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广东恒宇泰金属制品有限公司
作者:newzpp 来源: 阅读次数:9977次 发布日期:2012年8月29日

  我们都知道,五金金属产品中的一种,是一种化学元素,铜是怎样来源的,同时又有着怎样的发源史呢?以下是行业的详细介绍:
  
  铜是一种化学元素,它的化学符号是Cu(拉丁语:Cuprum),它的原子序数是29,是一种过渡金属。铜呈紫红色光泽的金属,密度8.92克/立方厘米。熔点1083.4±0.2℃,沸点2567℃。常见化合价+1和+2。电离能7.726电子伏特。铜是人类发现最早的金属之一,也是最好的纯金属之一,稍硬、极坚韧、耐磨损。还有很好的延展性。导热和导电性能较好。铜和它的一些合金有较好的耐腐蚀能力,在干燥的空气里很稳定。但在潮湿的空气里在其表面可以生成一层绿色的碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3,这叫铜绿。可溶于硝酸和热浓硫酸,略溶于盐酸。容易被碱侵蚀。
  
  铜是人类发现最早的金属之一,也是最好的纯金属之一。属于重金属之列。
  
  “铜”为左形右声,中文读音tóng。
  
  铜的相对原子质量:63.546(中学阶段计算题取64)
  
  铜位于元素周期表第四周期,ⅠB族。
  
  铜在氧气中加热可与氧气反应生成氧化铜,但不是燃烧,确切来说是氧化还原反应。
  
  中文名:铜
  
  英文名:copper
  
  Cu的核外电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1
  
  CAS号:7440-50-8
  
  导电性能:排名第2
  
  元素在太阳中的含量:(ppm)0.7
  
  晶体结构:等轴晶系,结构中铜原子按立方最紧密方式排列,又称铜型结构。
  
  原子体积:(立方厘米/摩尔)7.1
  
  元素在海水中的含量:(ppm)
  
  太平洋表面0.00008
  
  化合价:通常为+2,也有+1
  
  氧化态:
  
  MainCu+2
  
  OtherCu+1,Cu+3,Cu+4。
  
  晶胞参数:
  
  a=361.49pm
  
  b=361.49pm
  
  c=361.49pm
  
  α=90°
  
  β=90°
  
  γ=90°
  
  地壳中含量:(ppm)50
  
  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
  
  核电荷数:29
  
  电子层:K-L-M-N
  
  外围电子层排布:3d104s1
  
  核外电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1
  
  晶体:面心立方
  
  莫氏硬度:3
  
  声音在其中的传播速率:3810(m/S)
  
  电阻率:1.75×10^(-8)Ω·m
  
  一般状况下的密度:8.9×10^3kg/m^3
  
  在古代就发现有铜存在。
  
  基本简介
  
  铜是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。
  
  来源与使用
  
  1、化合物中以一价和二价形式存在为主的金属元素,有延性和展性,是热和电最佳导体之一,是唯一的能大量天然产出的金属,也存在于各种矿石(例如黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、赤铜矿和孔雀石)中,能以金属状态及黄铜、青铜和其他合金的形态用于工业、工程技术和工艺上。如:铜山(出产铜矿的山);铜花(铜屑);铜金(赤铜);铜粉(铜屑。铜和其他金属熔融在一起所做出来的黄金色粉状合金,可当作颜料);铜陵(产铜的山);铜落(铜屑,可入药);铜腥(铜的腥臭味)。
  
  2.铜制的[器物]。如:铜鼎:铜鼎是用来烹煮食物,后主要用于祭祀和宴享,是商周时期最重要的礼器之一。上,下有铜丸(铜铸的小球);铜牙(弩上钩弦的钩叫牙,以铜制者称铜牙);铜瓦(铜制的瓦);铜史(漏刻铜壶上的铜人像);铜印(铜铸的印章。也称“铜章”);铜兵(铜制的兵器);铜狄(铜铸的人。即“铜人”。或称“金人”);铜洗(铜制的盥洗用具);铜柱(铜制的柱子);铜荷(铜制的烛台。形似荷叶);铜猊(铜制的狮形香炉);铜浑(铜制的浑天仪。又叫“铜仪”);铜鼻(古代官印上铜制的鼻状纽孔)。
  
  3.铜铸的货币。也用以泛指金钱。
  
  4.喻坚固的。如:铜郭(形容城郭的坚固,如同铜铸一般);铜堞(像铜铁般坚固的城堞。堞是城上的女墙);铜楼(华美坚固的楼房);铜山铁壁(比喻风节的坚毅刚正);铜头铁额(比喻人非常勇猛强悍)。
  
  5.喻坚强,强大有力的。如:铜豌豆(喻有经验的老狎妓者)(元朝关汉卿曾说:“我是个蒸不烂煮不熟捶不破炒不爆响当当的一粒铜豌豆”)。
  
  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CuCO3·Cu(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。
  
  元素用途
  
  以铜作为内芯的导线
  
  铜是与人类关系非常密切的有色金属,被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域,在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。
  
  铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大,占总消费量一半以上。用于各种电缆和导线,电机和变压器,开关以及印刷线路板的制造中。在机械和运输车辆制造中,用于制造工业阀门和配件、仪表、滑动轴承、模具、热交换器和泵等。
  
  在化学工业中广泛应用于制造真空器、蒸馏锅、酿造锅等。
  
  在国防工业中用以制造子弹、炮弹、枪炮零件等,每生产300万发子弹,需用铜13-14吨。
  
  在建筑工业中,用做各种管道、管道配件、装饰器件等。
  
  铜元素医学用途
  
  最近几十年,人们还发现铜有非常好的医学用途。20世纪70年代,中国医学发明家刘同庆、刘同乐研究发现,铜元素具有极强的抗癌功能,并成功研制出相应的抗癌药物“克癌7851”,在临床上获得成功。后来,墨西哥科学家也发现铜有抗癌功能。最近,英国研究人员又发现,铜元素有很强的杀菌作用。相信不久的将来,铜元素将为提高人类健康水平做出巨大贡献。
  
  化学性质
  
  加热1373K
  
  2Cu+O2==2CuO
  
  4Cu+O2==2Cu2O
  
  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
  
  Cu+2H2SO4(浓)=加热=CuSO4+SO2↑+2H2O
  
  铜的化合物
  
  ⑴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↓
  
  ⑵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)=加热=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。
  
  ⑶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
  
  ⑷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]+
  
  ⑸铜的置换性
  
  Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
  
  性能应用
  
  导电性:64%,耐蚀性:23%,结构强度:12%,装饰性:1%。
  
  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。
  
  在中国,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多年前中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容易的多,比纯铜坚硬(假如把锡的硬度值定为5,那么铜的硬度就是30,而青铜的硬度则是100~150),历史上称这个时期为青铜时代。
  
  中国战国时代的著作《周礼·考工记》总结了熔炼青铜的经验,讲述青铜铸造各种不同物件采用铜和锡的不同比例:“金有六齐(方剂)。六分其金(铜)而锡居一,谓之钟鼎之齐;五分其金而锡居一,谓之斧斤之齐;四分其金而锡居一,谓之戈戟之齐;三分其金而锡居一,谓之大刃之齐;五分其金而锡居二,谓之削杀矢(箭)之齐;金锡半,谓之鉴(镜子)燧(利用镜子聚光取火)之齐。”这表明在3000多年前,中国劳动人民已经认识到,用途不同的青铜器所要求的性能不同,用以铸造青铜器的金属成分比例也应有所不同。
  
  青铜由于坚硬,易熔,能很好的铸造成型,在空气中稳定,因而即使在青铜时代以后的铁器时代里,也没有丧失它的使用价值。例如在公元前约280年,欧洲爱琴海中罗得岛上罗得港口矗立的青铜太阳神,高达46米,手指高度超过成人。
  
  中国古代劳动人民更最早利用天然铜的化合物进行湿法炼铜,这是湿法技术的起源,是世界化学史上的一项发明。西汉《淮南子·万毕术》记载:曾青得铁则化为铜。曾青为硫酸铜。这种方法用现代化学式表示就是:
  
  CuSO4+Fe=FeSO4+Cu
  
  西方传说,古代地中海的塞浦路斯(CYPRUS)是出产铜的地方,因而由此得到它的拉丁名称CUPRUM和它的元素符号Cu。英文中的COPPER,拉丁文中的CUIVRE、都源于此。
  
  产品分类
  
  自然界中存在形态分类
  
  自然铜------铜含量在99%以上,但储量极少。
  
  氧化铜矿-----为数也不多
  
  硫化铜矿-----含铜量极低,一般在2--3%左右,世界上80%以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的。
  
  生产过程分类
  
  铜精矿----冶炼之前选出的含铜量较高的矿石。
  
  粗铜------铜精矿冶炼后的产品,含铜量在95-98%。
  
  纯铜------火炼或电解之后含量达99%以上的铜。火炼可得99-99.9%的纯铜,电解可以使铜的纯度达到99.95-99.99%。
  
  主要合金成份分类
  
  黄铜-----铜锌合金
  
  青铜-----铜锡合金等(除了锌镍外,加入其他元素的合金均称青铜)。
  
  白铜-----铜钴镍合金
  
  产品形态分类
  
  铜管、铜棒、铜线、铜板、铜带、铜条、铜箔等。
  
  接下来请继续阅览:合页  铝合金
 

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