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让人死里逃生的叠氮化钠

      如果你驾着车撞到了路边的树上，你可能会对这些美丽的树木颇有微词。但当你从扭曲的汽车里狼狈地爬出来时，你却应该由衷地感谢一种名叫叠氮化钠的化合物，正是它救了你的性命。叠氮化钠看起来是一种非常危险的化学物质——它具有强烈的毒性和爆炸性——但它能在瞬间发挥作用，挽救你的生命。

      现代汽车工业生产出来的汽车，是工程技术的伟大创举，生产时为在撞车事故中挽救车内人员生命所采取的安全性措施也不少，但人们还是会在事故发生时死于车内，危险最大的就是司机和坐在前排的乘客。根据美国国家公路交通安全管理局的调查，每年都约有两万名坐在汽车前排的人因事故丧生，约三万人受伤后需接受治疗。

      挽救这些人生命的方法之一，就是把这种相当危险的化学物质叠氮化钠放入车中，只需250克（约合半磅）即可救人于危险之中。当汽车发生剧烈碰撞时，会触发这种化学物质产生爆炸，使气袋立即膨胀，气袋可以保持坐在车前排的乘员在发生撞击时，不致让头部和颈部撞在钢架、仪表盘或挡风玻璃上。据统计，在美国，这种气袋已挽救了一千二百多名乘客的生命。

      生产商在20世纪50年代就为气袋申请了专利。当时的设计是使气体从一个压缩气罐里释放出来，填充气袋。由于压缩气罐不可预料的特性和气罐内压力变化的原因，这种做法很不可靠，所以难以流行。解决之道就是用叠氮化钠来取代压缩气罐，通过在碰撞时使叠氮化钠“爆炸”来产生大量气体。一定数量的叠氮化钠可以在极短的时间内放出一定数量的氮气，这有利于整个过程的控制。

      使气袋充气的过程如下：假设你正在驾驶着一辆汽车，撞到了另一辆车或某个固定物体，如果撞击速度高于每小时10英里（约合16千米），就会记录在电子控制器的传感器内，由电子控制器决定是否打开气袋。此控制器可能位于汽车的前部，或者靠近司机放脚的地方，或者可以和气袋放在一起。控制器会分析汽车产生的负加速度，以区分出产生的碰撞是来自于撞车或撞墙之类有生命危险的事故，还是仅仅由于颠簸造成的。如果是前者，它将发动起爆器（也叫爆筒），接下来就点燃叠氮化钠。叠氮化钠的爆炸产生大量气体，这些气体充入尼龙气袋时会受到过滤。当司机和前排乘客向前冲时，气袋可以起到缓冲作用，从而使他们免受致命的伤害。控制器分析撞击并能使气袋膨胀在0.025秒之内完成，这比一眨眼的速度还快四倍。千分之几秒后，司机和前排乘客会撞在气袋上，然后气袋会立即收缩，热的氮气能在可控方式下从两旁泄掉。

能使气袋正常发挥作用的混合化学物质就是所谓的爆炸剂，其中包括叠氮化钠、硝酸钾和二氧化硅。这一系列化学反应是从电子打火装置点燃叠氮化钠（化学式是NaN₃）开始的。这能使局部温度上升到300 ℃，足以使大部分爆炸物迅速分解。首先，叠氮化钠燃烧产生出熔化的金属钠和氮气的混合物。然后，金属钠和硝酸钾反应释放出更多的氮气并形成氧化钾和氧化钠。这些氧化物会立即与二氧化硅结合，形成无害的硅酸钠玻璃。然后经过过滤，只有氮气充进了气袋。

      人们对气袋普遍有一种畏惧心理。其一，人们害怕爆炸物发生爆炸时产生的巨响会把他们震聋；其二，人们害怕会被撞得失去知觉，导致脸埋在气袋里产生窒息。需要说明的是，事实上，这些担心都是不必要的：大多数遭遇撞车的人都注意不到气袋张开时产生的声响，因为碰撞本身产生的轰响会淹没气袋的声音；另外，人也不会产生窒息，因为设计人员在设计气袋时就已考虑到了这一点，在乘员扑到气袋上一秒钟之后，气袋就会完全收缩。

思考：写出NaN₃发生爆炸充气的一系列化学反应方程式。

二氧化硫是一种有毒气体，患有心脏病和呼吸道疾病的人对这种气体最为敏感，就是正常人在二氧化硫浓度过高的地方呆得太久也会生病。
二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的气体。空气中二氧化硫的浓度只有百万分之一时，我们就会感到胸部有一种被压迫的不适感。当浓度达到百万分之八时，人就会感到呼吸困难。二氧化硫的危害还在于它常常跟大气中的飘尘结合在一起，进入人和其他动物的肺部，或在高空中与水蒸气结合成酸雨而降落下来，对人和其他动植物造成危害。目前，我国的能源结构主要以煤为主，因此，我国的大气污染是以烟尘和二氧化硫为代表的典型的煤烟型污染。1989年，科学研究人员对北京的两个居民区进行了大气污染与死亡率的关系研究。研究结果表明，大气中二氧化硫的浓度每增加1倍，总死亡率就增加11%。所以我们要时刻警惕二氧化硫污染。
据统计，世界各国每年排入大气中的二氧化硫的总量达1.5亿吨以上，而且呈逐年上升趋势。这些二氧化硫主要是过度燃烧煤和石油生成的。中国是燃煤大国，随着燃煤量的增加，排放的二氧化硫的量也不断增加。二氧化硫的大量排放使城市的空气污染不断加重，并导致我国出现大面积的酸雨。我国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。
为了保护环境，变废为宝，我们可以采用多种方法进行烟道气脱硫，以防止空气污染并回收和利用二氧化硫。
方法一：冶金厂利用一氧化碳还原二氧化硫。
SO₂+2COS+2CO₂
方法二：硫酸厂通常用氨水吸收二氧化硫。
SO₂+2NH₃+H₂O=（NH₄）₂SO₃
（NH₄）₂SO₃+SO₂+H₂O=2NH₄HSO₃
当吸收液达到一定浓度时，再用质量分数为93%的浓硫酸酸化：
2NH₄HSO₃+H₂SO₄（浓）=（NH₄）₂SO₄+2SO₂↑+2H₂O
（NH₄）₂SO₃+H₂SO₄（浓）=（NH₄）₂SO₄+SO₂↑+H₂O
放出的二氧化硫经液化得到液态二氧化硫，可用于制取漂白剂、消毒剂，也可用于生产硫酸（前苏联曾用烟道气生产了百万吨硫酸）。硫酸铵溶液经过结晶、分离、干燥，可用于制化肥（硫铵）。
方法三：用纯碱溶液吸收二氧化硫。
2Na₂CO₃+SO₂+H₂O=2NaHCO₃+Na₂SO₃
2NaHCO₃+SO₂=Na₂SO₃+2CO₂+H₂O
Na₂SO₃+SO₂+H₂O=2NaHSO₃
方法四：用石灰水处理低浓度的二氧化硫烟道气也具有重要的意义。
其原理是将烟道气经水洗、冷却、除尘后，在吸收塔内用质量分数为10%的石灰乳浆吸收，再将吸收后的浆液用加压空气氧化，生成石膏。缺少石膏的日本、美国、瑞典大都采用此法处理烟道气。
思考题：
1.上述处理和回收二氧化硫的措施分别利用了SO₂的什么性质？
2.你能写出方法四的化学方程式吗？