銅在元素周期表的第四周期IB族,是人類最早運(yùn)用的金屬。
銅具有優(yōu)秀的功能,已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)范疇。
銅在地殼中的含量約為0.01%,在自然界中,銅多以化合物狀況存在。常見的銅礦產(chǎn)有黃銅礦(CuFeS2)、輝銅礦(Cu2S)、孔雀石(Cu2 (OH)2CO3)、赤銅礦(Cu2O)、膽礬(CuSO4·5H2O)等。
西漢時期,劉安所著的《淮南萬畢術(shù)》中有曾青得鐵則化為銅的記載,其意義是把鐵片放入硫酸銅溶液或其它銅鹽溶液中,能夠置換出單質(zhì)銅,這種辦法便是現(xiàn)代濕法冶金的前驅(qū)。濕法煉銅也稱膽銅法,其制作進(jìn)程首要包含兩個過程,一是浸銅,把鐵放在膽礬的溶液中,使膽礬中的銅離子被鐵置換成單質(zhì)銅堆積下來;二是將置換出的銅粉搜集起來,再加以冶煉。濕法冶銅的實質(zhì)原理是使用金屬性比銅強(qiáng)的物質(zhì)置換比它弱的金屬(K、Ca、Na在外),例如在硫酸銅溶液中參加金屬鋅或鐵,可置換得到金屬銅,首要反應(yīng)為:CuSO4+Zn=Cu+ZnSO4;CuSO4+Fe=Cu+FeSO4。
國際濕法冶銅第一人張潛,結(jié)合前人著作和個人經(jīng)歷撰寫了《浸銅要略》一書,書中記敘使用含銅礦水(或稱膽水)冶銅的技能,此書所述膽銅法具有用費(fèi)少而收功博的優(yōu)勢。
在化學(xué)實驗室中,咱們也能夠模仿濕法冶銅。取20cm長的鐵絲用砂紙打磨亮光,再取4ml硫酸銅溶液于試管中,參加打磨亮光的鐵絲,靜置,能夠觀察到鐵絲表面有紫紅色金屬分出,而且溶液逐步由藍(lán)色變?yōu)闇\綠色。分出的紫紅色金屬便是銅,最終取出鐵絲,搜集鐵絲表面分出的銅。
除此之外,我國古代還有一種提煉銅的辦法火法煉銅。據(jù)考證,商代的火法煉銅,主要是用孔雀石和木炭?;鸱ㄒ便~是將含有銅元素的氧化物與復(fù)原劑在較高溫度下進(jìn)行反響制取單質(zhì)銅的進(jìn)程,此復(fù)原反響需求必定的溫度,所以要在加熱的狀態(tài)下才干產(chǎn)生銅單質(zhì),故稱為火法冶銅。
人類很早就發(fā)現(xiàn)孔雀石經(jīng)過灼燒后,會發(fā)生一種赤色亮光的金屬,這種金屬便是銅??兹甘闹饕煞质菈A式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3],堿式碳酸銅受熱會分化生成氧化銅、水和二氧化碳,發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是:Cu2(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO2 ↑;C+2CuO 2Cu+CO2 ↑;CO+CuO Cu+CO2 。
在化學(xué)試驗室里,咱們能夠使用如下圖所示的設(shè)備來模仿火法冶煉。稱取10g新制氧化銅,研磨成粉末,倒入坩堝中充沛烘干。再稱取1.5g新制木炭,相同研磨成粉末,倒入坩堝中充沛烘干。然后將氧化銅粉末和木炭粉末混合均勻,用藥匙或紙槽平鋪在試管底部,按下圖所示拼裝儀器,將玻璃導(dǎo)管的一端伸入盛有弄清石灰水的試管中,用帶防風(fēng)罩的酒精燈加熱。當(dāng)弄清的石灰水變污濁,試管中逐步呈現(xiàn)紫赤色或赤色固體后中止加熱。反響完結(jié)之后,先撤出伸入盛有弄清石灰水試管的玻璃導(dǎo)管,再撤出酒精燈。最終將試管中的粉末倒在一張潔凈的白紙上,將粉末攤開后調(diào)查,會發(fā)現(xiàn)紙上有紫赤色的固體,這便是銅。
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