20.铜、铁是人类使用最早、应用广泛的金属.
(一)对古代制品的认识
青铜铸件、丝绸织品、陶瓷器皿是我国古代劳动人民创造的辉煌成就.
1、上述制品不涉及到的材料是C(选填序号).
A、金属材料      B、无机非金属材料     C、复合材料
(2)如图1为出土文物古代青铜铸件“马踏飞燕”.该文物能保存至今的原因可能是AC(选填序号).
A、铜的活泼性弱    B、铜不会生锈   C、深埋于地下,隔绝空气
(二)铁、铜的冶炼
1、我国古代曾用孔雀石炼铜,涉及主要反应的化学方程式:Cu2(OH)2CO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H2O+CO2↑+2CuO,2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO2↑.
2、铁、铜矿石有赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)等.CuFeS2为二硫化亚铁铜,其中S元素的化合价为-2.
(1)工业炼铁大多采用赤铁矿、磁铁矿.以磁铁矿为原料炼铁反应的化学方程式为Fe3O4+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO2.炼铁不采用黄铁矿、黄铜矿,可能的原因是:
①黄铁矿、黄铜矿含铁量相对低;②冶炼过程中会产生有毒气体二氧化硫,污染环境.
(2)以黄铜矿为原料,采用生物炼铜是现代炼铜的新工艺,原理为:4CuFeS2+17O2+2H2SO4$\frac{\underline{\;耐酸、铜细菌\;}}{\;}$4CuSO4+2Fe2(SO43+2H2O.
向上述反应后的溶液中加入Fe粉,得到FeSO4溶液和Cu.
①发生主要反应的化学方程式:Fe+Fe2(SO43=3FeSO4,Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
②FeSO4溶液经蒸发浓缩、降温结晶、过滤等操作得到FeSO4•7H2O晶体.
(三)黄铜矿中铁、铜含量的测定
在科研人员指导下,兴趣小组称取25.00g黄铜矿(含少量Fe2O3和其它不含金属元素的杂质)模拟生物炼铜,使其全部转化为CuSO4、Fe2(SO43溶液.向溶液中加入过量NaOH溶液得到Cu(OH)2、Fe(OH)3固体.
1、证明NaOH溶液过量的方法:静置,向上层清液中滴加NaOH溶液,无现象.
2、用图2装置对固体进行热分解实验.
【资料】
①在68℃时,Cu(OH)2分解为CuO;在500℃时,Fe(OH)3分解为Fe2O3
②在1400℃时,CuO分解为Cu2O和O2,Fe2O3分解为复杂的铁的氧化物和O2
(1)装配好实验装置后,先要检查装置的气密性.
(2)停止加热后仍需继续通N2,可防止倒吸和使生成的气体全部被B和C装置吸收.
(3)控制不同的温度对A中固体加热,测得装置B和C中铜网的质量变化如表.
 温度/℃ 室温 100 5501400 
 B装置/g 200.00 201.80 205.04 205.04
 C中铜网/g 100.00 100.00 100.00101.28 
①此黄铜矿中铜、铁元素的质量分数:ω(Cu)%=25.60%;ω(Fe)%=26.88%.
②复杂的铁的氧化物化学式为Fe4O5
 0  158323  158331  158337  158341  158347  158349  158353  158359  158361  158367  158373  158377  158379  158383  158389  158391  158397  158401  158403  158407  158409  158413  158415  158417  158418  158419  158421  158422  158423  158425  158427  158431  158433  158437  158439  158443  158449  158451  158457  158461  158463  158467  158473  158479  158481  158487  158491  158493  158499  158503  158509  158517  211419 

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