銅在元素周期表的第四周期IB族,是人類最早運用的金屬。
銅具有優秀的功能,已被廣泛應用于工業范疇。
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》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,能夠置換出單質銅,這種辦法便是現代濕法冶金的前驅。濕法煉銅也稱膽銅法,其制作進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。濕法冶銅的實質原理是使用金屬性比銅強的物質置換比它弱的金屬(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,首要反應為:CuSO4+Zn=Cu+ZnSO4;CuSO4+Fe=Cu+FeSO4。
國際濕法冶銅第一人張潛,結合前人著作和個人經歷撰寫了《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少而收功博的優勢。
在化學實驗室中,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,而且溶液逐步由藍色變為淺綠色。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。據考證,商代的火法煉銅,主要是用孔雀石和木炭。火法冶銅是將含有銅元素的氧化物與復原劑在較高溫度下進行反響制取單質銅的進程,此復原反響需求必定的溫度,所以要在加熱的狀態下才干產生銅單質,故稱為火法冶銅。
人類很早就發現孔雀石經過灼燒后,會發生一種赤色亮光的金屬,這種金屬便是銅。孔雀石的主要成分是堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3],堿式碳酸銅受熱會分化生成氧化銅、水和二氧化碳,發生的化學反應是:Cu2(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO2 ↑;C+2CuO 2Cu+CO2 ↑;CO+CuO Cu+CO2 。
在化學試驗室里,咱們能夠使用如下圖所示的設備來模仿火法冶煉。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,將玻璃導管的一端伸入盛有弄清石灰水的試管中,用帶防風罩的酒精燈加熱。當弄清的石灰水變污濁,試管中逐步呈現紫赤色或赤色固體后中止加熱。反響完結之后,先撤出伸入盛有弄清石灰水試管的玻璃導管,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,將粉末攤開后調查,會發現紙上有紫赤色的固體,這便是銅。
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