1、地壳中元素分布图地壳中元素分布图地壳中含量较多的铁，其冶炼地壳中含量较多的铁，其冶炼和使用比铜要晚得多，为什么？和使用比铜要晚得多，为什么？1古代青铜的冶炼：将含锡的铜矿石用碳还原，称为古代青铜的冶炼：将含锡的铜矿石用碳还原，称为Cu+Sn合炼，得到青铜。合炼，得到青铜。2古代生铁的冶炼：古代生铁的冶炼：用块炼法（固体还原法）用块炼法（固体还原法）得到生铁。得到生铁。写出用写出用C还原还原CuO，用，用CO还原还原Fe2O3的化学反应方程式。的化学反应方程式。并用双线桥表示电子转移的方向和数目。并用双线桥表示电子转移的方向和数目。Cu的熔点的熔点1083.4，Fe的熔点的熔点1538。铁矿石冶
2、炼制铁需要铁矿石冶炼制铁需要杭州博物馆杭州博物馆人类社会从青铜时代走入铁器时代，人类社会从青铜时代走入铁器时代，而博物馆收藏的青铜器很多，铁器却很少，为什么？而博物馆收藏的青铜器很多，铁器却很少，为什么？汉代铁镜汉代铁镜汉代铁器汉代铁器铁在潮湿的空气中可能发生哪些腐蚀类型？铁在潮湿的空气中可能发生哪些腐蚀类型？尝试用电化学原理分析铁质文物腐蚀的过程。尝试用电化学原理分析铁质文物腐蚀的过程。书写在中性或弱碱性环境下，铁器的正极和负书写在中性或弱碱性环境下，铁器的正极和负极上发生反应的电极反应式以及极上发生反应的电极反应式以及Fe2+转化为铁锈转化为铁锈的化学反应方程式。的化学反应方程式。如果你是
3、专家，能收集到司母戊鼎表面某处红色如果你是专家，能收集到司母戊鼎表面某处红色锈状物少许。请设计实验，检验其为何种成分？锈状物少许。请设计实验，检验其为何种成分？信息提示：信息提示：Cu2O+2HCl（稀）（稀）=CuCl2+Cu+H2O 向红色锈状物中通入足量向红色锈状物中通入足量H2，并加热，通过，并加热，通过观察生成物的颜色、状态确定其组成观察生成物的颜色、状态确定其组成或用磁铁吸引以确定生成物中是否含铁或用磁铁吸引以确定生成物中是否含铁 向红色锈状物中加入足量稀盐酸或稀硫酸，向红色锈状物中加入足量稀盐酸或稀硫酸，通过观察溶液颜色的变化来确定红色锈状物通过观察溶液颜色的变化来确定红色锈状物
4、的成分的成分利用铁钉的锈和用新制氢氧化铜与葡萄利用铁钉的锈和用新制氢氧化铜与葡萄糖溶液加热得到的状红色沉淀糖溶液加热得到的状红色沉淀Cu2O作为作为锈状物样品进行实验探究，以两种物质锈状物样品进行实验探究，以两种物质性质的不同确定分析方法。性质的不同确定分析方法。实 验 一：在生锈铁钉中加入适量稀硫酸，加热，再滴加硫氰化钾溶液，观察现象。实 验 二：在新制Cu(OH)2悬浊液中加入葡萄糖溶液加热煮沸，得到砖红色的沉淀Cu2O，再加入过量稀硫酸，观察现象。实 验 三：将红色试样溶解在稀硫酸中，锈样溶于稀硫酸中，无不溶物；溶液呈黄色，滴加硫氰化钾溶液后变成血红色，则根据现象判定锈样为三价铁的氧化物
5、。今有红色今有红色锈样锈样0.4625 g，加入足量盐酸使，加入足量盐酸使其充分溶解，先将其充分溶解，先将Fe3+还原为还原为Fe2+，再用，再用0.0200 mol/L K2Cr2O7标准溶液滴定至终标准溶液滴定至终点，消耗点，消耗K2Cr2O7标准溶液标准溶液30.00 mL。求锈样中的求锈样中的Fe2O3的质量分数。的质量分数。信息提示：信息提示：Cr2O72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O62.3%吴王夫差剑北京故宫太和门前的铜狮铜器文物表面的一层绿色物质是什么？铜器文物表面的一层绿色物质是什么？如何生成？用化学方程式表示。如何生成？用化学方程式表示。碱式碳酸铜可表
6、示为：碱式碳酸铜可表示为：xCuCO3yCu(OH)2zH2O2Cu+CO2+O2+H2O=Cu2(OH)2CO3 由于文物的独一性和不可复制性，显由于文物的独一性和不可复制性，显然对文物锈斑的鉴定方法更为复杂，但定然对文物锈斑的鉴定方法更为复杂，但定性、定量性、定量 分析都是必要的。分析都是必要的。资料显示，科学家研究的结论是资料显示，科学家研究的结论是。测定碱式碳酸铜组成的方法有多种，测定碱式碳酸铜组成的方法有多种，现采用氢气还原法测定，试完成实验现采用氢气还原法测定，试完成实验 装置各仪器的连接和作用。装置各仪器的连接和作用。盐酸盐酸锌粒锌粒碱石灰碱石灰碱式碳酸铜碱式碳酸铜浓硫酸浓硫酸水
7、水浓硫酸浓硫酸碱石灰碱石灰akjgfdehibcl除除HCl气体气体干燥干燥气体气体吸收水吸收水蒸气蒸气防止空气防止空气中水蒸气、中水蒸气、二氧化碳二氧化碳进入进入吸收二吸收二氧化碳氧化碳制备干燥纯净的氢气的方法：制备氢气的装置用水除去盐酸挥发产生的氯化氢用浓硫酸除去引入的水蒸气。氢气还原碱式碳酸铜用浓硫酸吸收水并测定水的质量用碱石灰吸收二氧化碳并测定二氧化碳的质量防止空气中的水蒸气和二氧化碳的干扰。称取称取23.9 g某碱式碳酸铜样品，充分反应后得到某碱式碳酸铜样品，充分反应后得到12.7 g残留物，生成残留物，生成4.4 g二氧化碳和二氧化碳和7.2 g水。该样水。该样品的结晶水质量为品的
8、结晶水质量为_g，化学式为，化学式为_。CuCO3Cu(OH)2H2O1.8xCuCO3yCu(OH)2zH2O(xy)H2=(xy)CuxCO2(x2yz)H2O盐酸盐酸锌粒锌粒碱石灰碱石灰碱式碳酸铜碱式碳酸铜浓硫酸浓硫酸水水浓硫酸浓硫酸碱石灰碱石灰某同学以氮气代替氢气，并用全部或部分仪器来测定某同学以氮气代替氢气，并用全部或部分仪器来测定碱式碳酸铜的组成，你认为是否可行？请说明理由。碱式碳酸铜的组成，你认为是否可行？请说明理由。可行；根据反应可行；根据反应xCuCO3yCu(OH)2zH2O=(x+y)CuO+xCO2+(y+z)H2O，依据碱式碳酸铜、依据碱式碳酸铜、CuO、CO2和和H
9、2O质量（或其中任意三个量），即质量（或其中任意三个量），即可计算出其组成。可计算出其组成。吴王夫差剑亮相西安吴王夫差剑亮相西安铁器和铜器在空气中都会不同程度地因受到腐蚀铁器和铜器在空气中都会不同程度地因受到腐蚀而生锈，你觉得应该采取哪些措施来尽可能防止而生锈，你觉得应该采取哪些措施来尽可能防止或减少其生锈？或减少其生锈？在铁、铜表面覆盖保护层在铁、铜表面覆盖保护层 设法改变铁铜内部结构设法改变铁铜内部结构 在铁器表面镶嵌活泼金属在铁器表面镶嵌活泼金属 将铁器与外电源负极连接将铁器与外电源负极连接古代青铜器保护方法古代青铜器保护方法铬盐氧化技术和用硫化物防腐的技术铬盐氧化技术和用硫化物防腐的技
10、术 铬盐氧化法进行过程是将金属制件放在渗铬的介质（如用盐酸润湿的铬铁粉或含氯化铬的气体）中加热，使新生的活性铬渗入金属表层，使其表面具有耐蚀性和耐热性。铬盐氧化法其实质是一种对金属化学热处理方法。经过铬盐氧化处理过的金属其抗氧化性大大提高，在我国秦始皇陵兵马俑坑中，发现了一柄经过了铬盐氧化处理的青铜剑，当场去土锈后，表面光亮如新，剑刃非常锋利，一剑可划透12层报纸。表明我国在秦朝时期已经掌握了近代才掌握的先进工艺。举世闻名的举世闻名的“世界第八大奇迹世界第八大奇迹”秦始皇兵马俑二号俑秦始皇兵马俑二号俑坑曾出土一批青铜剑，剑身上共有八个棱面。考古学家用游标坑曾出土一批青铜剑，剑身上共有八个棱面。
11、考古学家用游标卡尺测量，发现这八个棱面的误差不足一根头发丝，已经出土卡尺测量，发现这八个棱面的误差不足一根头发丝，已经出土的的19把青铜剑，剑剑如此。把青铜剑，剑剑如此。这批青铜剑内部组织致密，剑身光亮平滑，刃部磨纹细腻，这批青铜剑内部组织致密，剑身光亮平滑，刃部磨纹细腻，纹理来去无交错，它们在黄土下沉睡了纹理来去无交错，它们在黄土下沉睡了2000多年，出土时然光多年，出土时然光亮如新，锋利无比。科研人员测试后发现，剑的表面有一层亮如新，锋利无比。科研人员测试后发现，剑的表面有一层10微米厚的铬盐化合物。这一发现立刻轰动了世界，因为这种铬微米厚的铬盐化合物。这一发现立刻轰动了世界，因为这种铬盐
12、氧化处理方法，只是近代才出现的先进工艺，德国在盐氧化处理方法，只是近代才出现的先进工艺，德国在1937年，年，美国在美国在1950年先后发明并申请了专利。年先后发明并申请了专利。在清理一号坑的第一过洞时，考古工作者发现一把青铜剑在清理一号坑的第一过洞时，考古工作者发现一把青铜剑被一尊重达被一尊重达150千克的陶俑压弯了千克的陶俑压弯了,其弯曲的程度超过其弯曲的程度超过45度，当度，当人们移开陶俑之后，令人惊诧的奇迹出现了：那又窄又薄的青人们移开陶俑之后，令人惊诧的奇迹出现了：那又窄又薄的青铜剑，竟在一瞬间反弹平直，自然恢复。当代冶金学家梦想的铜剑，竟在一瞬间反弹平直，自然恢复。当代冶金学家梦想
13、的“形态记忆合金形态记忆合金”，竟然出现在，竟然出现在2000多年前的古代墓葬里。多年前的古代墓葬里。事实上，关于铬盐氧化处理的方法，绝不是秦始皇时代的事实上，关于铬盐氧化处理的方法，绝不是秦始皇时代的发明，早在春秋战国时期，中国人就掌握了这一先进的工艺。发明，早在春秋战国时期，中国人就掌握了这一先进的工艺。春秋五霸时期，越王勾践春秋五霸时期，越王勾践“卧薪尝胆卧薪尝胆”，一举击败了吴王夫差，一举击败了吴王夫差，演出了历史上春秋争霸的最后一幕。岁月的流逝，使这场惊心演出了历史上春秋争霸的最后一幕。岁月的流逝，使这场惊心动魄的战争静静沉睡在历史的长卷里，忙忙碌碌的后人几乎把动魄的战争静静沉睡在历
14、史的长卷里，忙忙碌碌的后人几乎把它遗忘了。它遗忘了。然而，一支考古队在挖掘春秋古墓时，却意外发现了一把然而，一支考古队在挖掘春秋古墓时，却意外发现了一把沾满泥土的长剑，剑条上一行古篆沾满泥土的长剑，剑条上一行古篆“越王勾践自用剑越王勾践自用剑”跃跃入人们眼帘。这一重大的考古发现立即轰动了全国，但是，更入人们眼帘。这一重大的考古发现立即轰动了全国，但是，更加轰动的消息却来自对古剑的科学研究报告。最先引起研究人加轰动的消息却来自对古剑的科学研究报告。最先引起研究人员注意的是：这柄古剑在地下埋藏了两千多年为什么没有生锈员注意的是：这柄古剑在地下埋藏了两千多年为什么没有生锈呢？为什么依然寒光四射、锋利
15、无比呢？通过进一步的研究发呢？为什么依然寒光四射、锋利无比呢？通过进一步的研究发现，现，“越王勾践剑越王勾践剑”千年不锈的原因在于剑条上被镀上了一层千年不锈的原因在于剑条上被镀上了一层含铬的金属。大家知道，铬是一种极耐腐蚀的稀有金属，地球含铬的金属。大家知道，铬是一种极耐腐蚀的稀有金属，地球岩石中含铬量很低，提取十分不易。再者，铬还是一种耐高温岩石中含铬量很低，提取十分不易。再者，铬还是一种耐高温的金属，它的熔点大约在的金属，它的熔点大约在4000。中华文明中曾有过太多的秘密，谁能想象，中华文明中曾有过太多的秘密，谁能想象，本世纪本世纪50年代的科学发明，竟然会出现在公元年代的科学发明，竟然会出现在公元前二百多年以前？又有谁能想象，秦始皇的士前二百多年以前？又有谁能想象，秦始皇的士兵手里挥舞的长剑，竟然是现代科学尚未发明兵手里挥舞的长剑，竟然是现代科学尚未发明的杰作？这种超常规的科技早熟现象充分说明的杰作？这种超常规的科技早熟现象充分说明我们的祖先太伟大了！中国无愧为剑的故乡！我们的祖先太伟大了！中国无愧为剑的故乡！就“我国古代是否存在青铜器防腐蚀处理技术”问题的一点看法
