化學揭秘-點鐵成銅的故事

在中國古代,生活中的很多用品是用銅製作的,如銅盆、銅碗、銅鏡等,達官貴人們還用銅製作成各種擺設放在家裡。但是,銅器在當時是比較昂貴的一種物品,不是一般人可以擁有的,它是一種權力和財富的象徵,而鐵器是比較便宜的。因而在民間就出現了一些製作假銅器的人,他們會用一種方法將鐵器變成銅器。

化學揭秘-點鐵成銅的故事

他們製作假銅器的方法如下:在清水中撒一把白色粉末,使清水立即變成了藍色的溶液,然後將打磨得很光滑的鐵器放在那種藍色的溶液中浸泡著。一段時間後,就可以看到藍色溶液中的鐵器慢慢地變成了紫紅色的銅器,而原本藍色的溶液也慢慢地變淺了。最後真的做出了一個“銅器”。他們究竟是用什麼方法使鐵器變成“銅器”的呢?其中究竟有何奧秘呢?現在,我們將從化學的角度來探秘一下。

化學揭秘-點鐵成銅的故事

化學揭秘

這種白色粉末其實是一種化學物質——無水硫酸銅(CuSO4)。它是一種白色的固體,吸溼性很強,吸水後生成藍色的五水合硫酸銅(CuSO4·5H2O),俗稱膽礬。

在清水中撒一把白色粉末,清水立即變成了藍色的溶液就是這個原因。

那麼進入溶液中的鐵器又是為什麼變成了“銅器”呢?這是由於鐵與溶液中的硫酸銅發生了一種化學反應——置換反應。

化學揭秘-點鐵成銅的故事

化學小貼士

什麼是置換反應?

置換反應是指一種單質與一種化合物之間發生了化學反應,生成了另外一種單質和另一種化合物的反應。形如:

(其中A、B為單質,BC、AC為化合物)

我們學習過,金屬的活潑性是不一樣的,排在前面的金屬能夠將排在它後面的金屬從它們的鹽中置換出來。金屬活動順序表中鐵是排在銅前面的,因而可以將銅從與它的鹽中置換出來。

將鐵器放入硫酸銅的溶液中後,發生了置換反應,鐵將硫酸銅中的銅置換了出來,自己與硫酸根離子結合生成了硫酸亞鐵鹽。這個置換反應的化學方程式如下:

化學揭秘-點鐵成銅的故事

將打磨乾淨的鐵絲繞成螺旋狀(繞成螺旋狀是為了增大鐵絲與硫酸銅溶液的接觸面積)後,放入硫酸銅溶液中。一段時間後被置換出來的銅就積聚在鐵絲表面(當銅很疏鬆時就沒有金屬光澤),上層清液是濃度很低的硫酸亞鐵溶液,下層藍色溶液是硫酸銅溶液。

現在,你知道古人是如何“點鐵成銅”的了吧?