铜的性质
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铜
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编辑本段基本概况
铜是人类发现最早的金属之一,也是最好的纯金属
铜块
之一。
“铜”为左形右声,中文读音tóng。
铜的相对原子质量63.54
同时铜燃烧的时候火焰呈绿色。
编辑本段基本简介
铜是[1]人类最早使用的金属。早在史前时代,人们就开始采掘露天铜矿,并用获取的铜制造武器、式具和其他器皿,铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。铜是一种存在于地壳和海洋中的金属。铜在地壳中的含量约为0.01%,在个别铜矿床中,铜的含量可以达到3%~5%。自然界中的铜,多数以化合物即铜矿物存在。铜矿物与其他矿物聚合成铜矿石,开采出来的铜矿石,经过选矿而成为含铜品位较高的铜精矿。
编辑本段铜的来源与使用
质子数:29
中子数:35
原子序数:29
所属周期:4
所属族数:IB
电子层分布:2-8-18-1
莫氏硬度:3
声音在其中的传播速率:(m/S)
3810
一般状况下的密度:8.9³10^3kg/m^3
在古代就发现有铜存在。
编辑本段发现简史
铜是古代就已经知道的金属之一。随着生产的发展,只是使用天然铜制造的生产工具就不敷应用了,生产的发展促使人们找到了从铜矿中取得铜的方法。含铜的矿物比较多见,大多具有鲜艳而引人注目的颜色,例如:金黄色的黄铜矿CuFeS2,鲜绿色的孔雀石CuCO3²Cu(OH)2或者
Cu2(OH)2CO3,深蓝色的石青2CuCO3Cu(OH)2等,把这些矿石在空气中焙烧后形成氧化铜CuO,再用碳还原,就得到金属铜。纯铜制成的器物太软,易弯曲。人们发现把锡掺到铜里去,可以制成铜锡合金──青铜。铜,COPPER,源自Cuprum,是以产铜闻名的塞浦路斯岛的古名,早为人类所熟知。它和金是仅有的两种带有除灰白黑以外颜色的金属。铜与金的合金,可制成各种饰物和器具。加入锌则为黄铜;加入锡即成青铜。
编辑本段元素用途
铜盐的焰色反应
2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3
2Cu+4HCl+O2=2CuCl2+2H2O
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Cu+Cl2=点燃=CuCl2
Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2
铜的化合物
(1)氢氧化铜和氧化铜
>1273K
4CuO==Cu2O+O2↑
353K
Cu(OH)2=加热=CuO+H2O
Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O
Cu2+ + 2OH- =Cu(OH)2↓
(2)硫酸铜
(a)硫酸铜俗名胆矾或蓝矾,其水溶液呈蓝色(b)硫酸铜的制备
加热
Cu+2H2SO4(浓)====CuSO4+SO2↑+2H2O
加热
2Cu+2H2SO4(稀)+O2====2CuSO4+2H2O
(c) 硫酸铜的加热
无水硫酸铜加热到923K时,分解成CuO
CuSO4==加热==CuO+SO3↑
或者
2CuSO4==加热==2CuO+2SO2↑+O2↑
(d)硫酸铜的用途
① 高中化学用无水硫酸铜检验水蒸气的存在。
② 高中生物检验蛋白质时常在蛋白质中加入碱,再加入硫酸铜溶液,此时溶液会变为紫色,这个反应被称为双缩脲反应。
③ 高中生物检验还原性糖时用硫酸铜、氢氧化钠制成斐林试剂,与还原性糖经沸水浴后作用生成砖红色沉淀。
④ 应用领域无机工业用于制造其他饲盐如氯化亚铜、氯化铜、焦磷酸铜、氧化亚铜、醋酸铜、碳酸铜等。染料和颜料工业用于制造含铜单偶氮染料如活性艳蓝、活性紫等。有机工业用作合成香料和染料中间体的催化剂,甲基丙烯酸甲酯的阻聚剂。涂料工业用作生产船底防污漆的杀菌剂。电镀工业用作全光亮酸性镀铜主盐和铜离子添加剂。印染工业用作媒染剂和精染布的助氧剂。农业上作为杀菌剂。
(3)硫化铜
Cu2++H2S=CuS+2H+
加热
3CuS+2NO3-+8H+==3Cu2++2NO+3S+4H2O
2CuS+10CN-==2[Cu(CN-)4]3-+2S2-+(CN)2
(4)铜的配合物
(a)配阳离子:[Cu(NH3)4]2+
(b)配阴离子:[Cu(OH)4]2-
(c)配阳离子:[Cu(NH3)2]+
编辑本段性能应用
导电性:64%,耐蚀性:23%,结构强度:12%,装饰性:1%
编辑本段辅助资料
自然界中获得的最大的天然铜重420吨.在古代,人们便发现了天然铜,用石斧将其砍下来,用锤打的方法把它加工成物件。于是铜器挤进了石器的行列,并且逐渐取代了石器,结束了人类历史上的新石器时代。
在我国,距今4000年前的夏朝已经开始使用红铜,即天然铜。它的特点是锻锤出来的。1957年和1959年两次在甘肃武威皇娘娘台的遗址发掘出铜器近20件,经分析,铜器中铜含量高达99.63%~99.87%,属于纯铜。
1933年,河南省安阳县殷虚发掘中,发现重达18.8千克的孔雀石,直径在1寸以上的木炭块、陶制炼铜用的将军盔以及重21.8千克的煤渣,说明3000多年前我国古代劳动人民从铜矿取得铜的过程。
但是,炼铜制成的物件太软,容易弯曲,并且很快就钝。接着人们发现把锡掺到铜里去制成铜锡合金——青铜。青铜器件的熔炼和制作比纯铜
※ 通讯电缆
80年代以来,由于光纤电缆载流容量大等优点,在通讯干线上不断取代铜电缆,而迅速推广应用。但是,把电能转化为光能,以及输入用户的线路仍需使用大量的铜。随着通讯事业的发展,人们对通讯的依赖越来越大,对光纤电缆和铜电线的需求都会不断增加。
※ 住宅电气线路
近年来,随着我国人民生活水平提高,家电迅速普及,住宅用电负荷增长很快。1987年居民用电量为 269.6亿度(l度=1千瓦²小时),10后年的 1996年猛升到 1131亿度,增加3.2倍。尽管如此,与发达国家相比仍有很大差距。例如,1995年美国的人均用电量是我国的14.6倍,日本是我国的8.6倍。我国居民用电量今后仍有很大发展。预计从 1996年到2005年,还要增长1.4倍。
电子工业
电子工业是新兴产业,在它蒸蒸日上的发展过程中,不断开发出铜的新产品和新的应用领域。目前它的应用己从电真空器件和印刷电路,发展到微电子和半导体集成电路中。
※ 电真空器件
电真空器件主要是高频和超高频发射管、波导管、磁控管等,它们需要高纯度无氧铜和弥散强化无氧铜。
※ 印刷电路
铜印刷电路,是把铜箔作为表面,粘贴在作为支撑的塑料板上;用照相的办法把电路布线图印制在铜版上;通过浸蚀把多余的部分去掉而留下相互连接的电路。然后,在印刷线路板上与外部的连接处冲孔,把分立元件的接头或其它部分的终端插入,焊接在这个口路上,这样一个完整的线路便组装完成了。如果采用浸镀法,所有接头的焊接可以一次完成。这样,对于那些需要精细布置电路的场合,如无线电、电视机,计算机等,采用印刷电路可以节省大量布线和固定回路的劳动;因而得到广泛应用,需要消费大量的铜箔。此外,在电路的连接中还需用各种价格低廉、熔点低、流动性好的铜基钎焊材料。
※ 集成电路
微电子技术的核心是集成电路。集成电路是指以半导体晶体材料为基片(芯片),采用专门的工艺技术将组成电路的元器件和互连线集成在基片内部、表面或基片之上的微小型化电路。这种微电路在结构上比最紧凑的分立元件电路在尺寸和重量上小成千上万倍。它的出现引起了计算机的巨大变革,成为现代信息技术的基础,IBM(国际商业机器公司),己采用铜代替硅芯片中的铝作互连线,取得了突破性进展。这种用铜的新型微芯片,可以获得30%的效能增益,电路的线尺寸可以减小到0.12微米,可使