35　火灾中的化学

情景导入

本周学校宣传栏里的内容是介绍发生火灾时如何逃生，一张张宣传画形象、生动、活泼，引得同学们纷纷驻足观看。小川也进行了观看，其中一幅宣传画的内容引起了小川的思考：浓烟的成分是什么呢？为什么穿过浓烟逃生时要尽量使身体贴近地面，并用湿毛巾捂住口鼻？受灾人员或扑救人员在火灾中伤亡的主要原因是什么呢？

火场逃生的宣传画

求助同伴

回到班里，小川和文文、佳佳、悠悠四个人一起研究起来。

“可能是高处的浓烟浓度大。因此要尽量使身体贴近地面。”文文说。

“仅仅是因为高处的浓烟浓度大吗？”悠悠反问道。

“用湿毛巾堵住口鼻是防止浓烟吸入人体内。”小川补充说。

“用湿毛巾仅仅是堵住口鼻，防止浓烟吸入人体内吗？”佳佳又提出了疑问。

四位同学决定上网搜集资料并请教老师。

请教老师

温老师听完他们的讲述，先让他们做了一个小实验。

实验一

材料：6厘米长的蜡烛，宽2厘米、长5厘米的碎布条（成分最好是合成纤维），碎塑料片，澄清石灰水，250毫升烧杯（或茶杯）、250毫升锥形瓶各一只，带导管的橡胶塞、气球

步骤：

（1）点燃蜡烛，并将其立于水平桌面上。待蜡烛火焰稳定后拿一只用澄清石灰水润湿内壁的烧杯（或茶杯）将蜡烛罩住（如图35-1所示）。观察蜡烛燃烧情况及bō璃杯内壁有什么变化。

图35-1

（2）将一些碎布条、碎塑料片放在底部铺有少量细沙的锥形瓶中，塞上带bō璃导管和气球的橡皮塞，然后将锥形瓶放在石棉网上加热，观察碎布条和碎塑料片燃烧情况（如图35-2）。

图35-2

（3）待燃烧完毕，取一根用砂纸打磨光亮的铜丝，绕成螺旋状，一端插入橡胶塞中，另一端在酒精灯上加热至灼热。将表面为黑色的灼热的铜丝迅速伸入锥形瓶中，塞紧橡胶塞，观察铜丝变化（如图35-3）。

图35-3

讨论：

（1）为什么燃着的蜡烛、碎布条、碎塑料片会熄灭？

（2）步骤2中气球的作用是什么？

（3）蜡烛、碎布条、碎塑料片燃烧产生了哪些物质？这些物质具有怎样的性质？

（4）物质燃烧产物和氧气的量有怎样关系？

小川认为燃着的蜡烛、碎布条、碎塑料片会熄灭，是因为燃烧消耗了烧杯和锥形瓶内的氧气，同时放出的热量使瓶内气体膨胀，气压变大，气球的作用是调节装置气压，防止锥形瓶中的橡胶塞弹开。

佳佳认为蜡烛、碎布条、碎塑料片燃烧产生了不能供给人呼吸的二氧化碳、有毒性的一氧化碳、不完全燃烧产生的炭黑等物质。

悠悠认为氧气的量越少，燃烧越不充分，产生的物质种类相对多一些。

“二氧化碳、炭黑等固体物质的密度比空气大，这些物质在低处空间浓度大，为什么逃生时还要低头弯腰匍匐行进呢？”文文又提出了问题。

温老师听完大家的讨论，又让他们做了一个实验。

实验二

材料：2支不同长度的蜡烛、火柴、500毫升烧杯（或bō璃茶杯）一只

步骤：

（1）分别点燃两支长度不同的蜡烛，并将其立于水平桌面上。

（2）待蜡烛火焰稳定后拿一只干燥的烧杯（或茶杯）将两支蜡烛罩住（如图35-4所示）。观察两支蜡烛燃烧情况及bō璃杯内壁有什么变化。

图35-4

讨论：为什么出现这种现象？

总结：

（1）物质燃烧要消耗氧气，会使发生火灾的空间氧气不足或耗尽。

（2）在氧气不充足的情况下，物质燃烧不充分，会产生很多的有害物质，如大量烟雾。

（3）燃烧同时会放出大量的热，使发生火灾的空间内的空气温度较高，产生的大量有害气体向高处扩散，高处有害气体浓度较高（尤其是高层建筑）。低处的气体温度相对低一些，氧气浓度相对高一些。

（4）从意外失火的高楼中逃生时用湿毛巾捂住口鼻，可以吸收一部分有害烟雾气体，降低气体温度，避免热气流对呼吸系统的灼伤。

听温老师讲解

火灾对人体的多种危害分述如下：

1．氧气耗尽

人类习惯于在大气21%氧气浓度下活动。大量燃烧会消耗氧气，当氧浓度低至17%时，肌肉功能会减退，此为缺氧症现象。在氧气浓度10%～14%时，人仍有意识，但会出现错误判断力。在氧气浓度6%～8%时，在6～8分钟内发生窒息死亡。

2．火焰和热

燃烧会产生火焰和大量的热，使火灾发生区域温度升高。皮肤若维持在温度66℃以上或受到辐射热3瓦/厘米2以上，仅须1秒即可造成烧伤。由火焰产生的热空气及气体，亦能引致烧伤、热虚脱、脱水及呼吸道水肿，超过66℃，呼吸便难以忍受。

3．毒性气体

一般高分子材料热分解及燃烧生成物成分种类繁杂，有时多达百种以上。从火灾死亡统计资料得知，大部分罹难者是因吸入一氧化碳等有害燃烧气体致死，此外一部分火灾试验也显示有许多情况下任一毒害气体尚未到达致死浓度之前，最低存活氧气浓度或最高呼吸水平温度即已先行到达，成为致死的原因。

4．烟

烟，是火灾燃烧过程中一项重要的产物，其定义为“材料发生燃烧或热分解时所释放出散播于空气中的固态，液态微粒及气体”。能见度是避难者能否逃出火灾建筑物，及消防人员能否扑灭火灾的影响因素。烟因为有视线遮蔽及刺激效应，会助长人的惊慌。许多逃生情况，烟往往比温度更早达到令人难以忍受程度。烟气中的悬浮微粒也是有害的，危害最大的是颗粒直径小于10微米的飘尘，它们肉眼看不见，飘游在空气中，当呼吸进人体肺部时，黏附并聚集在肺泡壁上，可随血液送至全身，引起呼吸道疼痛，增大心脏病死亡率。

美国疾病控制和预防中心最近发表了一项研究报告说，参加世贸大厦搜救工作的358名消防员和5名紧急医疗服务人员在体检后发现患有呼吸系统的疾病。据报道，这些患病的消防人员在“9`11恐怖袭击事件”的灭火和抢救过程中，大多数都没有配戴安全面具，长时间暴露在有毒气体弥漫的空气中，吸入大量的浓烟，他们患有“世贸中心咳嗽症”，症状表现为鼻窦充血和喉咙、呼吸道及食道刺痛。

汇报成果

我们计划动员同学在所在社区宣传防火救火方法。

化学谜语

35．学而时习之。（打一化学名词）