一輛汽車，撞到了另一輛車或某個固定物體，如果撞擊速度高于每小時10英里（約合16千米），就會記錄在電子控制器的傳感器內，由電子控制器決定是否打開氣袋。此控制器可能位于汽車的前部，或者靠近司機放腳的地方，或者可以和氣袋放在一起�？刂破鲿�分析汽車產生的負加速度，以區分出產生的碰撞是來自于撞車或撞墻之類有生命危險的事故，還是僅僅由于顛簸造成的。如果是前者，它將發動起爆器（也叫爆筒），接下來就點燃疊氮化鈉。疊氮化鈉的爆炸產生大量氣體，這些氣體充入尼龍氣袋時會受到過濾。當司機和前排乘客向前沖時，氣袋可以起到緩沖作用，從而使他們免受致命的傷害�？刂破鞣治鲎矒舨⒛苁箽獯�膨脹在0.025秒之內完成，這比一眨眼的速度還快四倍。千分之幾秒后，司機和前排乘客會撞在氣袋上，然后氣袋會立即收縮，熱的氮氣能在可控方式下從兩旁泄掉。

能使氣袋正常發揮作用的混合化學物質就是所謂的爆炸劑，其中包括疊氮化鈉、硝酸鉀和二氧化硅。這一系列化學反應是從電子打火裝置點燃疊氮化鈉（化學式是NaN₃）開始的。這能使局部溫度上升到300 ℃，足以使大部分爆炸物迅速分解。首先，疊氮化鈉燃燒產生出熔化的金屬鈉和氮氣的混合物。然后，金屬鈉和硝酸鉀反應釋放出更多的氮氣并形成氧化鉀和氧化鈉。這些氧化物會立即與二氧化硅結合，形成無害的硅酸鈉玻璃。然后經過過濾，只有氮氣充進了氣袋。

      人們對氣袋普遍有一種畏懼心理。其一，人們害怕爆炸物發生爆炸時產生的巨響會把他們震聾；其二，人們害怕會被撞得失去知覺，導致臉埋在氣袋里產生窒息。需要說明的是，事實上，這些擔心都是不必要的：大多數遭遇撞車的人都注意不到氣袋張開時產生的聲響，因為碰撞本身產生的轟響會淹沒氣袋的聲音；另外，人也不會產生窒息，因為設計人員在設計氣袋時就已考慮到了這一點，在乘員撲到氣袋上一秒鐘之后，氣袋就會完全收縮。

思考：寫出NaN₃發生爆炸充氣的一系列化學反應方程式。

二氧化硫是一種有毒氣體，患有心臟病和呼吸道疾病的人對這種氣體最為敏感，就是正常人在二氧化硫濃度過高的地方呆得太久也會生病。
二氧化硫是一種無色、有刺激性氣味的氣體�？諝庵卸�氧化硫的濃度只有百萬分之一時，我們就會感到胸部有一種被壓迫的不適感。當濃度達到百萬分之八時，人就會感到呼吸困難。二氧化硫的危害還在于它常常跟大氣中的飄塵結合在一起，進入人和其他動物的肺部，或在高空中與水蒸氣結合成酸雨而降落下來，對人和其他動植物造成危害。目前，我國的能源結構主要以煤為主，因此，我國的大氣污染是以煙塵和二氧化硫為代表的典型的煤煙型污染。1989年，科學研究人員對北京的兩個居民區進行了大氣污染與死亡率的關系研究。研究結果表明，大氣中二氧化硫的濃度每增加1倍，總死亡率就增加11%。所以我們要時刻警惕二氧化硫污染。
據統計，世界各國每年排入大氣中的二氧化硫的總量達1.5億噸以上，而且呈逐年上升趨勢。這些二氧化硫主要是過度燃燒煤和石油生成的。中國是燃煤大國，隨著燃煤量的增加，排放的二氧化硫的量也不斷增加。二氧化硫的大量排放使城市的空氣污染不斷加重，并導致我國出現大面積的酸雨。我國的酸雨主要是硫酸型的，要治理酸雨污染，就要控制二氧化硫的排放量。
為了保護環境，變廢為寶，我們可以采用多種方法進行煙道氣脫硫，以防止空氣污染并回收和利用二氧化硫。
方法一：冶金廠利用一氧化碳還原二氧化硫。
SO₂+2COS+2CO₂
方法二：硫酸廠通常用氨水吸收二氧化硫。
SO₂+2NH₃+H₂O=（NH₄）₂SO₃
（NH₄）₂SO₃+SO₂+H₂O=2NH₄HSO₃
當吸收液達到一定濃度時，再用質量分數為93%的濃硫酸酸化：
2NH₄HSO₃+H₂SO₄（濃）=（NH₄）₂SO₄+2SO₂↑+2H₂O
（NH₄）₂SO₃+H₂SO₄（濃）=（NH₄）₂SO₄+SO₂↑+H₂O
放出的二氧化硫經液化得到液態二氧化硫，可用于制取漂白劑、消毒劑，也可用于生產硫酸（前蘇聯曾用煙道氣生產了百萬噸硫酸）。硫酸銨溶液經過結晶、分離、干燥，可用于制化肥（硫銨）。
方法三：用純堿溶液吸收二氧化硫。
2Na₂CO₃+SO₂+H₂O=2NaHCO₃+Na₂SO₃
2NaHCO₃+SO₂=Na₂SO₃+2CO₂+H₂O
Na₂SO₃+SO₂+H₂O=2NaHSO₃
方法四：用石灰水處理低濃度的二氧化硫煙道氣也具有重要的意義。
其原理是將煙道氣經水洗、冷卻、除塵后，在吸收塔內用質量分數為10%的石灰乳漿吸收，再將吸收后的漿液用加壓空氣氧化，生成石膏。缺少石膏的日本、美國、瑞典大都采用此法處理煙道氣。
思考題：
1.上述處理和回收二氧化硫的措施分別利用了SO₂的什么性質？
2.你能寫出方法四的化學方程式嗎？