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煤質柱狀活性炭中碳元素的原子外層有4個電子，按電化學的氧化還原反應機理，碳原子可以給出4個電子被氧化，也可以結合四個電子被還原。碳在什么狀態下給出電子?在什么狀態下結合電子?這依據它們的反應條件而定。
當煤質柱狀活性炭中碳元素的碳原子在一定溫度下與活潑的非金屬元素作用時，就表現出負價即成為還原劑，容易給出自身電子化合價升高被氧化，起還原作用。如：C +S2=CS2;C+02=C02;C+H20= CO +H2(在高溫下產生水煤氣)。
當炭在特定條件下與氫及金屬進行化合時，容易結合它身電子化合價降低被還原，起氧化作用。如：3C+4A1=Al4C3;C+2H2—>CH4。
在化學氧化還原反應中，隨著物質間的電子轉移，氧化物被還原了，而還原物則被氧化了。氧化必定伴隨著還原同時發生。在這反應過程中，實際上是物質之間電子轉移過程。如：原電池、蓄電池、燃料電池、充放電等，所產生的電能都離不開氧化還原反應。
在討論氧化還原反應時，先討論如下幾點：
(1)能給出自身電子的中性分子、原子或離子，都是還原劑;本身會被氧化成更帶有正電荷離子的原子。
(2)能結合它身電子的中性分子、原子或離子，都是氧化劑;本身會被還原成更帶有負電荷離子的原子。
(3)帶正電荷的離子可作為氧化劑，有氧化性，因為它們都會接受它身原子的電子。
(4)帶負電苛的離子可作為還原劑，有還原性，因為它們都易失去自身過量的電子。
(5)充電、電解時，陰極上的電流是還原劑，在電流的作用下離子電荷中和;陰極上發生還原作用被氧化(還原劑)，陽極上發生氧化作用被還原(氧化劑)。
