【閱前提示】本書(shū)由于是大半個(gè)世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生閱讀。但很適合像我這樣已接受過(guò)基礎(chǔ)教育但很不扎實(shí)的學(xué)酥重新查漏補(bǔ)缺。 另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的備注。

第三章、碳和碳的簡(jiǎn)單化合物??

§3-8火焰

原理

? ? ? ? 氣體燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生火焰。前面講過(guò)，一氧化碳燃燒時(shí)有藍(lán)色的火焰，氫氣燃燒時(shí)也有極淡藍(lán)色的火焰。酒精、煤油等液體燃燒時(shí)也有火焰，這是因?yàn)樗鼈兌际侨菀讚]發(fā)的液體，受熱時(shí)立刻蒸發(fā)成為蒸氣，它們的火焰實(shí)際上是它們蒸氣燃燒時(shí)產(chǎn)生的。木柴、稻草等固體燃燒時(shí)也有火焰，這是因?yàn)樗鼈冊(cè)诟邷貢r(shí)都容易分解，產(chǎn)生可燃性氣體（參閱§3-2），它們的火焰實(shí)際上就是這種可燃性氣體燃燒時(shí)產(chǎn)生的。蠟燭燃燒時(shí)，同樣是因?yàn)槭炇軣岱纸夂螽a(chǎn)生可燃性氣體，由于可燃性氣體的燃燒而產(chǎn)生火焰。【山注|| 蠟燭是由石蠟和棉線燭芯組成的；石蠟是白色固體，有淡淡的氣味，硬度較小，不溶于水，密度比水??；燃燒時(shí)一邊熔化氣化一邊燃燒，發(fā)黃色火焰，有水和二氧化碳生成；火焰分三層，焰心、內(nèi)焰、外焰。外焰最亮，焰心最暗?！?/span>

? ? ? ??只有那些不容易揮發(fā)也不容易分解成可燃性氣體的固體物質(zhì)，例如木炭、焦炭、鐵等，燃燒時(shí)才沒(méi)有火焰由此看來(lái)，火焰是一切可燃性氣體（或蒸氣）燃燒時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象。【山語(yǔ)|| 證明蠟燭燃燒時(shí)產(chǎn)生可燃性氣體的實(shí)驗(yàn)方法是，剛熄滅蠟燭時(shí)，會(huì)有一縷白煙向上升騰，在距燭芯一定距離處，用火柴點(diǎn)燃白煙，則立刻燃燒并能重新引燃蠟燭。說(shuō)明此白煙是蠟燭產(chǎn)生的可燃性氣體?！?/span>

? ? ? ??仔細(xì)觀察火焰，可以看出，火焰的結(jié)構(gòu)并不是十分簡(jiǎn)單的。蠟燭燃燒時(shí)產(chǎn)生的火焰，它或多或少保持有一定的形狀，并由三個(gè)明顯的不同部分組成，即：焰心、內(nèi)焰和外焰（圖3-13)。

焰心

? ? ? ??火焰內(nèi)部靠近燭芯較暗的圓錐體叫做焰心。焰心里含有石蠟的蒸氣以及一部分石蠟分解后的可燃性氣體。

? ? ? ??用一根彎曲的玻璃管，把焰心里的氣體導(dǎo)出，引入一個(gè)冷的玻璃燒瓶（如圖3-14所示），不久就會(huì)有石蠟的蒸氣凝聚在燒瓶的內(nèi)壁上，使燒瓶的玻璃變得模糊起來(lái)。如果另用一根短玻璃管把焰心里的氣態(tài)物質(zhì)導(dǎo)出，用火點(diǎn)燃，就會(huì)在玻璃管口燃燒起來(lái)（圖3-15）。

? ? ? ??上面這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，充分證明了蠟燭在燃燒前首先變成石蠟蒸氣，以及部分石蠟分解后生成可燃性氣體，蠟燭的火焰是由可燃性氣體燃燒而產(chǎn)生的。

? ? ? ??在焰心里，氣體還沒(méi)有開(kāi)始燃燒，因此，焰心不僅較暗，而且溫度也比較低。

內(nèi)焰

? ? ? ??包圍在焰心外部的明亮的圓錐體部分，叫做內(nèi)焰。可燃性氣體在這里進(jìn)一步分解，生成氫氣和許多微小的碳粒（石蠟是碳和氫的化合物)，氫氣和一小部分碳粒在這里燃燒，產(chǎn)生高溫。因?yàn)檫@里氧氣供給不很充分，大部分碳粒都沒(méi)有燃燒，只是被灼熱而發(fā)生光亮（我們知道，固體物質(zhì)灼熱時(shí)會(huì)發(fā)出強(qiáng)光。例如，電燈泡里的燈絲灼熱時(shí)發(fā)出很亮的白光。另外，汽油燈發(fā)出的強(qiáng)光，是由于它特制紗罩上的金屬氧化物的固體小顆粒灼熱時(shí)發(fā)生的）。因此內(nèi)焰的光亮度最強(qiáng)。

? ? ? ??我們用一個(gè)白色瓷皿（例如蒸發(fā)皿或坩堝的蓋）放到蠟燭的內(nèi)焰里，不久就會(huì)看到瓷皿上積集著一薄層碳的小顆粒。這就證明內(nèi)焰里確實(shí)充滿著沒(méi)有燃燒的、灼熱的固體碳粒。

? ? ? ??內(nèi)焰因?yàn)橛袣錃夂筒糠痔剂Ｔ谌紵臏囟纫妊嫘母叩枚唷?/p>

外焰

? ? ? ??包圍在內(nèi)焰外面幾乎沒(méi)有光亮的部分，叫做外焰。內(nèi)焰里灼熱的碳粒，到了外焰區(qū)域，因?yàn)樗涂諝庵苯咏佑|，有充分的氧氣供給，它能夠發(fā)生完全的燃燒，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，并放出大量的熱。因此，在外焰里，灼熱的固體微粒變得很少了，因此幾乎沒(méi)有光亮，但溫度卻比內(nèi)焰更高。

? ? ? ??酒精燈火焰的結(jié)構(gòu)和蠟燭火焰十分相似，也有溫度較低和光亮較暗的焰心區(qū)域，溫度較高和比較明亮的內(nèi)焰區(qū)域和溫度最高但幾乎沒(méi)有光亮的外焰區(qū)域。

? ? ? ??火焰各個(gè)區(qū)域溫度的不同，可以從下面這個(gè)實(shí)驗(yàn)清楚地看出：

? ? ? ??用一根火柴桿迅速放進(jìn)酒精燈的火焰里，平放在靠近燈芯的上面（圖3-16(a)），等一會(huì)兒拿出來(lái)，可以看到有兩個(gè)焦黑點(diǎn)，分別處在和外焰接觸的那兩個(gè)區(qū)域（圖3-16(b)）。這充分說(shuō)明了火焰外焰區(qū)域的溫度最高。

? ? ? ??氣體（例如一氧化碳、氫氣等）燃燒時(shí)火焰的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，只有內(nèi)、外兩層，內(nèi)層實(shí)際上是沒(méi)有燃燒的氣體，用一根火柴桿插進(jìn)火焰內(nèi)層，可以經(jīng)過(guò)相當(dāng)時(shí)間不會(huì)變焦，由此看出內(nèi)層的溫度是比較低的。

習(xí)題3-8

1、為什么用酒精燈加熱器皿時(shí)，不應(yīng)當(dāng)把加熱器皿放在接近燈芯的地方？

【山答】因?yàn)榻咏鼰粜镜牡胤綖檠嫘膮^(qū)域，溫度較低，用這個(gè)區(qū)域加熱，效率太低。

2、火焰是怎樣產(chǎn)生的？為什么有些物質(zhì)（例如蠟燭、一氧化碳等）燃燒時(shí)有火焰，另一些物質(zhì)（例如鐵）燃燒時(shí)卻沒(méi)有火焰？

【山答】火焰是氣體燃燒是產(chǎn)生的。因此一氧化碳等氣體燃燒自然會(huì)產(chǎn)生火焰。而蠟燭等雖是固體，但點(diǎn)燃后會(huì)分解出可燃?xì)怏w，從而產(chǎn)生火焰；但如鐵等固體，極不容易揮發(fā)成氣體，也不能分解出可燃?xì)怏w，因此鐵燃燒時(shí)沒(méi)有火焰。

3、為什么有些物質(zhì)（例如乙炔，分子式是)燃燒時(shí)的火焰非常明亮，另一些物質(zhì)（例如氫氣）燃燒時(shí)的火焰幾乎無(wú)光？[提示：乙炔分子里含碳的百分率很高]

【山答】碳等固體在灼熱狀態(tài)下會(huì)發(fā)出較亮的光。氫氣燃燒過(guò)程中不會(huì)生成這種固體顆粒，因此幾乎無(wú)光。而乙炔由于含碳量較高，因此燃燒過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生微小的碳顆粒，這些碳顆粒遇到灼熱發(fā)出光亮，因此乙炔燃燒時(shí)的火焰非常明亮。

【20230128山嵓后記】

? ? ? ? 莫要小看這個(gè)知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)單，生活中還真有人在這上面翻跟頭。此處我補(bǔ)充一個(gè)生活中的真實(shí)案例。2023年1月11日，CCTV13播出的法治在線在第一個(gè)法制故事“古玉撿漏，小心圈套！——火燒古玉？鑒定手段純屬小把戲！”中解密了一個(gè)不法分子常用的小詭計(jì)，而這個(gè)讓不少古玩愛(ài)好者翻車的詭計(jì)，其原理竟然就是這簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的火焰性質(zhì)（這一段播出于當(dāng)天中午的12:45左右，小伙伴要是想看原視頻，可直接上官網(wǎng)歷史查詢“法治在線20230111”，段落大概在第九分五十秒左右開(kāi)始）。

? ? ? ? 大致內(nèi)容是，不法分子聲稱手上是古玉。古玩愛(ài)好者問(wèn)如何證明。他們就說(shuō)此古玉可燒發(fā)不斷，就是取一根頭發(fā)緊貼古玉上，然后用火燒，無(wú)論怎么燒，就是燒不斷！而經(jīng)過(guò)審訊后，不法分子交代，其實(shí)這個(gè)小把戲很簡(jiǎn)單，他們燒的時(shí)候故意讓火焰緊貼頭發(fā)，這樣看似燒的很真很狠，但其實(shí)與頭發(fā)接觸的是低溫的焰心，再加上“古玉”（玻璃、石頭都行）是涼的，不斷吸熱，因此頭發(fā)根本就到不了著火點(diǎn)，自然不會(huì)燃燒。然后節(jié)目現(xiàn)場(chǎng)演示，的確如此，若與焰心有一定距離，即用外焰，那頭發(fā)基本上是一點(diǎn)就斷，但頭發(fā)若緊貼火焰反而無(wú)恙。

? ? ? ? 所以說(shuō)不能小看任何一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，沒(méi)想到這么簡(jiǎn)單一個(gè)初中知識(shí)點(diǎn)，竟然能讓這幫不法分子給玩出花來(lái)了，要知道這個(gè)團(tuán)伙涉案金額可并不小，這就說(shuō)明上當(dāng)?shù)娜瞬⒉辉谏贁?shù)。