銅位于元素周期表第四周期IB族，是人類(lèi)最早使用的金屬。銅具有優(yōu)異的性能，已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。銅在地殼中的含量約為0.01%，在自然界中，銅多以化合物狀態(tài)存在。常見(jiàn)的銅礦石有黃銅礦（CuFeS2）、輝銅礦（Cu2S）、孔雀石（Cu2 (OH)2CO3）、赤銅礦（Cu2O）、膽礬（CuSO4·5H2O）等。
西漢時(shí)期，劉安所著的《淮南萬(wàn)畢術(shù)》中有“曾青得鐵則化為銅”的記載，其含義是把鐵片放入硫酸銅溶液或其它銅鹽溶液中，可以置換出單質(zhì)銅，這種方法就是現(xiàn)代濕法冶金的先驅(qū)。濕法煉銅也稱(chēng)膽銅法，其生產(chǎn)過(guò)程主要包括兩個(gè)步驟，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)銅沉積下來(lái)；二是將置換出的銅粉收集起來(lái)，再加以熔煉。濕法冶銅的本質(zhì)原理是利用金屬性比銅強(qiáng)的物質(zhì)置換比它弱的金屬（K、Ca、Na除外），例如在硫酸銅溶液中加入金屬鋅或鐵，可置換得到金屬銅，主要反應(yīng)為：CuSO4+Zn=Cu+ZnSO4；CuSO4+Fe=Cu+FeSO4。
世界濕法冶銅第一人張潛，結(jié)合前人著作和個(gè)人經(jīng)驗(yàn)撰寫(xiě)了《浸銅要略》一書(shū)，書(shū)中記述利用含銅礦水（或稱(chēng)膽水）冶銅的技術(shù)，此書(shū)所述膽銅法具有“用費(fèi)少而收功博”的優(yōu)點(diǎn)。
在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，我們也可以模擬濕法冶銅。取20cm長(zhǎng)的鐵絲用砂紙打磨光亮，再取4ml硫酸銅溶液于試管中，加入打磨光亮的鐵絲，靜置，可以觀察到鐵絲表面有紫紅色金屬析出，并且溶液逐漸由藍(lán)色變?yōu)闇\綠色。析出的紫紅色金屬就是銅，最后取出鐵絲，收集鐵絲表面析出的銅。
除此之外，我國(guó)古代還有一種冶煉銅的方法——“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還原劑在較高溫度下進(jìn)行反應(yīng)制取單質(zhì)銅的過(guò)程，此還原反應(yīng)需要一定的溫度，所以要在加熱的狀態(tài)下才能產(chǎn)生銅單質(zhì)，故稱(chēng)為“火法冶銅”。
人類(lèi)很早就發(fā)現(xiàn)孔雀石通過(guò)灼燒后，會(huì)產(chǎn)生一種紅色光亮的金屬，這種金屬就是銅�？兹甘闹饕煞质菈A式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]，堿式碳酸銅受熱會(huì)分解生成氧化銅、水和二氧化碳，碳或一氧化碳具有還原性，可以還原氧化銅，產(chǎn)生的反應(yīng)為：Cu2(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO2 ↑；C+2CuO 2Cu+CO2 ↑；CO+CuO Cu+CO2 。
在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里，我們可以利用如下圖所示的裝置來(lái)模擬火法冶煉。稱(chēng)取10g新制氧化銅，研磨成粉末，倒入坩堝中充分烘干。再稱(chēng)取1.5g新制木炭，同樣研磨成粉末，倒入坩堝中充分烘干。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，按下圖所示組裝儀器，將玻璃導(dǎo)管的一端伸入盛有澄清石灰水的試管中，用帶防風(fēng)罩的酒精燈加熱。當(dāng)澄清的石灰水變渾濁，試管中逐漸出現(xiàn)紫紅色或紅色固體后停止加熱。反應(yīng)完成之后，先撤出伸入盛有澄清石灰水試管的玻璃導(dǎo)管，再撤出酒精燈。最后將試管中的粉末倒在一張干凈的白紙上，將粉末攤開(kāi)后觀察，會(huì)發(fā)現(xiàn)紙上有紫紅色的固體，這就是銅。 [1] [2] 下一頁(yè) |
