故事6：铜的使用和冶炼

金属铜在生活中有着十分广泛的应用。环顾四周，你能找出哪些物品中含有铜吗？如果想在这场找东西的游戏中胜出，那么最好先了解一下金属铜的一些信息。

了解了铜的相关知识后，就很容易找到铜了。将我们身边任何一条导线的塑料外壳剪开，就可以发现里面包裹着红色的铜丝。在这个电气时代，我们简直不能想象没有铜导线的情景。

而当你无意中将手放入衣服口袋时，发现里面居然有几个硬币。拿出这些硬币，五角硬币的黄色显得十分另类和抢眼。硬币中不同的金属材料成分造成了它们颜色的差异，而五角硬币正是用铜和锌铸造的。

青铜器时代，人们就开始认识并使用铜了。在自然界中，绝大多数金属都比较活泼，它们与别的元素结合在一起以化合状态存在，只有金、银、铜等少数金属可以以单质的状态存在（关于金属存在的状态，我们举一个例子来说明一下。铁制品时间久了会在表面形成铁锈，这里铁就是单质状态，铁锈就是铁和氧元素结合在一起以化合状态存在的物质。如果把铁锈收集起来，我们可以将铁锈转变为铁，实际上，这就是炼铁了）。

几千年前，当人类无意中从矿石中发现天然的铜后，铜就因其优良的特性而很快被用来制作生活用具、兵器、货币和各种工艺品。随后，当人们发现向铜中加入一些其他金属制得的铜合金，从而获得了一些与铜本身不同的性质后，铜及铜合金制品的应用变得更为广泛。

而自然界中存在的天然铜的数量十分稀少，逐渐不能满足人类不断增加的需求，因此，人们开始尝试从含有铜的矿石（这里的铜以化合态存在）中冶炼出纯净的铜。

最先炼铜的方法是将含铜的矿石和木炭混合在一起加热。唐朝末期，我国劳动人民将葛洪记录的胆矾里的铜能被铁置换这一原理应用到生产中去，从而发明了一种炼铜的方法——湿法炼铜。至宋代更有发展，成为大量生产铜的重要方法之一。

湿法炼铜也称胆铜法，其生产过程主要就是把铁放在胆矾（CuSO4· 5H2O）溶液（俗称胆水）中，使胆矾中的铜被铁置换出来，然后将置换出的铜粉收集起来，再加以熔炼、铸造。

人们通常在胆水产地就近随地形高低挖掘沟槽，用茅席铺底，把生铁击碎，排放在沟槽里，将胆水引入沟槽浸泡，利用铜盐溶液和铁盐溶液颜色差异，浸泡至颜色改变后，再把浸泡过的水放去，茅席取出，沉积在茅席上的铜就可以收集起来，再引入新的胆水。只要铁未被反应完，可周而复始地进行生产。

湿法炼铜的优点是设备简单、操作容易，不必使用鼓风、熔炼设备，在常温下就可提取铜，节省燃料，只要有胆水的地方，都可应用这种方法生产铜。

我来体验：清洗硬币

实验器材：旧的五角硬币几枚、白醋、玻璃杯、洗涤剂、铁钉或铁丝。

实验步骤：

1．首先，用洗涤剂把旧的五角硬币上的油污去除。

2．然后，在玻璃杯中倒入一些白醋，把这些硬币放入盛醋的玻璃杯中。

3．过大约半小时，取出硬币，用清水冲干净，用纸把硬币上的水擦干。看，洗过澡的硬币是不是又干净又亮。

4．玻璃杯中的醋千万别倒掉！把一根铁钉（铁丝）放入这些醋中，过几个小时，把铁钉（铁丝）拿出来看看，哇，刚才还很干净的铁钉（铁丝），现在穿上了红色的衣服。

（你知道衣服哪儿来的吗？告诉你吧，就是硬币刚才洗下来的铜。是不是很神奇啊？快试试吧！）