【閱前提示】本書由于是大半個(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?

§3-3碳的化學(xué)性質(zhì)

引言

? ? ? ? 我們都知道，木炭放在空氣里，不管放置時(shí)間多長(zhǎng)，是不會(huì)有什么變化的。這說(shuō)明，碳在平常溫度下是很不活動(dòng)的，它不會(huì)和空氣里的氧氣反應(yīng)，也不會(huì)和水、酸或堿發(fā)生反應(yīng)，但是，當(dāng)溫度增高時(shí)，碳的化學(xué)性質(zhì)就變得活潑起來(lái)，它能和氧氣、氫氣以及其他許多非金屬單質(zhì)和金屬單質(zhì)化合。還能和某些含氧的化合物（例如水、金屬或非金屬的氧化物等）起反應(yīng)。

碳跟氧氣或非金屬的反應(yīng)

? ? ? ??碳在高溫時(shí)能夠在純氧或空氣里燃燒，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，同時(shí)還放出大量的熱：【山注，B站專欄公式代碼\ce{C +O2}\mathop{=\!=}\limits^{高溫}CO_2?】

? ? ? ??碳在高溫時(shí)還能和多種非金屬化合。例如，把硫磺（元素符號(hào)是$)蒸氣通過(guò)紅熱的碳時(shí)，它們化合生成一種無(wú)色的液體，叫做二硫化碳。反應(yīng)的化學(xué)方程式是：【山注，B站專欄公式代碼\ce{C +2S}\mathop{=\!=}\limits^{高溫}CS_2??】

? ? ? ??二硫化碳是一種良好的溶劑，它可以溶解許多在水里不溶解的東西，例如白磷、碘（分子式是)、硫磺等。

碳的還原反應(yīng)

? ? ? ??在高溫下，碳不但能夠和氧化合，而且還能奪取某些含氧化合物里的氧，所以碳是一種還原劑。

? ? ? ??例如，把水蒸氣通過(guò)紅熱的碳，水（氫的氧化物）被還原成為單質(zhì)的氫氣，這個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

【山注，B站專欄公式代碼C+\mathop{H_2O}\limits_{（水蒸氣）}\mathop{=\!=}\limits^{高溫}CO↑+H_2↑】

? ? ? ??上面這個(gè)反應(yīng)是一個(gè)氧化-還原反應(yīng)。在這個(gè)反應(yīng)里，碳是還原劑，它把水還原成氫氣；水是氧化劑，它把碳氧化成一氧化碳。

? ? ? ??又如，二氧化碳通過(guò)紅熱的碳時(shí)，也能發(fā)生氧化-還原反應(yīng)：【山注，B站專欄公式代碼\ce{C +CO2}\mathop{=\!=}\limits^{高溫}2CO?】

? ? ? ??在這個(gè)反應(yīng)里，碳是還原劑，它把二氧化碳還原成一氧化碳；二氧化碳是氧化劑，它把碳氧化成一氧化碳。

? ? ? ??碳和氧化銅在高溫時(shí)亦發(fā)生氧化-還原反應(yīng)，可以很簡(jiǎn)便地用圖3-3的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

? ? ? ??把木炭粉和黑色的氧化銅粉末混和，放在硬質(zhì)試管a里，試管口用一個(gè)附有導(dǎo)氣管的木塞塞緊，把試管橫著固定在鐵架臺(tái)上。導(dǎo)氣管通入試管b里的澄清的石灰水里。用酒精燈加熱試管a里的黑色混和物。不久，就可看到試管a里有赭紅色的金屬銅產(chǎn)生，同時(shí)，導(dǎo)氣管有氣泡放出，試管b里原來(lái)澄清的石灰水，很快變成渾濁，這說(shuō)明導(dǎo)氣管放出的氣體是二氧化碳。

? ? ? ??這個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式是：【山注，B站專欄公式代碼?C+2CuO\mathop{=\!=}\limits^{加熱}2Cu+CO_2↑】在這個(gè)反應(yīng)里，碳是還原劑，它把氧化銅還原成單質(zhì)的銅；氧化銅是氧化劑，它把碳氧化成二氧化碳（參看§2-13）。

碳跟氫氣或金屬的反應(yīng)

? ? ? ??碳在高溫(1200℃)時(shí)能夠和氫氣直接化合，生成一種可燃性氣體，叫做甲烷。甲烷的分子式是，是天然氣的主要成分。這個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式是：【山注，B站專欄公式代碼\ce{C +CO2}\mathop{=\!=}\limits^{高溫}2CO?】

? ? ? ??在更高溫度下，碳和某些金屬能化合生成碳化物。例如，碳和金屬鈣（元素符號(hào)Ca)在電爐里強(qiáng)熱，能夠直接化合生成碳化鈣(CaC2)。這個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式是：【山注，B站專欄公式代碼\ce{2C +Ca}\mathop{=\!=}\limits^{強(qiáng)熱}CaC_2】

? ? ? ??碳化鈣平常稱做“電石”，它遇水可以產(chǎn)生一種可燃性氣體，叫做“乙炔”，分子式是，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

【山注，B站專欄公式代碼\mathop{CaC_2}\limits_{碳化鈣}+2H_2O=\mathop{C_2H_2}\limits_{乙炔}↑+\mathop{Ca(OH)_2}\limits_{氫氧化鈣}】

【? ? ? ??工業(yè)上制取碳化鈣并不是用碳和鈣直接化合的方法（因?yàn)殁}的價(jià)錢很貴)，而是用焦炭在電爐(3000℃)里還原氧化鈣（即生石灰）而制得的【山注，B站專欄公式代碼?3C+CaO\mathop{=\!=}\limits^{（高溫）}CaC_2+CO↑】

? ? ? ??應(yīng)該注意，碳化鈣()以及乙炔()的分子具有特殊的結(jié)構(gòu)，不能簡(jiǎn)單地從它們的分子式來(lái)確定元素的化合價(jià)。在碳化鈣分子里，鈣是2價(jià)，根據(jù)分子式，似乎碳的化合價(jià)應(yīng)該是1價(jià)，但實(shí)際上是4價(jià)。同樣，在乙炔分子里，氫是1價(jià)，碳似乎應(yīng)該也是1價(jià)，但實(shí)際上是4價(jià)，關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，在第四冊(cè)里我們學(xué)到這些物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)時(shí)，就會(huì)了解?！?/p>

習(xí)題3-3

1、為什么說(shuō)碳是一種還原劑？舉例說(shuō)明。

【山答】在高溫下，碳不但能夠和氧化合，而且還能奪取某些含氧化合物里的氧，所以碳是一種還原劑。例如碳與二氧化碳高溫生成一氧化碳；碳與氧化銅加熱生成銅單質(zhì)。

2、3克碳完全燃燒后，生成二氧化碳多少克？【山答】11g。

3、從甲烷和乙炔的分子式計(jì)算這兩種可燃性氣體里所含碳的百分比各是多少？【山答】75%、92.3%。

4、碳在高溫時(shí)還原氧化鐵的化學(xué)方程式是：

【山注，B站專欄公式代碼——2Fe_2O_3+3C\mathop{=\!=}\limits^{高溫}4Fe+3CO_2↑】

問(wèn)要使40克氧化鐵完全還原，需用碳多少克？【山答】4.5g。（山注，氧化鐵分子量160，這個(gè)數(shù)可以記下來(lái)）

山話嵓語(yǔ)

【20221217日記】本以為已經(jīng)好了，沒(méi)想到還真是病去如抽絲，趁著現(xiàn)在精力還能集中，回憶記述一下這幾日的情況：

? ? ? ? 13日——晚上開(kāi)始身體不適，但沒(méi)有多想，以為只是著涼了。因?yàn)橹形鐣r(shí)陽(yáng)光明媚，毛衣加棉襖竟讓我有些出汗，于是就直接脫去毛衣了，至傍晚時(shí)，有點(diǎn)冷但想著身體還行，挺一會(huì)兒沒(méi)事，就沒(méi)有直接回家穿毛衣，而是先去超市后才返回家，但此時(shí)已覺(jué)察有恙，不過(guò)以為是沒(méi)有穿毛衣所致，癥狀也不明顯，就沒(méi)有在意。

? ? ? ? 14日——早上起床感覺(jué)沒(méi)勁，但依然沒(méi)在意，以為是起太早，沒(méi)睡醒所致，過(guò)一會(huì)兒就好了，但整個(gè)上午一直如此，并開(kāi)始頭暈，渾身酸痛，有低燒，此時(shí)意識(shí)到生病了，但我依然認(rèn)為是昨日著涼所致，并未在意。直到晚上刷視頻，刷到劉庸發(fā)的熱門視頻，發(fā)現(xiàn)他說(shuō)的一個(gè)癥狀與我太像，并且這個(gè)癥狀我以前從未遇到過(guò)，就是腰疼。這時(shí)我才意識(shí)到，我可能不是著涼，或者不是單純的著涼。好在此時(shí)還是低燒狀態(tài)，沒(méi)有進(jìn)一步惡化。

? ? ? ? 15日凌晨——無(wú)法入眠，一則身體不適無(wú)法休息，二則孤身在外，生怕睡過(guò)去后忽然高燒，喪失意識(shí)，無(wú)法及時(shí)自救。因此在心理和生理雙重作用下，一直沒(méi)有入眠。好在此時(shí)B站熱門推薦了一個(gè)三小時(shí)的視頻《逃離崇山醫(yī)院》，讓我能在這最難熬的時(shí)間段精神麻醉?？赐旰螅阎亮璩?jī)牲c(diǎn)，意識(shí)回歸，驚喜的發(fā)現(xiàn)燒退了，身體不適感也大大減輕，困意來(lái)臨，這才放心入眠。

? ? ? ? 15日——快9點(diǎn)才醒，狀態(tài)好了很多，但大腦依然處于宕機(jī)狀態(tài)，不準(zhǔn)備出屋，檢查了一下物資，有胡蘿卜、橘子、雞蛋糕、雞蛋、米。反正也沒(méi)什么食欲，于是就只煮粥和荷包蛋。喝完一小鍋后，就抱著暖水爐入眠，如此再三，至晚上時(shí)，身體狀態(tài)恢復(fù)的可以了。不過(guò)晚上依然沒(méi)有按時(shí)入眠，倒不是身體或心理問(wèn)題，單純是白天睡多了。

? ? ? ? 16日——由于睡得晚，8點(diǎn)才醒，此時(shí)狀態(tài)恢復(fù)的不錯(cuò)，雖然身體乏困，但精神已經(jīng)恢復(fù)，看書學(xué)習(xí)都不影響。也有胃口了，不準(zhǔn)備出屋，就將雞蛋糕烘了一下后全炫了。

? ? ? ? 17日中午——臨近中午時(shí)忽然發(fā)現(xiàn)又出現(xiàn)不適，但好在大腦還勉強(qiáng)能用，不過(guò)精力有些難以集中。上午出去采買了些東西，不過(guò)當(dāng)時(shí)已經(jīng)做好防護(hù)了。不知是不是又中了。本來(lái)計(jì)劃今日趁著休假連炫五篇專欄，但不知下午狀態(tài)還允不允許，故趁此時(shí)入眠前精神尚在，記錄一二。