工業中如何置換Cu

A. cu的置換反應

Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
工業煉鐵用氧化FeS2生成Fe2O3然後用焦炭把它還原。可以這樣理解，實際中要比這復雜的多。

B. 有 Cu生成的置換反應

除了鈉鉀鈣排在銅前面的金屬都可以從銅的鹽溶液中置換出銅例如Fe+CuCl2=FeCl2+Cu.還有氫氣和氧化銅，炭和氧化銅切記一氧化碳和氧化銅反應不是置換反應

C. Mg Al Cu 可以分別用置換法、直接加熱法和電解法冶煉得到

首先是較活潑的金屬，一般用電解法，例如Al是由電解Al2O3制的的，而Mg是由海水提煉的，而Gu是置換得來的，置換法適用於不活潑金屬，用H2還原GuO，直接加熱法則是適用於極不活潑金屬，如Hg是用加熱HgO制的，希望回答對你有幫助

D. 鐵能不能把銅置換出來

鐵能把銅從銅鹽溶液里置換出來，

如：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

Fe+CuCl2=FeCl2+Cu

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E. 工業上制銅 原理

2CuO+C=2Cu+CO2↑
反應條件是「高溫」。生成銅和二氧化碳。
這屬於「置換反應」，是工業制銅原理
《濕法煉銅》也可以快速制銅
我國勞動人民很早就認識了銅鹽溶液里的銅能被鐵置換，從而發明了水法煉銅。它成為濕法冶金術的先驅，在世界化學史上佔有光輝的一頁。
水法煉銅的原理是：CuSO4+Fe=Cu+FeSO4
在漢代許多著作里有記載「石膽能化鐵為銅」，晉葛洪《抱朴子內篇·黃白》中也有「以曾青塗鐵，鐵赤色如銅」的記載。南北朝時更進一步認識到不僅硫酸銅，其他可溶性銅鹽也能與鐵發生置換反應。南北朝的陶弘景說：「雞屎礬投苦灑（醋）中塗鐵，皆作銅色」，即不純的鹼式硫酸銅或鹼式碳酸銅不溶於水，但可溶於醋，用醋溶解後也可與鐵起置換反應。顯然認識的范圍擴大了。到唐末五代間，水法煉銅的原理應用到生產中去，至宋代更有發展，成為大量生產銅的重要方法之一。
水法煉銅也稱膽銅法，其生產過程主要包括兩個方面。一是浸銅，就是把鐵放在膽礬（CuSO4·5H2O）溶液（俗稱膽水）中，使膽礬中的銅離子被金屬置換成單質銅沉積下來；二是收集，即將置換出的銅粉收集起來，再加以熔煉、鑄造。各地所用的方法雖有不同，但總結起來主要有三種方法：第一種方法是在膽水產地就近隨地形高低挖掘溝槽，用茅席鋪底，把生鐵擊碎，排放在溝槽里，將膽水引入溝槽浸泡，利用銅鹽溶液和鐵鹽溶液顏色差異，浸泡至顏色改變後，再把浸泡過的水放去，茅席取出，沉積在茅席上的銅就可以收集起來，再引入新的膽水。只要鐵未被反應完，可周而復始地進行生產。第二種方法是在膽水產地設膽水槽，把鐵鍛打成薄片排置槽中，用膽水浸沒鐵片，至鐵片表面有一層紅色銅粉覆蓋，把鐵片取出，刮取鐵片上的銅粉。第二種方法比第一種方法麻煩是將鐵片鍛打成薄片。但鐵鍛打成薄片，同樣質量的鐵表面積增大，增加鐵和膽水的接觸機會，能縮短置換時間，提高銅的產率。第三種方法是煎熬法，把膽水引入用鐵所做的容器里煎熬。這里盛膽水的工具既是容器又是反應物之一。煎熬一定時間，能在鐵容器中得到銅。此法長處在於加熱和煎熬過程中，膽水由稀變濃，可加速鐵和銅離子的置換反應，但需要燃料和專人操作，工多而利少。所以宋代膽銅生產多採用前兩種方法。宋代對膽銅法中浸銅時間的控制，也有比較明確的了解，知道膽水越濃，浸銅時間可越短；膽水稀，浸銅的時間要長一些。可以說在宋代已經發展從浸銅方式、取銅方法、到浸銅時間的控制等一套比較完善的工藝。
水法煉銅的優點是設備簡單、操作容易，不必使用鼓風、熔煉設備，在常溫下就可提取銅，節省燃料，只要有膽水的地方，都可應用這種方法生產銅。
在歐洲，濕法煉銅出現比較晚。15世紀50年代，人們把鐵片浸入硫酸銅溶液，偶爾看出銅出現在鐵表面，還感到十分驚訝，更談不上應用這個原理來煉銅了。

F. 工業制銅的方法

冶煉技術

古代的銅礦開采術

先秦時期青銅冶鑄的高度發達，也從一個側面反映了銅礦開采技術的先進。湖北省大冶銅綠山的古銅礦遺址，向人們展現了從商周至漢代銅礦開采狀況和采礦技術的發展過程。這是迄今發現的中國最早的古礦遺址，在世界礦業史上也是不可多得的珍貴遺存。

清代所修《大冶縣志》記載，銅綠山「山頂高平，巨石對峙，每驟雨過時，有銅綠如雪花小豆點綴土石之上，故名。」這里，銅礦富集，礦體規模大，而且礦石含銅品位高，成為中國古代一個重要的采銅中心。至今，地上堆積著40萬噸以上的古代煉渣，地下古礦井分布密集，還有多種形式的煉銅豎爐，記錄著古代礦冶生產的宏大規模和卓越技術。

商代遺址採用的是群井開采方法。井筒打在礦體內，下掘井筒就是開采礦石，掘進終了即開采完畢。繼續開采又另打新井。群井開采簡單易行，井深一般為20～30米，開挖在軟岩或圍岩蝕變帶內，用打水井的工具即可掘進。提升礦石和廢石，採用大輪導嚮往返拉動。

西周的遺址仍用群井開采。井為方形，井深與商代相同。井中有支護遺址，支護形式為間隔支護，距離40～60厘米。井框木為帶榫的套接方式，榫口一律鑿成方形。井框外，四壁先背一層竹席，竹席內間格敷有直徑4～5厘米的木枝條。這時期已出現有巷道、平巷，但處於初始階段。

春秋戰國時期已採用豎井、斜井、平巷的聯合挖掘，初步形成了地下開采系統。其中，斜井的掘進施工和支護技術都有較大的難度，它的出現，是坑采技術的一大進步。斜井的傾度因地而異，由25度至70度不等。斜井的作用不僅可以沿礦體傾斜延伸，節省人力和費用，而且還有探礦的作用。平巷和豎井也較西周時期有明顯的進步，最大井深達64米，延伸至潛水面下8～10米。春秋時期主要的開挖工具為銅制，戰國時期則主要應用鐵制工具。同時，這時期已比較成功地解決了有關掘進、通風、排水、照明、運輸、支護等一系列問題。這些技術，在當時世界上都是無與倫比的。

銅綠山遺址現在已被作為重要的文化史跡，受到國家的保護。

青銅冶鑄術

從世界范圍看，古代美索不達米亞人大約於9000年前開始利用自然銅，6000年前有了銅的冶煉，5500年前有了煉青銅；古埃及大約於7000年前開始煉銅，5000年前有了青銅。相比之下，中國對於銅的加工和利用要晚得多，大約在四五千年前方有自然銅的利用和青銅的冶煉。但是中國不像其他古文明地區那樣，曾經經歷過較長時間的煉制紅銅階段，而是在紅銅加工出現不久就開始冶青銅，並利用青銅熔點低、易於澆鑄的特點，使青銅冶鑄技術迅速發展起來，一躍而跨入世界先進行列，並居領先地位，創造了舉世矚目的青銅文明。

迄今出土或傳世的大量先秦青銅器，向人們展示著中國青銅文化的盛況。其中，河南殷墟出土的重達875公斤的司母戊鼎；湖北隨縣曾侯乙墓出土的大型編鍾，總重量達10噸以上，以及精巧絕倫的銅尊盤；在地下埋藏2500多年，表現依然花紋清晰、光彩照人的越王勾踐劍和吳王夫差劍；等等，都堪稱世界之最。這些青銅器物，反映了當時青銅鑄造技術的高度發展水平，包括渾鑄、分鑄、失蠟法、焊接、鑲嵌、表面處理等工藝的高超程度。

高超的青銅鑄造加工的技術工藝，是以高超的青銅冶煉技術為基礎的。沒有優質的青銅材料，就不可能產生優秀的青銅器物。當時的人們已經熟練地掌握了青銅的冶煉技術，而且已掌握了鑒定青銅質地是否精純的方法。這就是在《考工記》一書中記載的火焰顏色判定法。

《考工記》中說，在冶煉青銅時，銅料與錫料中會先冒出黑濁的氣體，「黑濁之氣竭，黃白次之；黃白之氣竭，青白次之；青白之氣竭，青氣次之，然後可鑄也」。近代科學證明，金屬加熱時由於蒸發、分解、化合等作用，會產生不同的顏色。冶煉青銅時，原料中所附著的碳氫化合物會燃燒，產生黑濁的氣體；隨著爐溫的升高，原料中所含的氧化物、硫化物等雜質會產生黃白、青白的氣體；到只冒青氣時，說明雜質已基本去除，青銅已經煉成，可以澆鑄了。這是冶金史上關於火焰顏色鑒別法的最早記載。

順便應該指出的是，「爐火純青」是我們常用的一句成語，用來比喻功夫達到純熟完美的程度。其來源，現在通用的一般辭典中都說是來自道家煉丹成功時火焰發青，有的還加註「迷信」二字。這種說法恐有誤。它的最早出現應是上引的《考工記》記載。

濕法煉銅

濕法煉銅，也叫膽銅法，這是中國歷史上在煉銅技術上的一項重大發明。

今天，鐵元素比銅元素活躍，它能在銅鹽溶液中，經過置換反應，置換出銅來，這已是最基本的化學知識。而這種置換反應，卻是由中國首先發現，並加以實際利用的。

鐵銅置換反應的發現，是煉丹家在化學方面的一大貢獻。他們在煉丹實踐中，觀察到這一置換現象，並不斷加以記錄和總結。現知這一置換現象的最早文字記錄，是2000多年前在西漢時成書的《淮南萬畢術》一書中所記載的，「曾青得鐵則化為銅」。曾青，又叫空青、石膽、膽礬，為天然的硫酸銅。硫酸銅一般是藍色結晶體，因在空氣中會部分風化失去水分，而呈白色，故又有白青之稱。曾青是煉丹家在煉丹活動中的常用葯物，被認為「久服身輕不老」。它亦被引入醫學，作為治療瘡癤等疾患的用葯，故中葯本草著作中也有記載。漢代成書的《神農本草經》中，即記有石膽「能化鐵為銅」。不單是硫酸銅會與鐵起置換反應，其他可溶性銅鹽也會與鐵起置換反應。對此，古代的煉丹家和葯物學家也有所發現。南北朝時著名的煉丹家和葯物學家陶宏景就說：「雞屎礬……投苦酒中，塗鐵皆作銅色」。苦酒即醋酸，雞屎礬可能是鹼性硫酸銅或鹼性碳酸銅，因難溶於水，要加醋酸方能溶解。

所謂膽銅法，就是把鐵放在膽礬溶液（膽水）中，使鐵離子置換出膽水中的銅離子，從而析出單質銅的冶銅方法。膽銅法，是一種先進的煉銅方法，為中國所首創。與火法煉銅相比較，它有著多方面的優越性。它可以就地取材，在膽水多的地方設置銅場，設備簡單，技術操作容易，成本低；只要把蒲鐵片或碎鐵塊投入膽水槽中浸漬，就可獲取銅，而且銅質精純。它的冶煉過程是在常溫下進行的，可以節省大量燃料，免除鼓風、熔煉等設備，也減輕了煉銅工人的勞動強度，並減少了環境污染。而且，膽銅法不管是貧礦還是富礦，都可使用。

膽銅法何時由煉丹家的煉丹實驗轉成工業生產，現在尚不清楚。有人推測在唐末或五代已經開始濕法煉銅，而在北宋時已經實際應用並得到推廣，卻是確定無疑的。在11世紀末葉，北宋哲宗時的張潛已著有濕法煉銅專著《浸膽要略》，盡管此書已經佚亡，但卻反映了當時已有一整套濕法煉銅的工藝，並已有人進行了總結。據《宋會要輯稿》記載，北宋時用濕法煉銅的地區有11處，分布在廣東、湖南、江西、福建、浙江等地。其中，信州鉛山（今江西省鉛山縣）的冶銅工場有浸銅溝漕77處，紹聖三年（1096年）產銅38萬斤；而廣東韶關岑水的工場，在政和六年（1116年）產銅達100萬斤之多。據統計，在1107～1110年間，北宋政府每年收銅660萬斤，其中膽銅有100多萬斤，佔15％～20％。到南宋時，政府收取的銅中，膽銅所佔的比例達到 85％之多。濕法煉銅的方法，在明、清兩代仍繼續採用，至今仍有些地區用此方法煉銅。

生鐵冶鑄和柔化術

與煉銅一樣，中國冶鐵技術的發明亦晚於其他一些古文明發達的國家和地區。埃及大約在公元前1000年左右開始進入鐵器時代，美索不達米亞地區大約在公元前1200年左右開始進入鐵器時代，愛琴海地區大約在公元前1000年左右開始進入鐵器時代，印度大約在公元前800年左右開始進入鐵器時代，而中國則是在公元前600～500年左右開始煉鐵的。但是，中國不似其他國家和地區，經歷了一個漫長的塊煉法冶鐵時期，而是很快發明了生鐵冶鑄技術和生鐵柔化技術，因此後來居上，很快躍居世界冶鐵事業的前列，並長期居於世界領先的地位。歷史上中國的鋼鐵除輸往鄰近國家外，還曾遠銷古羅馬和西南亞。

在歷史上，煉鐵方法主要有兩種，一是塊煉法，一是生鐵冶煉。塊煉法是在比較低的溫度下進行的，它用燒紅的木炭使鐵礦石直接由固態還原成鐵。用塊煉法煉得的鐵質地疏鬆，故有海綿鐵之稱。海綿鐵含夾雜物較多，要把它製成鐵器，必須經過反復加熱鍛打。生鐵是在1100～1200℃的爐溫下，由還原出的固態鐵吸收碳而煉成。由於其熔點低，冶煉時呈熔融狀態，可直接用范澆鑄成器，從而免除了塊煉鐵加工費工費時的缺陷，提高了生產效率，降低了成本，使鐵器的大規模、高效率生產成為可能。中國在公元前6世紀即已發明了生鐵冶鑄技術，這項技術在世界領先約2000年。羅馬人雖在公元前後也偶爾煉出過生鐵，但卻被當作廢品而拋棄，直至14世紀時，歐洲人才認識到生鐵的意義，開始生產生鐵。

生鐵的最大特點是其可鑄性，故又稱鑄鐵。但生鐵含碳量高，一般都在2％以上，往往又含有硫、磷等雜質，因而性脆，韌度低，直接鑄造出來的農具、工具和兵器，使用時容易斷裂。為了彌補這一缺陷，我們的祖先在戰國時期又發明了鑄鐵柔化術。

中國早期的鑄鐵柔化術可分為兩類：一類是在氧化氣氛下對生鐵進行脫碳熱處理，使成白心韌性鑄鐵；一類是在中性或弱氧化氣氛下，對生鐵進行石墨化熱處理，使成黑心韌性鑄鐵。在西方，白心韌性鑄鐵的生產技術是1722年由法國人發明的，黑心韌性鑄鐵是1831年在美國問世的。到漢代時，鑄鐵柔化術又有新的突破，形成了鑄鐵脫碳鋼的生產工藝，可以由生鐵經熱處理直接生產低、中、高碳的各種鋼材。

鑄鐵柔化術的發明，在冶金史上是一項具有劃時代意義的成就。它大大加快了鐵器取代銅器的歷史進程，有力地促進了社會生產力的發展，使中國社會邁人一個新的發展時期。

值得一提的是，大約在明代時，出現了從生鐵到熟鐵的連續生產工藝。據《天工開物》記載，這項技術是把煉鐵爐與炒鐵爐串聯在一起，讓由煉鐵爐煉出的生鐵液流入炒鐵爐，用柳木棍急攪，使生鐵液中的碳份氧化，而成熟鐵。這種連續生產的工藝，已初具組合化生產的系統思想，既提高了生產效率，又減少了能耗，是冶鐵技術的又一重大突破。

灌鋼技術

灌鋼技術是中國歷史上在煉鋼技術方面的一項重大發明。其工藝過程大致為，將生鐵與熟鐵合煉，因生鐵熔點低，熔化後的生鐵水就會向熟鐵中滲透，使熟鐵增加碳份而成鋼。因生鐵水像灌進熟鐵一樣，故稱灌鋼。這種煉鋼方法無需加熱鍛打，碳份分布均勻，且可去除部分雜質，得到的即是優質鋼材，可用以製造刀鋒的鋒刃。在1740年西方坩鍋煉鋼法發明之前，是世界上最先進的煉鋼方法。

灌鋼法大約創始於5世紀後半葉的南北朝時期。陶弘景說：「鋼鐵是雜煉生柔作刀鐮者。」「生」指生鐵，柔指柔鐵，即熟鐵。北齊的冶金專家綦母懷文也說：「造宿鐵刀，其法燒生鐵精以重柔挺，數宿則成鋼。」他用灌鋼造出的宿鐵刀，是當時的名刀，非常鋒利，可「斬甲過三十札」。也有人認為，東漢末年王粲《刀銘》中的「灌辟以數」，西晉張協《七命》中的「乃煉乃煉，萬辟千灌」，其中之「灌」即指灌鋼。如是，則灌鋼的創始年代可提前到3世紀時。

在灌鋼技術應用的初期階段，需經多次灌煉，方能成鋼。宋以後灌鋼技術不斷得到改進。據史籍記載，其加工工藝大致可分為3種，其發展趨勢是減少灌煉次數，以至一次煉成。

第一種加工工藝，是北宋沈括在《夢溪筆談》卷三所記載的，「世間鍛鐵所謂鋼鐵者，用柔鐵屈盤之，乃以生鐵陷其間，泥封煉之，鍛令相入，謂之團鋼，亦謂之灌鋼。」其中，把柔鐵屈盤起來，是為了增加生熟鐵的接觸面，提高灌鋼的效率，並使碳份分布更加均勻；封泥則可以促進造渣，去除雜質，並起保護作用。《夢溪筆談》中還說「二三煉則生鐵自熟，仍是柔鐵」，反映了加工時灌煉次數的減少。

第二種加工工藝，記載於宋應星的《天工開物》卷十四之中。它把柔鐵屈盤改為薄熟鐵片，進一步增加了生熟鐵的接觸面，加速了「生熟相和，煉成則鋼」的進程，泥封亦改為草泥混封，反映了明代灌鋼技術的改進。

第三種加工工藝，是自清代至近代盛行於江蘇、安徽、湖北、湖南、四川、福建等地的「抹鋼」或「蘇鋼」。其特點是，先將料鐵加熱，再把生鐵板的一端伸入爐中，待生鐵熔化時，用鉗夾住生鐵板的一端，並不斷移動，同時不斷轉動料鐵，讓生鐵水均勻地滴在料鐵上，再經鍛打，去除雜質。這種方法有利於去除夾雜，提高金屬的收得率。

壘鑄技術

中國冶金史上的一個突出特點，是鑄造技術佔有很重要的地位，以至於鑄造既作為成形工藝而存在，又成為冶煉工序中的一個組成部分，達到了「冶」與「鑄」密不可分的地步。因此，在古代文獻中往往是冶鑄並稱，而且對中國文化產生了深刻的影響。如常用詞彙「模範」、「范圍」、「陶冶」、「熔鑄」、「就範」等，都是由冶鑄技術演生而來的。這種冶與鑄密不可分的冶金傳統，是古代世界上其他國家和地區所無法比擬的。

中國鑄造技術可以說是伴隨青銅冶煉而產生與發展，其後又隨著生鐵冶煉而持續發展著。歷史上，在鑄造技術方面有很多重要的發明，並取得過很多重要的成就。例如，被認為是中國古代文明象徵的商周到戰國的青銅器，在某種意義上可以說是鑄造技術所造就的。從重875公斤的司母戊方鼎、精美的曾侯乙尊盤和大型的隨縣編鍾群，以至大量的禮器、日用器、車馬器、兵器、生產工具等，可以看到當時中國已經非常熟練地掌握了綜合利用渾鑄、分鑄、失蠟法、錫焊、銅焊的鑄造技術，在冶鑄工藝技術上已處於世界領先的地位。而疊鑄技術則是在鑄造方面的又一重大發明。

所謂疊鑄，是把許多個范塊或成對范片疊裝在一起，由一個共用的澆口和澆道進行澆注，一次可以得到幾十件，以至上百件鑄件。它可以批量生產，生產效率高，成本比較低，又能夠節省造型、澆注的用地，是一種比較先進的鑄造方法。這種方法在西方是隨著大機器生產才出現和發展起來的，至今仍被廣泛採用。而在中國，這種方法在2000多年前的戰國時期已經開始應用。

現在發現的最早疊鑄件，是戰國時齊國的刀幣。它是用銅質范盒翻制出具有對稱性和互換性的范片，每兩片合成一層，再多層疊合澆注而成。

在漢代，疊鑄技術得到了很大的發展。本世紀70年代，在陝西咸陽、西安，河南南陽、溫縣，山東臨淄等地，都曾多次出土有漢代的疊鑄泥范。其中，以溫縣烘范窯中出土的疊鑄范數量最大，保存最為完好，計出土有16類、36種規格的疊鑄范500多套。每套鑄范由5至14層疊成，最少的一次可澆鑄5件，最多的達84件。這些鑄范的設計和製作都很精細。據分析，用這些鑄范澆出的鑄件，表面光潔度可達五級（計分14級），金屬收得率可達90％，工藝水平已相當先進。而且，從中還可以看到當時已具備了制范、烘范、疊裝、澆鑄、成器等一整套成熟的生產工藝。

G. cuso4中置換出cu可以用什麼

cuso4中置換出cu，用比Cu活潑的金屬單質即可，如Zn、Fe 方程式：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4，電解應該也行。

比銅活潑的金屬都可以。金屬活動性順序表：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au。

硫酸銅性質：

為白色或灰白色粉末，水溶液呈弱酸性，顯藍色。 從水溶液中結晶時，生成藍色的五水硫酸銅（CuSO4·5H2O，又稱膽礬），此原理可用於檢驗水的存在。 受熱失去結晶水後分解，在常溫常壓下很穩定，不潮解，在乾燥空氣中會逐漸風化。

H. 工業冶煉銅的化學方程式

2CuO+C=高溫=2Cu+CO2↑ 置換反應
Cu2O+O2=高溫=2Cu+SO2
Cu2S+2Cu2O=高溫=6Cu+SO2↑
CuO + H2SO4 == CuSO4 + H2O復分解反應
Fe+ CuSO4= FeSO4+Cu置換反應 __濕法煉銅（膽銅法）
Cu2O+O2=高溫=2Cu+SO2
2Cu2FeS2+O2=高溫=Cu2S+2FeS+SO2
2Cu2S+3O2=高溫=2Cu2O+SO2，工業冶煉銅：Cu2S+2Cu2O=高溫=6Cu+SO2↑
還有很多都可以
但工業上是由黃銅礦(主要成分是CuFeS2)煉制精銅，粗銅的電解精煉也可以

I. 從工業廢水中如何回收FESO4和CU2+

首先，二價銅離子應該不能回收吧，應該是回收單質銅吧。第一步，加入過量的鐵置換出銅，過濾分離固體和液體；第二步，往固體中加入稀硫酸，再過濾得到銅單質；第三步，濾液中加入氫氧化鈉溶液得到鐵的鹼性化合物（包括氫氧化鐵和氫氧化亞鐵）；第四步，用硫酸溶解鐵的鹼性化合物，加入足量鐵，再次過濾掉多餘的鐵就得到硫酸亞鐵溶液。補充：其實第二步過濾得到的濾液也含有硫酸亞鐵，但是可能還會有多餘的硫酸。