我国医药化学家们不仅认识到一些物质的医疗性能，还发现一些物质的物理、化学性能。例如李时珍在《本草纲目》中说：“朴硝，此物见水即消，又能消化诸物，故谓之消。”这里的朴硝是指硫酸钠（Na2SO4）。李时珍发现它易溶于水，能与多种物质进行化学反应。南北朝时代的名医陶弘景（456～536）在他的著述中说：“以火烧之，紫青烟起，云是真硝石也。”这里的硝石是指硝酸钾（KNO3），燃烧时产生紫色火焰，是钾的特征焰色反应。陶弘景发现可用它来鉴别钾的化合物，以区别硝酸钠（NaNO3）。我国古代“矾”很多，宋代《图经本草》（11世纪中期）中谈到绿矾（FeSO4·7H2O晶体）时提到：“置于铁板上，聚炭封之，囊袋吹令火炽，其矾即沸流出，色赤如融金汁者是真也。”“囊袋”是指鼓风的皮囊。
这是说明硫酸亚铁受热分解，生成红色氧化铁，可以鉴定绿矾，以区别胆矾（CuSO4·5H2O晶体）、明矾［K2SO4·Al2（SO4）3·24H2O晶体］。
此外，无论是我国的古医药学家还是西方的古医药学家，都发现浓缩酒有防腐、消毒、麻醉以及浸取一些物质的作用，发现砷化合物具有杀虫、治疗疥癣等作用，发现三氧化二砷（As2O3，俗名砒霜）具有剧毒。
中国的钢铁冶炼
铁矿石是地壳的主要组成成分之一，铁在自然界中的分布很广，但是人类发现铁和利用铁却比黄金和铜晚。首先，这是由于天然的单质状态的铁在地球上是找不到的，而且它容易氧化生锈；其次是它的熔点（1 539℃）比铜高得多，使它比铜难于熔炼。
人类最早发现的铁是从天空落下的陨石。陨石中含铁的质量分数很高，它是铁和镍、钴等金属的混合物。考古学家曾经在今天伊拉克境内美索不达米亚（Mesopotamia）乌尔（Ur）城的古代苏美尔人（Sumerians）的坟墓中，发现一把陨铁制成的小斧。在埃及第五至第六王朝（公元前2400年前）的金字塔所藏的宗教经文中，记述着太阳神等当时重要神像的宝座是用铁制成的。这显然也是从陨石得来的，因为铁在当时被认为是带有神秘性的最珍贵的金属。埃及人干脆把铁叫做“天石”。阿拉伯人传说，天上的金雨落进沙漠里变成了黑色的铁。在古希腊文里，“星”和“铁”是同一个词。
1972年，在我国河北省藁城县台西村的商代（约公元前16世纪～约公元前1066）遗址曾出土一件铜钺，上面镶铸有铁刃。钺（yuè）是我国古代一种像斧子的兵器。铁刃铜钺的发现表明我国劳动人民早在三千多年前已经认识了铁，掌握铁的锻造性能，识别铁与青铜在性质上的差别，能够把铁进行锻打加工并和青铜铸接成器，增强铜的坚韧性。铁刃虽已全部锈蚀，但经过科学鉴定，证明铁刃是用陨铁锻成的，因为铁中不含有人工冶炼过程夹带的硅酸盐等杂质，同时铁锈中含有镍和钴。
我国出土的用陨铁锻成的铜器还有：1931年，在我国河南浚县出土的商末周初的铁刃铜钺和铁援铜戈各一件，于解放前流入美国，现存华盛顿弗里尔艺术馆。还有，1978年在北京市平谷县南独乐河出土的商代铁刃铜钺。
由于陨石来源极稀少，从陨石中得来的铁对生产起不了什么作用。只是随着青铜熔炼技术的成熟，才逐渐为铁的冶炼技术的发展创造了条件。虽然最初提炼出来的铁在硬度和防腐蚀性能等方面都不如青铜，但是由于铁矿在自然界中的分布比铜广泛，而且铁器的好些性能比铜器好，遂使铁器能够迅速取代青铜器和石器。
我国古代人民什么时候开始使用铁，虽然说法不一，但多数历史学者和科技史研究者断定是在公元前1 000年的前后。
从目前考古发掘的结果来看，我国最早人工冶炼的铁是在春秋（公元前722～公元前481）战国（公元前403～公元前221）之交的时期出现的。江苏六合县程桥镇春秋墓出土的铁条、铁丸和河南洛阳市水泥制品厂战国早期灰坑中出土的铁锛（音bēn，削平木料的平头斧）、铁（音bó，古代锄田除草的农具）是迄今为止能确定的我国最早的生铁工具。经过冶金学家们检验，铁条属于早期的块状炼铁锻成的；铁丸和铁锛、铁是生铁铸件。这些铁器证明我国在春秋晚期出现块状炼铁的同时或稍后就出现了生铁冶铸技术。人类在冶炼铁的过程中，最初因鼓风设备的限制，炼出的铁不能熔化，只是块状的海绵体熟铁，性质柔软，可锻而不可铸，不宜制作硬度较大的工具，只是在提高炼铁炉的温度后，才能得到熔融的生铁，用于铸造。
欧洲一些国家在公元前1 000年前后也生产块状炼铁，但多废弃不用，直到公元14世纪才使用铸铁，其间经历了十分漫长的发展道路。而我国古代只用较短的时间就实现了这一技术的突破，出现了铸铁。
我国生铁的发明是人类用铁的重大发展，也是我国劳动人民对人类作出的一项重大贡献。英国科学史学家贝尔纳（J·D.Bernal）在他编著的《历史上的科学》（伍况甫等译.北京：科学出版社，1959年，82页）一书中写到：“在欧洲，实在直到14世纪，古代所用的铁，总是在手力鼓风的小型泥炉内，用木炭经低温还原法而制成的。把所得的海绵状的未经熔过的纯铁锭，打成比较软的熟铁条，再经锻工和熔接，就成一些更复杂的铁制品。”又写到：“在古时候，作为金属的铁却有一个很严重的缺点，就是炉中鼓风不够，就熔不了它，所以浇铸就留给青铜独用了，例外的是中国，早在公元前二世纪，中国已能铸铁。”这说明我国生铁的出现比欧洲早1 000多年。
我国的生铁铸造技术，在很长的一段时期内一直处于世界领先地位。随着产量的增加和技术的提高，除铁制的生产工具、生活用具以及兵器外，又出现大型铸造的宗教艺术品。如现存的西安雁塔里的大铁钟，是唐代（618～907）的作品；世界上著名的河北省沧州大铁狮是五代后周广顺三年（公元953年）的作品；山西太原晋祠铁人是北宋年代（960～1127）的作品。
我国炼钢技术的发展也很早。汉朝赵晔所著的《吴越春秋·阖闾内传》中记载着：“阖闾请干将铸作名剑二枚。干将者，吴人也，与欧冶子同师，俱能为剑。……干将作剑，采五山之铁精……使童女童男三百人鼓橐装炭，金铁乃濡，遂以成剑。”阖闾是春秋末年今江苏一带的吴国君（公元前514～公元前496在位）。可见，距今2000多年前，我国劳动人民已能炼钢，而且规模还不小。文中的“橐”（tuó）按今天的字意解释是“一种口袋”，在古代是指鼓风用的皮囊；“濡”（rú）按今天的字意解释是“沾”、“渍”，在古代又作“柔韧”讲。
1978年8月5日的《人民日报》第二版刊出一则消息：“湖南省博物馆长沙铁路车站建设工程文物发掘队，从一座古墓出土一口钢剑，从古墓随葬陶器的器形、纹饰以及墓葬的形制来看，可以断定它是春秋晚期的墓葬。从而说明我国炼钢技术的出现，至少应推前200年左右，即春秋战国之交，而不是过去认为的战国中、晚期。经取样分析，这口剑所用的钢是含碳量0.5%（质量分数）左右的中碳钢，金相组织比较均匀，说明可能还进行过热处理。”
我国到西汉（公元前206～公元23）中、晚期出现了利用生铁“炒”成熟铁或制成不同含碳量的钢的炒钢技术。这是将生铁加热成半液体、半固体的状态，再进行搅拌，利用空气或铁矿粉中的氧，进行脱碳，以获得熟铁或钢。1974年在山东苍山县出土的汉安帝永初六年（112）的钢刀和1978年在徐州汉代砖室墓中发掘出的汉章帝建初二年（77）的钢剑经鉴定都是以炒钢为原料，经多次反复加热折叠锻打而成的。
欧洲用炒钢法冶炼熟铁的技术在18世纪中叶才开始出现，比我国要晚1 900余年。
在汉代炒钢技术的基础上，到南北朝（420～581）时期，我国又出现了灌钢技术。这是先将含碳量高的生铁熔化，浇灌到熟铁上，使碳渗入熟铁，增加熟铁的含碳量，然后分别用牲畜尿或油脂淬火而成钢。淬火是钢铁的一种热处理工艺，是将工件加热到适宜温度，随即在水、油或空气中冷却，以提高钢铁的硬度和强度。
在欧洲的坩埚炼钢技术发明之前，灌钢法是一种先进的炼钢技术，对后世有重大影响。
二氧化碳的来历
空气中二氧化碳的含量大约占整个空气体积的0.03%。它们来自人和动物的呼出，来自煤和各种含碳化合物的燃烧以及动植物遗体的腐烂，火山爆发的时候大量二氧化碳从地下被喷入空气中。绿色植物在日光下进行光合作用的时候，从空气中吸去不少二氧化碳。江河海洋的水中亦溶解不少二氧化碳，20℃时1升水中可溶解0.9升二氧化碳。二氧化碳溶于水后形成碳酸：
CO2+H2OH2CO3碳酸是一种很不稳定的化合物，它很快又分解成二氧化碳。这样，海洋、湖泊和河流就像二氧化碳的唧筒，不断地把它吸收和释放。
人们早已认识了二氧化碳。它从许多矿泉水中冒出来；从古老的酿酒的发酵液中冲出来；在深井和山洞里聚集着；在一些沼泽地带和湖泊周边散发着。在意大利维苏里火山周围的那不勒斯城附近有一个洞，叫做狗洞。当人领着狗走进狗洞时，狗很快倒下了，人却安然无恙。
当人弯下腰去救自己的狗时，人也头晕了。这是因二氧化碳比空气重，沉积在地面上的缘故。
但是长期以来，人们不知道它是什么物质。因为它是无色、无味、无臭的气体，和空气中的其他组成气体混杂在一起。
17世纪比利时医生赫尔蒙特（J.B.Van Helmont，1579～1644）似乎知道了它和空气有所不同，在他死后的1644年出版的著述中，创造了gas（气体）一词。他在书中列出了各种气体：有风的气体，指空气；有毒的气体，指使蜡烛熄灭和聚集在狗洞里的气体；炭气体，指燃烧木炭和其他可燃物生成的气体；发酵产生的气体，指地窖中酿酒中产生的气体；硫气体，指硫磺燃烧产生的气体；野气体，指物质在容器受热分解或进行化学反应时产生的气体冲破容器，逃到空气中去的“不驯的”气体等。
直到1755年，英国医生布拉克（J.Black，1728～1799）发表焙烧碱性碳酸镁［MgCO3·Mg（OH）2］和石灰石（碳酸钙CaCO3）的实验报告，在焙烧过程中质量减轻了，产生一种气体，因为这种气体被固定在碱性碳酸镁和石灰石中，就称它为固定空气。他认识到清澈的石灰水［Ca（OH）2］能吸收固定空气，使石灰水浑浊，重又转变成石灰石。他并且发现固定空气和人们呼出的以及物质燃烧所产生的气体是同一种气体。
1767年英国外科医生麦克布赖德（D.Macbride，1726～1778）发表关于固定空气性质的论述，指出腐烂的动物体产生固定空气，并确定空气中存在固定空气，因为清澈的石灰水放置空气中会变浑浊。
拉瓦锡把纯净的炭放进氧气中燃烧后产生了固定空气，肯定了固定空气是碳和氧组成的。他试验了固定空气的水溶液显酸性，错误地称它为碳酸气。因为它不是碳酸的气态。
在确定了固定空气的化学式后，它被命名为二氧化碳。
二氧化碳虽然本身无毒，但会使人窒息致死。人们生活在含有0.03%（体积分数）二氧化碳的空气中是正常的。当空气中二氧化碳的含量达3%（体积分数）时，对人的不良影响明显起来，这时呼吸的次数增加了。这是因为随着血液中二氧化碳的增加对中枢神经系统起了刺激作用的缘故。在人们吸入含二氧化碳更浓的空气时，就会引起身体机能的严重混乱。当空气中二氧化碳的体积分数达10%时，就会使人丧失知觉，并使呼吸停止而死亡。
由于一定量的二氧化碳能引起中枢神经系统的刺激作用，因此医生们在治疗呼吸阻塞以及一些中毒症病人时，在供给病人呼吸的氧气中特地混入6%（体积分数）的二氧化碳。
二氧化碳在某些情况下也能维持和促进人们呼吸。当人们戴着防毒面具在工作或作战的时候，当人们在高空的飞机中或深水的潜水艇里的时候，虽然可以用贮存氧气的氧气瓶来供给氧气，但是携带它是沉重的，于是就要用二氧化碳本身含有的氧来提供呼吸了。这是利用过氧化钠（Na2O2）的作用，它是一种淡黄色的粉末或颗粒，是金属钠在燃烧后生成的。过氧化钠能吸收二氧化碳，并同时放出氧气：
2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2↑这样，戴上装有过氧化钠的口罩就会使自己呼出的二氧化碳转变成氧气供吸进了。
二氧化碳是一种化学性质不活泼的物质，它不会和燃着物或其附近的物质发生化学作用。它比空气重，会沉罩在火焰周围，把空气和燃烧物隔离开来，因此被用来灭火。我们现在的《化学》课本中展示了两种常用灭火器：
（1）泡沫灭火器。其内部结构是筒子里悬挂着一个小瓶，瓶里和瓶外分装着两种不同的溶液。使用时将灭火器倒转过来，两种溶液充分混合，进行化学反应，产生的二氧化碳把全部溶液挤压出来，能够喷射得很高、很远。
这两种不同溶液可以有多种不同的配合。例如有硫酸（H2SO4）和小苏打（碳酸氢钠NaHCO3）的溶液：
H2SO4+2NaHCO3ΔNa2SO4+2H2O+2CO2↑有明矾［硫酸钾铝K2SO4·Al2（SO4）3·24H2O］和小苏打的溶液：
K2SO4·Al2（SO4）3+6NaHCO3=2Al（OH）3↓+3Na2SO4+K2SO4+6CO2↑有盐酸（HCl）和碳酸钠（Na2CO3）的溶液：
2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑为了使二氧化碳形成稳定的泡沫，常在溶液中添加起泡剂，如皂素等。
（2）干粉灭火器。其中的干粉主要是碳酸氢钠，它受热分解，放出二氧化碳：
2NaHCO3ΔNa2CO3+H2O+CO2↑可以自制一个灭火器。在一个广口瓶里盛放大半瓶浓的碳酸氢钠溶液，另用一个小试管盛半管稀硫酸，小心把它放进瓶中，不要使两种溶液接触。在瓶口塞上带有尖嘴弯管的橡皮塞，就成了简单的灭火器。
碳酸氢钠就是我们家庭里发面做馒头时，为中和产生的酸所用的小苏打粉。蒸出来的馒头之所以松软可口，也是由于加热过程中产生大量二氧化碳的缘故。在自制灭火器中若没有硫酸，也可以用家庭里的醋代替试一试。
二氧化碳能够灭火，这也不是绝对的。把一镁条燃着，放进充满二氧化碳的烧杯中，燃烧着的镁条不仅没有熄灭，而且烧得更旺起来，只见冒出黑烟，在烧杯内壁出现黑色斑点。这是因为金属钾、镁等活泼金属和氧化合的能力比碳和氧化合的能力强，它们能夺取二氧化碳分子中的氧，把碳排挤出来，就冒出黑烟：
