引言

古法炼铜是古代人类智慧的结晶，通过孔雀石和木炭等原料，经过高温煅烧，最终得到金属铜。本文将详细解析木炭炼铜实验的原理、过程以及关键答案。

一、实验原理

1. 孔雀石的化学性质

孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜（Cu2(OH)2CO3），在高温下容易分解，生成氧化铜（CuO）、水（H2O）和二氧化碳（CO2）。

2. 木炭的作用

木炭在实验中扮演着双重角色：作为燃料提供高温，同时作为还原剂与氧化铜发生反应。

二、实验步骤

1. 准备原料

  • 孔雀石：作为铜的来源。
  • 木炭：作为燃料和还原剂。

2. 高温煅烧

将孔雀石和木炭按一定比例混合，放入炉中高温煅烧。

3. 冷却

煅烧完成后，将产物冷却，得到块状金属铜。

三、关键答案解析

1. 碱式碳酸铜受热分解产物

碱式碳酸铜受热分解生成的产物中，属于氧化物的有氧化铜和二氧化碳。

2. 球形容器封盖的目的

球形容器封盖并保留细小通气孔的目的是排出产生的二氧化碳，防止压强过大，损坏球形容器。

3. 冶炼产物为铜块的原因

利用此法冶炼得到的是铜块而不是散落在炭粉中的铜颗粒，原因在于炉中炭充分燃烧，达到铜的熔点，且铜水的密度大于炭粉密度。

四、实验装置与注意事项

1. 实验装置

实验装置应能够承受高温，并确保气体可以顺利排出。

2. 注意事项

  • 控制好温度，确保煅烧过程中温度稳定。
  • 注意安全，避免高温烫伤和有害气体中毒。

五、结论

木炭炼铜实验不仅揭示了古法冶金的奥秘，也体现了古代人类对化学反应的深刻理解。通过对实验原理和步骤的深入分析，我们得以更好地理解这一重要的历史技术。