【阅前提示】本书由于是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生阅读。但很适合像我这样已接受过基础教育但很不扎实的学酥重新查漏补缺。 另外，黑字是教材原文，彩字是我写的备注。

第三章、碳和碳的简单化合物 

§3-3碳的化学性质

引言

        我们都知道，木炭放在空气里，不管放置时间多长，是不会有什么变化的。这说明，碳在平常温度下是很不活动的，它不会和空气里的氧气反应，也不会和水、酸或碱发生反应，但是，当温度增高时，碳的化学性质就变得活泼起来，它能和氧气、氢气以及其他许多非金属单质和金属单质化合。还能和某些含氧的化合物（例如水、金属或非金属的氧化物等）起反应。

碳跟氧气或非金属的反应

        碳在高温时能够在纯氧或空气里燃烧，产生二氧化碳气体，同时还放出大量的热：【山注，B站专栏公式代码\ce{C +O2}\mathop{=\!=}\limits^{高温}CO_2 】

        碳在高温时还能和多种非金属化合。例如，把硫磺（元素符号是$)蒸气通过红热的碳时，它们化合生成一种无色的液体，叫做二硫化碳。反应的化学方程式是：【山注，B站专栏公式代码\ce{C +2S}\mathop{=\!=}\limits^{高温}CS_2  】

        二硫化碳是一种良好的溶剂，它可以溶解许多在水里不溶解的东西，例如白磷、碘（分子式是)、硫磺等。

碳的还原反应

        在高温下，碳不但能够和氧化合，而且还能夺取某些含氧化合物里的氧，所以碳是一种还原剂。

        例如，把水蒸气通过红热的碳，水（氢的氧化物）被还原成为单质的氢气，这个反应的化学方程式是：

【山注，B站专栏公式代码C+\mathop{H_2O}\limits_{（水蒸气）}\mathop{=\!=}\limits^{高温}CO↑+H_2↑】

        上面这个反应是一个氧化-还原反应。在这个反应里，碳是还原剂，它把水还原成氢气；水是氧化剂，它把碳氧化成一氧化碳。

        又如，二氧化碳通过红热的碳时，也能发生氧化-还原反应：【山注，B站专栏公式代码\ce{C +CO2}\mathop{=\!=}\limits^{高温}2CO 】

        在这个反应里，碳是还原剂，它把二氧化碳还原成一氧化碳；二氧化碳是氧化剂，它把碳氧化成一氧化碳。

        碳和氧化铜在高温时亦发生氧化-还原反应，可以很简便地用图3-3的装置进行实验。

        把木炭粉和黑色的氧化铜粉末混和，放在硬质试管a里，试管口用一个附有导气管的木塞塞紧，把试管横着固定在铁架台上。导气管通入试管b里的澄清的石灰水里。用酒精灯加热试管a里的黑色混和物。不久，就可看到试管a里有赭红色的金属铜产生，同时，导气管有气泡放出，试管b里原来澄清的石灰水，很快变成浑浊，这说明导气管放出的气体是二氧化碳。

        这个反应的化学方程式是：【山注，B站专栏公式代码 C+2CuO\mathop{=\!=}\limits^{加热}2Cu+CO_2↑】在这个反应里，碳是还原剂，它把氧化铜还原成单质的铜；氧化铜是氧化剂，它把碳氧化成二氧化碳（参看§2-13）。

碳跟氢气或金属的反应

        碳在高温(1200℃)时能够和氢气直接化合，生成一种可燃性气体，叫做甲烷。甲烷的分子式是，是天然气的主要成分。这个反应的化学方程式是：【山注，B站专栏公式代码\ce{C +CO2}\mathop{=\!=}\limits^{高温}2CO 】

        在更高温度下，碳和某些金属能化合生成碳化物。例如，碳和金属钙（元素符号Ca)在电炉里强热，能够直接化合生成碳化钙(CaC2)。这个反应的化学方程式是：【山注，B站专栏公式代码\ce{2C +Ca}\mathop{=\!=}\limits^{强热}CaC_2】

        碳化钙平常称做“电石”，它遇水可以产生一种可燃性气体，叫做“乙炔”，分子式是，反应的化学方程式是：

【山注，B站专栏公式代码\mathop{CaC_2}\limits_{碳化钙}+2H_2O=\mathop{C_2H_2}\limits_{乙炔}↑+\mathop{Ca(OH)_2}\limits_{氢氧化钙}】

【        工业上制取碳化钙并不是用碳和钙直接化合的方法（因为钙的价钱很贵)，而是用焦炭在电炉(3000℃)里还原氧化钙（即生石灰）而制得的【山注，B站专栏公式代码 3C+CaO\mathop{=\!=}\limits^{（高温）}CaC_2+CO↑】

        应该注意，碳化钙()以及乙炔()的分子具有特殊的结构，不能简单地从它们的分子式来确定元素的化合价。在碳化钙分子里，钙是2价，根据分子式，似乎碳的化合价应该是1价，但实际上是4价。同样，在乙炔分子里，氢是1价，碳似乎应该也是1价，但实际上是4价，关于这个问题，在第四册里我们学到这些物质的分子结构时，就会了解。】

习题3-3

1、为什么说碳是一种还原剂？举例说明。

【山答】在高温下，碳不但能够和氧化合，而且还能夺取某些含氧化合物里的氧，所以碳是一种还原剂。例如碳与二氧化碳高温生成一氧化碳；碳与氧化铜加热生成铜单质。

2、3克碳完全燃烧后，生成二氧化碳多少克？【山答】11g。

3、从甲烷和乙炔的分子式计算这两种可燃性气体里所含碳的百分比各是多少？【山答】75%、92.3%。

4、碳在高温时还原氧化铁的化学方程式是：

【山注，B站专栏公式代码——2Fe_2O_3+3C\mathop{=\!=}\limits^{高温}4Fe+3CO_2↑】

问要使40克氧化铁完全还原，需用碳多少克？【山答】4.5g。（山注，氧化铁分子量160，这个数可以记下来）

山话嵓语

【20221217日记】本以为已经好了，没想到还真是病去如抽丝，趁着现在精力还能集中，回忆记述一下这几日的情况：

        13日——晚上开始身体不适，但没有多想，以为只是着凉了。因为中午时阳光明媚，毛衣加棉袄竟让我有些出汗，于是就直接脱去毛衣了，至傍晚时，有点冷但想着身体还行，挺一会儿没事，就没有直接回家穿毛衣，而是先去超市后才返回家，但此时已觉察有恙，不过以为是没有穿毛衣所致，症状也不明显，就没有在意。

        14日——早上起床感觉没劲，但依然没在意，以为是起太早，没睡醒所致，过一会儿就好了，但整个上午一直如此，并开始头晕，浑身酸痛，有低烧，此时意识到生病了，但我依然认为是昨日着凉所致，并未在意。直到晚上刷视频，刷到刘庸发的热门视频，发现他说的一个症状与我太像，并且这个症状我以前从未遇到过，就是腰疼。这时我才意识到，我可能不是着凉，或者不是单纯的着凉。好在此时还是低烧状态，没有进一步恶化。

        15日凌晨——无法入眠，一则身体不适无法休息，二则孤身在外，生怕睡过去后忽然高烧，丧失意识，无法及时自救。因此在心理和生理双重作用下，一直没有入眠。好在此时B站热门推荐了一个三小时的视频《逃离崇山医院》，让我能在这最难熬的时间段精神麻醉。看完后，已至凌晨两点，意识回归，惊喜的发现烧退了，身体不适感也大大减轻，困意来临，这才放心入眠。

        15日——快9点才醒，状态好了很多，但大脑依然处于宕机状态，不准备出屋，检查了一下物资，有胡萝卜、橘子、鸡蛋糕、鸡蛋、米。反正也没什么食欲，于是就只煮粥和荷包蛋。喝完一小锅后，就抱着暖水炉入眠，如此再三，至晚上时，身体状态恢复的可以了。不过晚上依然没有按时入眠，倒不是身体或心理问题，单纯是白天睡多了。

        16日——由于睡得晚，8点才醒，此时状态恢复的不错，虽然身体乏困，但精神已经恢复，看书学习都不影响。也有胃口了，不准备出屋，就将鸡蛋糕烘了一下后全炫了。

        17日中午——临近中午时忽然发现又出现不适，但好在大脑还勉强能用，不过精力有些难以集中。上午出去采买了些东西，不过当时已经做好防护了。不知是不是又中了。本来计划今日趁着休假连炫五篇专栏，但不知下午状态还允不允许，故趁此时入眠前精神尚在，记录一二。