A. 金属铜的化学性质是什么
铜是不太活泼的重金属元素.在常温下不与干燥空气中的氧反应.但加热时能与氧化合成黑色的氧化铜CuO:
继续在很高的温度下燃烧就生成红色的氧化亚铜Cu2O,Cu2O有毒,广泛应用于船底漆,防止寄生的动植物在船底生长.
在潮湿的空气里,铜的表面慢慢生成一层绿色的铜锈,其成分主要是碱式碳酸铜:
在电位顺序中,铜在氢之后,所以铜不能与稀盐酸或稀硫酸作用放出氢气.但在空气中铜可以缓慢溶解于稀酸中生成铜盐:
铜容易被硝酸或热浓硫酸等氧化性酸氧化而溶
常温下铜就能与卤素直接化合,加热时铜能与硫直接化合生成CuS.
此外,铜还能与三氯化铁作用.在无线电工业上,常利用FeCl3溶液来刻蚀铜,以制造印刷线路.
B. 铜具备哪些化学性质
铜的自然属性
铜是人类最早发现的古老金属之一,早在三千多年前人类就开始使用铜。自然界中的铜分为自然铜、氧化铜矿和硫化铜矿。自然铜及氧化铜的储量少,现在世界上80%以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的,这种矿石含铜量极低,一般在2-3%左右。金属铜,元素符号CU,原子量63.54,比重8.92,熔点1083Co。纯铜呈浅玫瑰色或淡红色。铜具有许多可贵的物理化学特性,例如其热导率都很高,化学稳定性强,抗张强度大,易熔接,且抗蚀性、可塑性、延展性。纯铜可拉成很细的铜丝,制成很薄的铜箔。能与锌、锡、铅、锰、钴、镍、铝、铁等金属形成合金,形成的合金主要分成三类:黄铜是铜锌合金,青铜是铜锡合金,白铜是铜钴镍合金。
2.铜的冶炼
从铜矿中开采出来的铜矿石,经过选矿成为含铜品位较高的铜精矿或者说是铜矿砂,铜精矿需要经过冶炼提成,才能成为精铜及铜制品。
A.铜矿石的加工
工业上使用的铜有电解铜(含铜99.9%~99.95%)和精铜(含铜99.0%~99.7%)两种。前者用于电器工业上,用于制造特种合金、金属丝及电线。后者用于制造其他合金、铜管、铜板、轴等。
a.铜矿石的分类及属性:
炼铜的原料是铜矿石。铜矿石可分为三类:
(1)硫化矿,如黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)和辉铜矿(Cu2S)等。
(2)氧化矿,如赤铜矿(Cu2O)、孔雀石[CuCO3Cu(OH)2]、蓝铜矿[2CuCO3Cu(OH)2]、硅孔雀石(CuSiO32H2O)等。
(3)自然铜。铜矿石中铜的含量在1%左右(0.5%~3%)的便有开采价值,因为采用浮选法可以把矿石中一部分脉石等杂质除去,而得到含铜量较高(8%~35%)的精矿砂。
b.铜矿石的冶炼过程:
从铜矿石冶炼铜的过程比较复杂。以黄铜矿为例,首先把精矿砂、熔剂(石灰石、砂等)和燃料(焦炭、木炭或无烟煤)混合,投入“密闭”鼓风炉中,在1000℃左右进行熔炼。于是矿石中一部分硫成为SO2(用于制硫酸),大部分的砷、锑等杂质成为AS2O3、Sb2O3等挥发性物质而被除去:2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2↑。一部分铁的硫化物转变为氧化物:2FeS+3O2=2FeO+2SO2↑。Cu2S跟剩余的FeS等便熔融在一起而形成“冰铜”(主要由Cu2S和FeS互相溶解形成的,它的含铜率在20%~50%之间,含硫率在23%~27%之间),FeO跟SiO2形成熔渣:FeO+SiO2=FeSiO3。熔渣浮在熔融冰铜的上面,容易分离,借以除去一部分杂质。然后把冰铜移入转炉中,加入熔剂(石英砂)后鼓入空气进行吹炼(1100~1300℃)。由于铁比铜对氧有较大的亲和力,而铜比铁对硫有较大的亲和力,因此冰铜中的FeS先转变为FeO,跟熔剂结合成渣,而后Cu2S才转变为Cu2O,Cu2O跟Cu2S反应生成粗铜(含铜量约为98.5%)。2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2↑,2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑,再把粗铜移入反射炉,加入熔剂(石英砂),通入空气,使粗铜中的杂质氧化,跟熔剂形成炉渣而除去。在杂质除到一定程度后,再喷入重油,由重油燃烧产生的一氧化碳等还原性气体使氧化亚铜在高温下还原为铜。得到的精铜约含铜99.7%。
B.铜的冶炼工艺
铜治金技术的发展经历了漫长的过程,但至今铜的冶炼仍以火法治炼为主,其产量约占世界铜总产量的85%,现代湿法冶炼的技术正在逐步推广,湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。 火法冶炼与湿法冶炼(SX-EX)。
a.火法炼铜:
通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜,也即电解铜,一般适于高品位的硫化铜矿。火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石,通过选矿提高到20-30%,作为铜精矿,在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼,产出的熔锍(冰铜)接着送入转炉进行吹炼成粗铜,再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂,或铸成阳极板进行电解,获得品位高达99.9%的电解铜。该流程简短、适应性强,铜的回收率可达95%,但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出,不易回收,易造成污染。近年来出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等、火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展。
生产过程大致如图:
除了铜精矿之外,废铜做为精炼铜的主要原料之一,包括旧废铜和新废铜,旧废铜来自旧设备和旧机器,废弃的楼房和地下管道;新废铜来自加工厂弃掉的铜屑(铜材的产出比为50%左右),一般废铜供应较稳定,废铜可以分为:裸杂铜:品位在90%以上;黄杂铜(电线):含铜物料(旧马达、电路板);由废铜和其他类似材料生产出的铜,也称为再生铜。
b.湿法炼铜:
一船适于低品位的氧化铜,生产出的精铜称为电积铜。 现代湿法冶炼有硫酸化焙烧-浸出-电积,浸出-萃取-电积,细菌浸出等法,适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。湿法冶炼技术正在逐步推广,预计本世纪末可达总产量的20%,湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。
湿法冶炼过程为:
c.火法和湿法两种工艺的特点 比较火法和湿法两种铜的生产工艺,有如下特点:
(1)后者的冶炼设备更简单,但杂质含量较高,是前者的有益补充。
(2)后者有局限性,受制于矿石的品位及类型。
(3)前者的成本要比后者高。
可见,湿法冶炼技术具有相当大的优越性,但其适用范围却有局限性,并不是所有铜矿的冶炼都可采用该种工艺。不过通过技术改良,这几年已经有越来越多的国家,包括美国、智利、加拿大、澳大利亚、墨西哥及秘鲁等,将该工艺应用于更多的铜矿冶炼上。湿法冶炼技术的提高及应用的推广,降低了铜的生产成本,提高了铜矿产能,短期内增加了社会资源供给,造成社会总供给的相对过剩,对价格有拉动作用。
C. 铜的性质
铜,原子序数29,原子量63.546。铜在古代即已发现,埃及在公元前5000年开始利用自然铜,公元前3500年会制青铜。铜在地壳中含量居第22位;自然界的铜矿有三种形式:自然铜、硫化矿、氧化矿。铜有两种天然稳定同位素:铜63和铜65。
铜是淡红色金属,质地坚韧、有延展性;热导率和电导率都很高;熔点1083.4°C,沸点2567°C,密度8.92克/厘米³;有顺磁性。
铜的化学性质不活泼,在干燥空气和水中无反应;与含有二氧化碳湿空气接触是表面逐渐形成绿色的铜锈;在空气中加热时表面形成黑色氧化铜;铜在常温下与卤族元素有反应;铜与盐酸和稀硫酸不反应,与氧化性强的硝酸或热浓硫酸有反应。
铜主要用于电气工业中;铜具有耐腐蚀性,可用于电镀;不同的铜合金具有不同的机械性能;碱式碳酸铜和氧化铜可作颜料,前者还有杀虫灭菌性能;氯化亚铜和氯化铜是化学工业和石油工业常用的催化剂。
D. 铜的性质是什么
1、物理性质
铜的熔点1083℃,沸点2310℃;常温密度8.89g/cm3;标准电位+0.34V;具有良好的导电性和导热性,仅次于银。
铜与其他金属的互溶性好,很易与锌、镍、锡生成合金。
液态铜能溶解H2、O2、SO2、CO2、CO和水蒸气等,浇铸时要注意除气,否则会形成气孔。
2、化学性质
在干燥空气中不氧化,在温度高于185℃时开始氧化,温度低于350℃时生成红色氧化亚铜(Cu2O),高于350℃时生成黑色氧化铜(CuO)。
长期放置在含CO2的潮湿空气中,铜表面会逐渐生成一层绿色的碱式碳酸铜[CuCO3·Cu(OH)2](铜绿)。
铜能形成一价化合物和二价化合物,前者在高温下稳定,后者则相反。
用途
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。铜是一种红色金属,同时也是一种绿色金属。
说它是绿色金属,主要是因为它熔点较低,容易再熔化、再冶炼,因而回收利用相当地便宜。
古代主要用于器皿、艺术品及武器铸造,比较有名的器皿及艺术品如后母戊鼎、四羊方尊。
以上内容参考:网络-铜
E. 铜的化学性质
铜元素是一种金属化学元素,也是人体所必须的一种微量元素,铜也是人类发现最早的金属之一,是人类广泛使用的一种金属,属于重金属。
与氧气的反应铜是不太活泼的重金属,在常温下不与干燥空气中的氧化合,加热时能产生黑色的氧化铜:2Cu+02==2CuO
F. 铜的性质有哪些
铜在元素周期表中,原子序数为29,属第一副族。其性质为:
①物理性质
铜是一种玫瑰红色金属,柔软、有金属光泽,密度为8.92克/厘米3,溶点为1083.5℃,沸点为2595℃,富于延展性,易弯曲,强度较好,在导电性和导热性方面,铜仅次于银,居第二位,它可以进行冷热压力加工,由于其具有面心立方晶格,铜及其化合物无磁性。熔点时铜的蒸气压很小,因而在冶金过程温度下,不易挥发。
②化学性质
液体铜能溶解某些气体,H2、O2、SO2、CO2、CO和水蒸气等,溶解气体对铜的机械性质及导电性均有一定影响,纯铜在常温下与干燥空气和湿空气不起作用,但在CO2湿空气中,表面会产生绿色薄膜CuCO3Cu(OH)2又称铜绿,它能保证铜不再被腐蚀。铜在空气中加热到185℃即开始与氧作用,表面生成一层暗红色铜氧化物,当温度高于350℃时,铜颜逐渐从玫瑰色变成黄铜色,最后变成黑色。铜能溶解于硝酸和有氧化剂存在的硫酸中,铜能溶解于氨水中,也能与氧、卤等元素直接化合。
G. 在化学中铜的性质是什么与O2的反应与其他非金属的反应
铜的性质
1、原子结构:原子序数为29,位于元素周期表中第4周期、第IB族,最外层有1个电子,常见化合价有+1、+2价。
2、物理性质:纯铜呈暗红色,属有色金属,导电导热性、延展性良好,焰色反应呈绿色。
3、化学性质:铜是一种较不活泼的金属,位于金属活动性顺序表中氢原子之后。
(1)与O2的反应
在空气中或O2中加热表面变黑:2Cu + O2 == 2CuO,利用此反应可除去混在H2、CO中的少量O2。
(2)与O2、CO2、H2O的作用
在潮湿的空气中铜可生成铜绿,2Cu + O2 +CO2 + H2O == Cu2(OH)2CO3
(3)与其他非金属的反应
Cu在Cl2中燃烧生成棕黄色烟:Cu + Cl2 == CuCl2;
H. 高中化学铜及其化合物的性质
物理性质:单质铜呈紫红色,有金属光泽,性质稳定。
化学性质:铜是重金属,性质稳定,与硝酸反应(常温即可),与浓硫酸在加热的情况下反应,与碱不反应。
氧化铜呈黑色,固体,可与弱酸反应,与碱不反应。
氢氧化铜为蓝色絮状沉淀,与酸反应。
在有机化学中,铜能够使蛋白质变性,也就是说,铜是重金属。
I. 铜的化学性质
铜是不太活泼的重金属元素。在常温下不与干燥空气中的氧反应。但加热时能与氧化合成黑色的氧化铜CuO:
继续在很高的温度下燃烧就生成红色的氧化亚铜Cu2O,Cu2O有毒,广泛应用于船底漆,防止寄生的动植物在船底生长。
在潮湿的空气里,铜的表面慢慢生成一层绿色的铜锈,其成分主要是碱式碳酸铜:
在电位顺序中,铜在氢之后,所以铜不能与稀盐酸或稀硫酸作用放出氢气。但在空气中铜可以缓慢溶解于稀酸中生成铜盐:
铜容易被硝酸或热浓硫酸等氧化性酸氧化而溶解:
常温下铜就能与卤素直接化合,加热时铜能与硫直接化合生成CuS。
此外,铜还能与三氯化铁作用。在无线电工业上,常利用FeCl3溶液来刻蚀铜,以制造印刷线路。