1,物态变化的知识梳理

物理总结 一. 温度 1. 温度 ⑴温度是表示物体冷热程度的物理量。 ⑵常见的温度计原理:根据液体热胀冷缩的性质。 ⑶规定:把大气压为1.01×10^5时冰水混合物的温度规定为0度,沸水的温度规定为100度,在0度到100度之间分成100等份,每一等份称为1摄氏度,表示为1℃。 ⑷温度计的测量范围:35℃——42℃。 ⑸温度的国际单位是:开尔文(k),单位是摄氏度(℃)。 2.熔化 ⑴熔化:物质用固态变为液态的过程,叫做熔化。 ⑵熔化的过程中吸热。 ⑶常见的晶体是:海波、冰、食盐和各种金属。 ⑷常见的非晶体是:蜂蜡、松青、沥青、玻璃。 ⑸晶体熔化过程中吸热,温度保持不变。 ⑹同一晶体,熔点和凝固点相同。 ⑺熔化现象: ① 医生有时要对发高烧的病人做“冷敷”治疗,用胶袋装着质量相等的0℃的水或0℃的冰对病人进行冷敷,哪一种效果好些?为什么? 答:用0℃的冰效果好,因为0℃的冰在熔化时吸热但温度保持不变,比0℃的水多一个吸热的过程,可吸收更多的热量。
教科版物理八年级上册第五章物态变化(注意:第一节 地球上水的物态变化、 第四节 物态变化与我们的世界 知识合并在一起的)一、地球上水的物态变化 物态变化与我们的世界⑴物态变化:①定义:物质由一种形态变为另一种形态的过程②物质三态:固态、液态、气态;物体三态:固体、液体、气体③种类:a.熔化:物质由固态变到液态的过程b.凝固:物质由液态变到固态的过程c.汽化:物质由液态变到气态的过程d.液化:物质由气态变到液态的过程e.升华:物质由固态直接变到气态的过程f.凝华:物质由气态直接变到固态的过程(简记为“三态六变”)。⑵水循环:①雪、雨、水蒸气是水的三态;雨、雪、雹统称降水②水循环过程:海水汽化→水蒸气遇冷液化(或汽化→凝华→熔化)③地球的三大生态系统:湿地、森林、海洋。⑶物态种类:固态、液态、气态、等离子体(气体被加热至上万℃时,将成为正负带电粒子组成的集合体)、超固态(白矮星、中子星、黑洞)、软物质(液晶、聚合物、胶体、膜、泡沫、颗粒物质、生命物质)【液晶:a.定义:在特定条件下具有晶体结构的液体b.特点:用极其微小的电流就能控制和改变其分子排列c.应用:液晶电视机、液晶电脑、移动电话、电子地图】补充:(在新物态的研究中作出卓越贡献的物理学家:朗缪尔发现等离子体,热纳发现软物质)⑷物态变化的利用:①热管:a.构造:一根密封的真空金属管,管内衬有一层叫吸液芯的多孔材料,里面装有酒精或其他液体; b.工作原理:热端受热,液体吸收热量汽化,蒸汽在管子里跑到冷端,在管壁遇冷液化,放出热量,冷凝后回到热端,循环往复;c.优点:把高温部分的热迅速传递到低温部分,使物体各部分温度基本均匀。先汽化吸热,再液化放热)③人类文明进展:蒸汽机时代→电气化时代→信息时代④水污染物:生活污水、工业废水、工业固体废物、生活垃圾⑤水污染会造成赤潮和水华等灾害。 ⑴温度:①定义:表示物体的冷热程度的物理量,微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度②用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位,有华氏温标(°F)、摄氏温标(°C)、热力学温标(K)和国际实用温标③单位换算:T(表示热力学温标)=273.15+t(表示摄氏温度),T(表示华氏温度)=1.8t(同上)+32④温度是大量分子热运动的集体表现,含有统计意义。对于个别分子来说,温度是没有意义的⑤温度与人类生活息息相关,人的正常体温为37°C或310K。无论人类如何改进低温技术,0K的温度都是达不到的,因此0K的温度又称为“绝对零度”或“绝对度”。⑵温度计:①定义:能够快速准确测量出物体温度的仪器②工作原理:a.常用温度计(温度计、体温计、寒暑表)是根据液体(如e68a84e8a2ade799bee5baa631333361303030汞、水银、酒精、煤油)的热胀冷缩原理制成的; b.数字式温度计是根据物体的导电性与温度的关系制成的c.彩色温度表:根据物体在高温条件下所发的光的颜色来估测温度③注意:a.一切物体都具有热胀冷缩的性质。水在4℃以上会热胀冷缩而在4℃以下会冷胀热缩。这意味着,冰将会浮在水面b.汞(又称水银)是唯一一种在常温下呈液态的金属物质④常用温度计的量程和分度值:一般温度计量程-20℃—100℃,分度值1℃寒暑表量程-20℃—60℃,分度值2℃体温计量程35℃—42℃,分度值0.1℃。人体的正常温度为36.3℃—37.3℃⑤使用方法:a.观察其量程、分度值、零刻度线b.要使玻璃泡与被测液体充分接触,且不能碰到容器的底部和侧壁c.要待其示数稳定后再读数,读数时视线要与凸液面最高处相平,且要注意示数是在零刻度线的上部还是下部(用负数读数)d.记数由数字和单位构成⑥体温计特点:玻璃泡上端有缩口,使体温计离开人体后温度稳定不变(第二次测量时只需轻轻甩动使温度降至正常温度即可)【除体温计外,其他温度计不可以甩动】⑦错误操作:a.用温度计直接测量燃烧的酒精灯的温度;b.用寒暑表测量沸水的温度;c.用水银温度计测量南北两极的温度;d.使用时碰到容器的底部和侧壁等。【拓展:(摄氏温度的由来)冰水混合物的温度始终为0℃,在常温常压下,水的沸点为100℃,在0℃~100℃之间由100个分度值划分,每个分度值表示1℃】 ⑴固体的分类:①晶体:a.定义:有规则结构的固体;(有熔点叫晶体)b.实例:雪花、钻石、食盐、糖、海波、许多矿石和所有金属; ②非晶体:a.定义:无规则结构的固体;b.实例:玻璃、松香、蜂蜡、沥青、塑料、橡胶等。【注意:晶体分为单晶体和多晶体,非晶体在一定条件下可以转化成晶体,可见,晶体和非晶体之间并没有绝对的界限】⑵固体的熔化特点:①晶体在熔化过程中,不断从外界吸收热量,温度保持不变;非晶体在熔化过程中不断吸收热量,温度持续上升②晶体在熔化时的温度叫做熔点。不同的晶体有不同的熔点,非晶体没有固定的熔点;③晶体在熔化时是固液共存态;而非晶体是由硬变软,然后逐渐变成液态④晶体熔化条件:温度达到熔点,继续吸热(二者缺一不可)⑶液体的凝固特点:①晶体在凝固过程中,不断放出热量,温度保持不变;非晶体在凝固过程中不断放出热量,温度不断下降。相同使劲吸收相同的热量②晶体在凝固时的温度叫凝固点。晶体有一定的凝固点,而非晶体没有③晶体在凝固过程中有固液共存态,而非晶体没有④凝固是熔化的逆过程,同种物质的熔点和凝固点相同⑤液体凝固的条件:温度达到凝固点,继续放热(缺一不可)⑷补充:a.冰水混合物的温度始终为0℃b.晶体的熔点跟气压的大小有关,熔化时体积变大的物体,在气压增大时熔点升高c.晶体中含有杂质时,其熔点会发生变化(当冰中含有酸碱盐糖时,其熔点会降低)⑸火山喷发与太空材料(如砷化镓)的制造过程:先熔化后凝固。 物质从液态变为气态过程叫汽化。Ⅰ、汽化:⑴两种方式:蒸发和沸腾⑵蒸发:①定义:液体在任何温度下均可发生,并且只在液体表面发生的汽化现象②影响蒸发快慢的因素:a.液体的温度;b.液体上方空气流动速度;c.液体的表面积d.液体的种类③特点:蒸发吸热,有制冷作用⑶沸腾:①定义:在一定温度下,液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象②液体在沸腾过程中温度保持不变,此时的温度叫做沸点,不同物质的沸点不同③液体沸腾的条件:温度达到沸点,继续从外界吸热(缺一不可)④影响沸点的因素:液体的沸点与气压的大小有关,气压减小,沸点降低,气压增大,沸点升高。Ⅱ、液化:从气态变为液态的过程叫液态。①两种方式:降低温度或压缩体积;(不可将“压缩体积”简称为“加压”)②液化要放热③降低温度适用于所有气体,而压缩体积只适用于部分气体④补充:水蒸气是看不见的,我们看得见的“白汽”“白雾”都不是水蒸气,都是液态的小水珠,是水蒸气遇冷后液化形成的。 Ⅰ、升华(吸热),凝华(放热)Ⅱ、判断物态变化是不是升华或凝华,要看变化中间是否经历了液态,若经历了液态,则不是升华或凝华现象;若没有经历液态,则一定是升华或凝华现象。Ⅲ、生活中常见的升华现象:①灯丝(或钨丝)变细②冬天,室外冰冻的衣服晾干了③衣箱中的樟脑丸(或卫生球)渐渐变小④高温加热碘,碘的体积变小⑤寒冷的冬天,堆的雪人变小了⑥干冰(固态二氧化碳)升华用来打造绝妙的舞台效果,也可用来人工降雨Ⅳ、生活中常见的凝华现象: ①冬天,玻璃窗内表面上结的冰花②北方冬天的树挂③霜的形成④南方雪灾中见到的雾淞⑤灯泡(或钨丝)发黑⑥雪糕纸中发现的“白粉”。

物态变化的知识梳理

2,铜是怎样炼成的

用你家了煤火炼成了 你家啥东东都是个牛东西 你也不例外!~ 铜,我还没见过怎么练呢,等有机会了的大饱眼福一下
有电解,湿法……
简单说: 1.火炼:铜矿石+焦炭(还原剂)=粗铜-精炼-铜 2,湿法:铜矿石+硝酸-硝酸铜(等其他金属)溶液+有机萃取剂-铜盐
主要原料是硫化铜精矿,一般包括焙烧、熔炼、吹炼、精炼等工序. 焙烧  分半氧化焙烧和全氧化焙烧(“死焙烧”),分别脱除精矿中部分或全部的硫,同时除去部分砷、锑等易挥发的杂质。此过程为放热反应,通常不需另加燃料。造锍熔炼一般采用半氧化焙烧,以保持形成冰铜时所需硫量;还原熔炼采用全氧化焙烧;此外,硫化铜精矿湿法冶金中的焙烧,是把铜转化为可溶性硫酸盐,称硫酸化焙烧。 熔炼  主要是造锍熔炼,其目的是使铜精矿或焙烧矿中的部分铁氧化,并与脉石、熔剂等造渣除去,产出含铜较高的冰铜(xCu2S·yFeS)。冰铜中铜、铁、硫的总量常占80%~90%,炉料中的贵金属,几乎全部进入冰铜。 冰铜含铜量取决于精矿品位和焙烧熔炼过程的脱硫率,世界冰铜品位一般含铜40%~55%。生产高品位冰铜,可更多地利用硫化物反应热,还可缩短下一工序的吹炼时间。熔炼炉渣含铜与冰铜品位有关,弃渣含铜一般在0.4%~0.5%。熔炼过程主要反应为: 2CuFeS2→Cu2S+2FeS+S Cu2O+FeS→Cu2S+FeO 2FeS+3O2+SiO2→2FeO·SiO2+2SO2 2FeO+SiO2→2FeO·SiO2 造锍熔炼的传统设备为鼓风炉、反射炉、电炉等,新建的现代化大型炼铜厂多采用闪速炉。 鼓风炉熔炼  鼓风炉是竖式炉,小国很早就用它直接炼铜。传统的方法为烧结块鼓风炉熔炼。硫化铜精矿先经烧结焙烧脱去部分硫,制成烧结块,与熔剂、焦炭等按批料呈层状加入炉内,熔炼产出冰铜和弃渣,此法烟气含SO2低,不易经济地回收硫。为消除烟害,回收精矿中的硫,20世纪50年代,发展了精矿鼓风炉熔炼法,即将硫化铜精矿混捏成膏状,再配以部分块料、熔剂、焦炭等分批从炉顶中心加料口加入炉内,形成料封,减少漏气,提高SO2浓度。混捏料在炉内经热烟气干燥、焙烧形成烧结料柱,块状物料也呈柱状环绕在烧结料柱的周围,以保持透气性,使熔炼作业正常进行。中国沈阳冶炼厂、富春江冶炼厂等采用此法。 反射炉熔炼  适于处理浮选的粉状精矿。反射炉熔炼过程脱硫率低,仅20%~30%,适于处理含铜品位较高的精矿。如原料含铜低、含硫高,熔炼前要先进行焙烧。反射炉生产规模可大型化,对原料,燃料的适应性强,长期来一直是炼铜的主要设备,至80年代初,全世界保有的反射炉能力仍居炼铜设备的首位。但反射炉烟气量大,且含SO2仅1%左右,回收困难。反射炉的热效率仅25%~30%,熔炼过程的反应热利用较少,所需热量主要靠外加燃料供给。70年代以来,世界各国都在研究改进反射炉熔炼,有的采用氧气喷撒装置将精矿喷入炉内,加强密封,以提高SO2浓度。中国白银公司第一冶炼厂将铜精矿加到反射炉中的熔体内,鼓风熔炼,提高了熔炼强度,烟气可用于制取硫酸。 反射炉为长方形,用优质耐火材料砌筑。燃烧器设在炉头部,烟气从炉尾排出,炉料由炉顶或侧墙上部加入,冰铜从侧墙底部的冰铜口放出,炉渣从侧墙或端墙下的放渣口排出。炉头温度1500℃~1550℃,炉尾温度1250℃~1300℃,出炉烟气1200℃左右。熔炼焙烧矿时,燃料率10%~15%,床能率3~6t/(m2·日)。铜精矿直接入炉,燃料率16%~25%,床能率为2~4t/(m2·日),称生精矿熔炼。中国大冶冶炼厂采用270m2反射炉熔炼生精矿。 电炉熔炼  炼铜采用电阻电弧炉即矿热电炉,对物料的适应性非常广泛,一般多用于电价低廉的地区和处理含难熔脉石较多的精矿。电炉熔炼的烟气量较少,若控制适当,烟气中SO2浓度可达5%左右,有利于硫的回收。 铜熔炼电炉多为长方形,少数为圆形。大型电炉一般长30 m~35m,宽8 m~10m,高4 m~5m,采用六根直径为1.2 m~1.8m的自焙电极,由三台单相变压器供电。电炉视在功率3000~50000千伏安,单位炉床面积功率100kw/m2左右,床能率3~6t/(m2·日),炉料电耗400~500kw·h/t,电极糊消耗约2~3kg/t。中国云南冶炼厂采用30000kVA电炉熔炼含镁高的铜精矿。 闪速熔炼  是将硫化铜精矿和熔剂的混合料干燥至含水0.3%以下,与热风(或氧气、或富氧空气)混合,喷入炉内迅速氧化和熔化,生成冰铜和炉渣。其优点是熔炼强度高,可较充分地利用硫化物氧化反应热。降低熔炼过程的能耗。烟气中SO2浓度可超过8%。闪速熔炼可在较大范围内调节冰铜品位,一般控制在50%左右,这样对下一步吹炼有利。但炉渣含铜较高,须进一步处理。 闪速炉有奥托昆普型和国际镍公司型两种。70年代末世界上已有几十个工厂采用奥托昆普型闪速炉,中国贵溪冶炼厂也采用此种炉型。 冰铜吹炼  利用硫化亚铁比硫化亚铜易于氧化的特点,在卧式转炉中,往熔融的冰铜中鼓入空气,使硫化亚铁氧化成氧化亚铁,并与加入的石英熔剂造渣除去,同时部分脱除其他杂质,而后继续鼓风,使硫化亚铜中的硫氧化进入烟气,得到含铜98%~99%的粗铜,贵金属也进入粗铜中。 一个吹炼周期分为两个阶段:第一阶段,将FeS氧化成FeO,造渣除去,得到白冰铜(Cu2S)。冶炼温度1150℃~1250℃。主要反应是: 2FeS+3O2→2FeO+2SO2 2FeO+SiO2→2FeO·SiO2 第二阶段,冶炼温度1200℃~1280℃将白冰铜按以下反应吹炼成粗铜: 2Cu2S+3O2→2Cu2O+2SO2 Cu2S+2Cu2O→6Cu+SO2 冰铜吹炼是放热反应,可自热进行,通常还须加入部分冷料吸收其过剩热量。吹炼后的炉渣含铜较高,一般为2%~5%,返回熔炼炉或以选矿、电炉贫化等方法处理。吹炼烟气含SO2浓度较高,一般为8%~12%,可以制酸。吹炼一般用卧式转炉,间断操作。表压约1kgf/cm2的空气通过沿转炉长度方向安设的一排风眼鼓入熔体,加料、排渣、出铜和排烟都经过炉体上的炉口。 粗铜精炼  分火法精炼和电解精炼。火法精炼是利用某些杂质对氧的亲和力大于铜,而其氧化物又不溶于铜液等性质,通过氧化造渣或挥发除去。其过程是将液态铜加入精炼炉升温或固态铜料加入炉内熔化,然后向铜液中鼓风氧化,使杂质挥发、造渣;扒出炉渣后,用插入青木或向铜液注入重油、石油气或氨等方法还原其中的氧化铜。还原过程中用木炭或焦炭覆盖铜液表面,以防再氧化。精炼后可铸成电解精炼所用的铜阳极或铜锭。精炼炉渣含铜较高,可返回转炉处理。精炼作业在反射炉或回转精炼炉内进行。 火法精炼的产品叫火精铜,一般含铜99.5%以上。火精铜中常含有金、银等贵金属和少量杂质,通常要进行电解精炼。若金、银和有害杂质含量很少,可直接铸成商品铜锭。 电解精炼是以火法精炼的铜为阳极,以电解铜片为阴极,在含硫酸铜的酸性溶液中进行。电解产出含铜99.95%以上的电铜,而金、银、硒、碲等富集在阳极泥中。电解液一般含铜40~50g/L,温度58℃~62℃,槽电压0.2~0.3V,电流密度200~300A/m2,电流效率95%~97%,残极率约为15%~20%,每吨电铜耗直流电220~300kwh。中国上海冶炼厂铜电解车间电流密度为330A/m2。 电解过程中,大部分铁、镍、锌和一部分砷、锑等进入溶液,使电解液中的杂质逐渐积累,铜含量也不断增高,硫酸浓度则逐渐降低。因此,必须定期引出部分溶液进行净化,并补充一定量的硫酸。净液过程为:直接浓缩、结晶,析出硫酸铜;结晶母液用电解法脱铜,析出黑铜,同时除去砷、锑;电解脱铜后的溶液经蒸发浓缩或冷却结晶产出粗硫酸镍;母液作为部分补充硫酸,返回电解液中。此外,还可向引出的电解液中加铜,鼓风氧化,使铜溶解以生产更多的硫酸铜。电解脱铜时应注意防止剧毒的砷化氢析出。 火法炼铜的其他方法  已应用于工业生产的方法还有: 三菱法  将硫化铜精矿和熔剂喷入熔炼炉的熔体内,熔炼成冰铜和炉渣,而后流至贫化炉产出弃渣,冰铜再流至吹炼炉产出粗铜。此法于1974年投入生产。 诺兰达法  制粒的精矿和熔剂加到一座圆筒型回转炉内,熔炼成高品位冰铜。所产炉渣含铜较高,须经浮选选出铜精矿返回炉内处理。此法于1973年投入生产。 氧气顶吹旋转转炉法  用以处理高品位铜精矿。将铜精矿制成粒或压成块加入炉内,由顶部喷枪吹氧,燃料也由顶部喷入,产出粗铜和炉渣。中国用此法处理高冰镍浮选所得铜精矿。 离析法  用于处理难选的结合性氧化铜矿。将含铜1%~5%的矿石磨细,加热至750℃~800℃后,混以2%~5% 的煤粉和0.2%~0.5%的食盐,矿石中的铜生成气(Cu3Cl3)并为氢还原成金属铜而附着于炭粒表面,经浮选得到含铜50%左右的铜精矿,然后熔炼成粗铜。此法能耗高,很少采用。
这是当年李白在安徽铜陵亲眼目睹冶炼铜的场面,有感而发写成的一首诗. 安徽铜陵是中国的古铜都,铜的产量一直是全国第一.这次在气温最高,电力最缺的时候,来到铜陵,就是要看看铜是怎样炼成的.炼铜车间是一座巨大的厂房,长一二百米,宽七八十米,典型的五六十年代的厂房,四处透风,沿厂房行走,给人一种沧桑厚重之感,只见火花飞溅,蒸气腾腾,几百米热火朝天,劳动的场面十分感人.只见铜矿石被放进炉子,点火燃烧,不久就化成红通通的铜水,经过几道工序提纯,90%以上的粗铜就炼好了,大部分被浇铸成电解用的厚铜板,进入下一道工序,电解铜,只见一大片电解液池,里面插满了电解铜板,每个池边还有一个小灯泡,只要灯泡一亮,工人就会到这座池子上检查铜板有无粘连,池子上的温度至少50-60度,看着工人光着膀子很辛苦,还受着硫酸铜的腐蚀,工作条件真是很糟糕,不过电解出的铜增光瓦亮,黄通通,金灿灿,一块块大铜板真令人难忘. 我们住在五松山宾馆,由于时间紧张,也没到市区转转,只是夜晚的铜陵十分美丽,市中心有一片湖区,修缮一新,灯光点点,映衬出远处市政府办公大楼,又称双子塔,远处毗邻长江,铜陵也是盛产水泥的地方,从合肥开车过来,经过好几座超大规模的水泥厂,都冒着灰烟,感觉铜陵的大气环境不是很好. 铜陵人好客,短短几天时间便与主人建立了深厚感情,只想早日再见. 如果不是亲眼一见,怎么也不会相信铜陵这地方有全国最先进的电子芯片生产基地,以铜泊片为基础的电子芯片,肉眼看不清的密密麻麻的触角在这里轻而易举地生产出来,厂区的现代化让人不敢相信这里是在中国的中部地区安徽,铜陵人早已做好准备进行产业结构调整,由以铜为支柱产业的经济结构转向电子,环保等产业为龙头的产业结构.这样一来,他们未来的50年甚至100年,状况要比现在的大庆,抚顺要好得多. 来铜陵很方便,从合肥,南京开车2个多小时就到,这里有很多精致的铜雕艺术品,不防买些回去收藏.
参考《钢铁是怎样炼成的》

铜是怎样炼成的


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