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§22 铜锈成分的初步测定 一、实验目的： ①通过活动让学生了解铜的相关知识，培养爱国、环保和责任意识。 ②巩固酸、碱、盐、氧化物的知识，初步学会简单的实验设计。 ③培养学生在活动中学会观察、联想的发散思维能力，训练解决问题的科学方法。 二、知识链接： 铜元素在周期表中和金、银同属第一副族。由于化学性质比较稳定，常被用来当货币，是“货币金属” 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；加进锡即成青铜。 中国古代青铜器源远流长，绚丽璀灿，有着永恒的历史价值与艺术价值。 （一）古代青铜器 人类从石器时代进入到青铜器时代，铜有显赫的功勋。从“黄帝采铜首山”、“禹铸九鼎”的美妙传说中，从大量的史料里，特别从那出土文物里精巧的青铜制品上，我们都可以看到曾雄踞于一个历史时期的金属铜对中国文明史的贡献。我国早在4000年前，就能够制造形态优美、花纹精细的青铜器了。 铜器。在我国古代多指青铜器，流行于新石器时代晚期至秦汉时代，以商周器物最为精美。最初出现的是小型工具或饰物。夏代始有青铜容器和兵器。商中期，青铜器品种已很丰富，并出现了铭文和精细的花纹。商晚期至西周早期，是青铜器发展的鼎盛时期，器型多种多样，浑厚凝重，铭文逐渐加长，花纹繁褥富丽。随后，青铜器胎体开始变薄，纹饰逐渐简化。春秋晚期至战国，由于铁器的推广使用，铜制工具越来越少。秦汉时期，随着瓷器和漆器进入日常生活，铜制容器品种减少，装饰简单，多为素面，胎体也更为轻薄。中国古代铜器，是我们的祖先对人类物质文明的巨大贡献，虽然从目前的考古资料来看，我国铜器的出现，晚于世界上其他一些地方，但是就铜器的使用规模、铸造工艺、造型艺术及品种而言，世界上没有一个地方的铜器可以与中国古代铜器相比拟。这也是中国古代铜器在世界艺术史上占有独特地位并引起普遍重视的原因之一。 （二）铜的青春魅力 古老的金属铜在现代化建设中也正焕发着青春色彩。 铜是宝贵的工业材料，在电力、石油、化工、机械、国防工业、轻工业、农业部门有着广泛的应用。它的用途仅次于后来居上的钢铁以及姗姗来迟的铝。铜在金属世界里是导电神手，它的导电性能出类拔萃，虽然仅次于银，可是铜比银便宜得多，所以用于电器、电机等行业的导电金属首推为铜。目前，世界上一半以上的铜是用在电力和电讯工业上。如果说电的发现给人类带来光明时代的话，那么电的推广则全赖于铜的贡献。在精密仪器、医疗器械以及航行、导弹等方面铜也能大显身手。古老的铜也是现代化建设中的重要材料。 铜的化合物也广泛地用于化学试剂、油漆、颜料、农药、防腐剂等方面。例如，制造玻璃搪瓷用的颜料离不开氧化亚铜，醋酸铜可作为油漆颜料和杀虫剂。毒性较小的硫酸铜是常用的催吐剂，还广泛地用于试剂、医药、颜料。在贮水池中加入一些硫酸铜，可以阻止藻类生长。 （三）铜的锈蚀 铜的合金和化合物颜色丰富，而纯铜呈紫红色，但它们在潮湿的空气中会生成绿色的铜锈。 说起雷峰塔，人们忘不了那位为了爱情而被镇在塔下的白娘子。2001年3月11日考古专家开始为人们揭开这个千古之谜，但由于雷峰塔地宫内早年曾大量渗水，地宫内的物品如铜镜、佛像及铁匣锈蚀严重，给提取工作带来了很大的困难。 2002年天津武清出土的明代铜人曾出现部分粉末状铜锈，如当时得不到及时保护而蔓延开来，铜人将很快变得惨不忍睹。 象征美国的“自由女神像”经过一百年多年时间的消磨，女神已明显“衰老”，露出“倦容”与“病态”。她的头部正渐渐向右倾斜，右臂上也出现了漏洞。如果把她衣裙上的铜锈去掉，人们会发现她穿着一件褴褛不堪的衣服。被美国人称为“自由小姐”的雕像早就失去了她青春的光彩。 近日媒体又曾多次报道：火锅味虽美，但也暗藏伤害。中毒火锅是由黄铜或紫铜制成，在停用后，表面易产生一层薄薄的绿色铜锈，这是铜与残留水或湿气、锅上沾留的调料醋酸、空气中的二氧化碳发生化学反应生成的，如果不做好清洗工作，就会造成铜锈中毒，出现恶心、呕吐等症状，俗称“火锅病”。 看来“铜锈”带给我们的麻烦还真不小。 雷锋塔地宫中出土的宋代铜镜 唐代团龙纹铜镜 三、提出问题：铜锈的生成是因为铜制品与空气长期接触的结果，那么“铜锈”中可能存在哪些成分呢？ 四、同学猜测：可能存在 五、猜测依据： 六、实验验证 实验仪器：大试管、烧杯、导管、软木塞、胶头滴管、托盘天平 实验药品：铜锈、蒸馏水、盐酸、澄清石灰水、氢氧化钠溶液 步骤 现象 结论 （实验说明：足量的生锈铜片中加入一定量的稀盐酸，可根据产生的二氧化碳的质量来初步断定“铜锈”的主要成分。） 【例：假设取足量的“铜锈”、100g14.6%的稀盐酸，生成的二氧化碳用足量的氢氧化钠溶液吸收。计算过程 CuCO3+2HCl Cu