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文檔簡(jiǎn)介

1、高一年高一年 化學(xué)必修化學(xué)必修1 1 專題專題3 3 第二單元鐵、銅的獲取及應(yīng)用第二單元鐵、銅的獲取及應(yīng)用第一課時(shí)第一課時(shí) 從自然界獲取鐵和銅從自然界獲取鐵和銅鐵銅在人類社會(huì)進(jìn)程、人類生活中的作用鐵銅在人類社會(huì)進(jìn)程、人類生活中的作用石器時(shí)代石器時(shí)代 青青銅銅器時(shí)代器時(shí)代 鐵鐵器時(shí)代器時(shí)代常見的鐵礦石常見的鐵礦石磁鐵礦磁鐵礦(Fe3O4)赤鐵礦赤鐵礦(Fe2O3) 黃鐵礦黃鐵礦(FeS2 )隕鐵隕鐵(一)、鐵礦石的成分和種類(一)、鐵礦石的成分和種類鐵礦石鐵礦石SiO2等雜質(zhì)等雜質(zhì)鐵化合物鐵化合物Fe3O4(磁鐵礦磁鐵礦)Fe2O3(赤鐵礦赤鐵礦)FeS2(黃鐵礦)(黃鐵礦)常見的銅礦石常見的銅

2、礦石黃銅礦黃銅礦(CuFeS2 )孔雀石孔雀石(Cu2(OH)2CO3 )(二)、銅礦石的成分和種類(二)、銅礦石的成分和種類v黃銅礦(黃銅礦(CuFeS2)v孔雀石孔雀石CuCO3Cu(OH)2 如何將鐵如何將鐵、銅從、銅從“化合態(tài)化合態(tài)”轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為化為“游離態(tài)游離態(tài)”?根據(jù)已學(xué)過的知?根據(jù)已學(xué)過的知識(shí),你能寫出多少種上述轉(zhuǎn)化的化識(shí),你能寫出多少種上述轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式。學(xué)方程式。交流與討論交流與討論生成鐵的反應(yīng)生成鐵的反應(yīng)P72P72交流交流與討論與討論生成銅的反應(yīng)生成銅的反應(yīng)P72P72交流交流與討論與討論古代是怎樣冶煉鐵和銅的古代是怎樣冶煉鐵和銅的? 1.人類最先用薪火加熱熔解鐵礦石而制鐵

3、人類最先用薪火加熱熔解鐵礦石而制鐵,后來用木炭代替薪火制鐵后來用木炭代替薪火制鐵. 2.考古學(xué)家和史學(xué)家考證我國在公元前考古學(xué)家和史學(xué)家考證我國在公元前25002000年已懂得用孔雀石與木炭一起煅燒年已懂得用孔雀石與木炭一起煅燒制銅制銅,后來我國古代人民創(chuàng)造了濕法制銅后來我國古代人民創(chuàng)造了濕法制銅. 你知道嗎你知道嗎煉鐵高爐煉鐵高爐工業(yè)上是如何冶煉生鐵的工業(yè)上是如何冶煉生鐵的? ? 石灰石石灰石廢氣廢氣空氣入口空氣入口原理:原理:原料:原料:設(shè)備:設(shè)備:產(chǎn)品:產(chǎn)品:鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣煉鐵高爐煉鐵高爐熱還原法熱還原法在高溫下在高溫下,CO把鐵從鐵礦石里還原出來把

4、鐵從鐵礦石里還原出來一、工業(yè)煉鐵一、工業(yè)煉鐵Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高溫高溫生鐵(含碳生鐵(含碳2%4.5%)鋼(含碳鋼(含碳0.03%2%)去碳去碳C+O2 CO2 CO2+C 2CO Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 CaCO3 CaO+CO2 CaO+SiO2 CaSiO3點(diǎn)燃點(diǎn)燃高溫高溫高溫高溫高溫高溫高溫高溫制還原劑制還原劑CO還原鐵礦石還原鐵礦石除除SiO2、 形成爐渣形成爐渣煉鐵過程煉鐵過程 閱讀課本閱讀課本P73歸納:煉銅的主要方法:歸納:煉銅的主要方法:二、銅的冶煉:二、銅的冶煉:1.工業(yè):高溫冶煉黃銅礦工業(yè):高溫冶煉黃銅礦2.古代:濕法冶銅古代:濕法冶銅3

5、.生物煉銅生物煉銅酸酸銅礦銅礦 銅鹽溶液銅鹽溶液 銅銅 鐵鐵(99.95%99.98%)(99.5%99.7%)黃銅礦黃銅礦 粗銅粗銅 精銅精銅 電解電解高溫高溫自然界中的金屬大都以化合態(tài)存在自然界中的金屬大都以化合態(tài)存在用用化學(xué)的方法把化合態(tài)的金屬變成游離態(tài)化學(xué)的方法把化合態(tài)的金屬變成游離態(tài)要要考慮的問題考慮的問題礦石的礦石的富集富集合適的冶煉合適的冶煉方法方法如何精煉如何精煉金屬的冶煉方法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag電解法電解法熱還原法熱還原法熱分解法熱分解法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag不同金屬冶煉的一

6、般方法不同金屬冶煉的一般方法 歸納與總結(jié)歸納與總結(jié)(用(用H2 、C、CO或或“活潑金屬活潑金屬”還原)還原)金屬冶煉的一般方法金屬冶煉的一般方法 歸納與總結(jié)歸納與總結(jié)1、熱分解法:、熱分解法:2HgO 2Hg+O2 2Ag2O 4Ag+O22、熱還原法:、熱還原法: (用(用H2 、C、CO或或“用活潑金屬用活潑金屬”還原)還原) CuO+H2 Cu+H2O CuO+CO Cu+CO2 2CuO+C 2Cu+CO2 2Al+Fe2O3 2Fe+ Al2O3 3、電解方法、電解方法: 2Al2O3 4Al+3O2 MgCl2 Mg+Cl24、濕法冶金:、濕法冶金:Fe+CuSO4= FeSO4

7、+Cu第二單元第二單元 鐵、銅的獲取及應(yīng)用鐵、銅的獲取及應(yīng)用 從礦物到基礎(chǔ)材料從礦物到基礎(chǔ)材料專題三專題三二、鐵、銅及其化合物的應(yīng)用二、鐵、銅及其化合物的應(yīng)用你知道嗎你知道嗎? ?銅鏡銅鏡鐵熨斗鐵熨斗銀白色的純鐵銀白色的純鐵紫紅色固體紫紅色固體FeFe銀白色金屬,良好的金屬通性,能被磁鐵吸引銀白色金屬,良好的金屬通性,能被磁鐵吸引1、鐵、銅的物理性質(zhì)、鐵、銅的物理性質(zhì)鐵粉為黑色鐵粉為黑色CuCu紫紅色金屬,良好的金屬通性,銅為重金屬紫紅色金屬,良好的金屬通性,銅為重金屬2Fe+3Cl2點(diǎn)燃2FeCl3點(diǎn)燃Cu+Cl2CuCl23Fe+2O2點(diǎn)燃Fe3O4不反應(yīng)不反應(yīng)Fe+2H+Fe2+ +H2

8、Cu+2Ag+2Ag + Cu2+Fe+Cu2+Fe2+Cu2Cu+O22CuO與非金屬反應(yīng)與非金屬反應(yīng)與鹽酸、與鹽酸、稀硫酸反應(yīng)稀硫酸反應(yīng)與鹽溶液反與鹽溶液反FeCu(火星四射、生成黑色固體)(火星四射、生成黑色固體)(棕黃色煙)(棕黃色煙)(紅棕色煙)(紅棕色煙)2、鐵、銅的化學(xué)理性質(zhì)、鐵、銅的化學(xué)理性質(zhì)(紅變黑)(紅變黑)常溫下,鐵遇到濃硫酸、濃硝酸表面發(fā)生鈍化。常溫下,鐵遇到濃硫酸、濃硝酸表面發(fā)生鈍化。Fe2Fe3+=3Fe2+Cu2Fe3+=2Fe2+ + Cu2+3、鐵的氧化物、鐵的氧化物FeOFe2O3Fe3O4黑色粉末黑色粉末FeO2HCl = FeCl2H2O紅棕色粉末紅棕色

9、粉末(俗稱鐵紅,可作紅色油漆和涂料)俗稱鐵紅,可作紅色油漆和涂料)Fe2O36HCl = FeCl33H2O黑色晶體(俗稱磁性氧化鐵)黑色晶體(俗稱磁性氧化鐵)Fe3O48HCl = FeCl2 +2FeCl3 4H2O均難溶于水,與水不反應(yīng)均難溶于水,與水不反應(yīng)方案:用可溶性鐵鹽、亞鐵鹽與堿溶液反應(yīng)?方案:用可溶性鐵鹽、亞鐵鹽與堿溶液反應(yīng)??jī)芍辉嚬芊謩e加入少量?jī)芍辉嚬芊謩e加入少量FeCl3和和FeSO4溶液,然后滴溶液,然后滴入入NaOH溶液。觀察并描述發(fā)生的現(xiàn)象。溶液。觀察并描述發(fā)生的現(xiàn)象。FeCl3溶液溶液FeSO4溶液溶液加加NaOH溶液溶液離子方程式離子方程式生成生成紅褐色紅褐色沉淀

10、沉淀Fe2+2OH =Fe(OH)2 Fe3+3OH=Fe(OH)34、鐵的氫氧化物、鐵的氫氧化物4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)2:白色沉淀;不穩(wěn)定,易被空氣中、溶液中:白色沉淀;不穩(wěn)定,易被空氣中、溶液中O2氧化氧化Fe(OH)3:紅褐色沉淀,:紅褐色沉淀,白色沉淀白色沉淀迅速變成迅速變成灰綠色灰綠色最后變成最后變成紅褐色紅褐色受熱易分解受熱易分解 觀觀察法察法加加KSCNKSCN溶液溶液檢驗(yàn)方法 淺 綠 色 棕 黃 色 血紅色無明顯變化加加NaOHNaOH溶液溶液白色沉淀迅速變灰綠色最后呈紅褐色立即產(chǎn)生紅褐色沉淀Fe2+Fe3+5、 檢驗(yàn)檢驗(yàn)Fe3+ 和和F

11、e2+ 的方法的方法Fe3+3SCN- = Fe(SCN)3(血紅色)FeFe2+Fe3+強(qiáng)氧化劑強(qiáng)氧化劑弱氧化劑弱氧化劑設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),探究設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),探究Fe3+ 到到 Fe2+的轉(zhuǎn)化條件的轉(zhuǎn)化條件提供以下藥品:鐵粉、提供以下藥品:鐵粉、FeCl2溶液、溶液、 FeCl3溶液、溶液、 KSCN溶液、新制氯水溶液、新制氯水轉(zhuǎn)化類型實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在試管在試管1中依次加入:中依次加入:FeCl2溶液、溶液、KSCN溶液、新制氯水溶液、新制氯水在試管在試管2中依次加入:中依次加入:FeCl3溶液、溶液、KSCN溶液、鐵粉溶液、鐵粉加加KSCN溶液后,溶液無溶液后,溶液無明顯變化;再加氯水后,明顯變化;再

12、加氯水后,溶液由淺綠色變?yōu)檠t色溶液由淺綠色變?yōu)檠t色2Fe2+Cl2=2Fe3+Fe=3Fe2+2Fe3+ +2Cl-6、 Fe3+ 和和Fe2+ 的轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化Fe2+ Fe3+Fe3+ Fe2+加加KSCN溶液后,溶液變?nèi)芤汉?,溶液變?yōu)檠t色;再加鐵粉后,為血紅色;再加鐵粉后,溶液呈淺綠色溶液呈淺綠色思考思考: FeCl2試劑瓶底部放有一層鐵粉試劑瓶底部放有一層鐵粉,為什么為什么?Fe3+3SCN- = Fe(SCN)36、 Fe3+ 和和Fe2+ 的轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化活動(dòng)與探究活動(dòng)與探究轉(zhuǎn)化類型轉(zhuǎn)化類型實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)方案現(xiàn)象現(xiàn)象Fe3+Fe2+用筆蘸取少量用筆蘸取少量30%30%的的FeClFeC

13、l3 3溶液,在銅片上溶液,在銅片上畫一個(gè)畫一個(gè)“十十”字,放字,放置片刻后,用少量水置片刻后,用少量水將銅片上的溶液沖洗將銅片上的溶液沖洗到小燒杯中。到小燒杯中。銅片上有銅片上有被腐被腐蝕蝕的痕跡,的痕跡,燒杯中的溶液燒杯中的溶液呈藍(lán)色。呈藍(lán)色。Fe3+ Fe2+Cu結(jié)論結(jié)論2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+應(yīng)用應(yīng)用制作印刷電路板制作印刷電路板Fe2+Fe3+氧化劑如氧化劑如Cl2、硝酸等、硝酸等還原劑如還原劑如Fe、Cu等等Fe強(qiáng)氧化劑如強(qiáng)氧化劑如Cl2、H2O2等等C、CO、H2 、Al 等等等等Al、H2、CO、C小結(jié):小結(jié):“鐵三角鐵三角”關(guān)系關(guān)系弱氧化劑:弱氧化劑:H+、Cu2+、

14、Fe3+等等 7.鐵及銅的化合物的應(yīng)用鐵及銅的化合物的應(yīng)用1.鐵的化合物鐵的化合物Fe2O3作顏料作顏料氯化鐵、硫酸亞鐵可作凈水劑氯化鐵、硫酸亞鐵可作凈水劑作磁性材料作磁性材料維持生命的微量元素維持生命的微量元素2.銅的化合物:銅的化合物: 銅鹽溶液都有毒,銅鹽溶液都有毒,CuSO4溶液能殺菌,配溶液能殺菌,配制農(nóng)藥,。制農(nóng)藥,。除去下列物質(zhì)中混有的少量雜質(zhì)應(yīng)用怎樣的化除去下列物質(zhì)中混有的少量雜質(zhì)應(yīng)用怎樣的化學(xué)方法,寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。學(xué)方法,寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。(1)銅粉中混有鐵粉)銅粉中混有鐵粉: 、 。(2)鐵粉中混有鋁粉)鐵粉中混有鋁粉: 、 。(3)FeCl3溶液中混有溶

15、液中混有FeCl2 : 、 。(4)FeCl2溶液中混有溶液中混有CuCl2 、 。 Fe2HFe 2H2 加入過量加入過量NaOH2Fe2Cl22Fe32Cl Cu2FeFe2Cu 加入過量鹽酸加入過量鹽酸2Al2OH2H2O2AlO23H2 通入通入Cl2加入過量加入過量Fe練一練練一練練習(xí)練習(xí)1、下列、下列4 4種鐵的化合物溶于稀鹽酸后,滴加種鐵的化合物溶于稀鹽酸后,滴加KSCN溶液溶液沒有顏色變化,再加氯水呈紅色的是(沒有顏色變化,再加氯水呈紅色的是( )A. FeO B. Fe2O3 C. FeCl3 D. FeSO42、為了防止試劑變質(zhì),配制、為了防止試劑變質(zhì),配制FeSO4溶液時(shí)

16、,除了在試溶液時(shí),除了在試劑瓶中加入少量劑瓶中加入少量H2SO4外,還要加入(外,還要加入( )A. 加入加入Cu B. 通入通入Cl2 C. 加入加入Fe 粉粉 D. 加入加入KSCNA、DC2.要證明某溶液中不含 Fe3+Fe2+而可能含有 ,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作時(shí)最佳順序?yàn)榧尤胱懔柯人?加入足量KMnO4 加入少量KSCN溶液()A. B. C. D. C3 3只用一種試劑就可將只用一種試劑就可將AgNOAgNO3 3、KSCNKSCN、稀、稀H H2 2SOSO4 4、NaOHNaOH四種無色溶液區(qū)分開,這種試劑是(四種無色溶液區(qū)分開,這種試劑是( ) A ABaClBaCl2 2溶液溶液

17、 B BFeClFeCl2 2溶液溶液 C CFeClFeCl3 3溶液溶液 D DFe(NOFe(NO3 3) )3 3溶液溶液4 4證明某溶液只含有證明某溶液只含有FeFe2+2+而不含而不含F(xiàn)eFe3+3+的實(shí)驗(yàn)方法的實(shí)驗(yàn)方法是(是( )A A、先滴加氯水,再滴加、先滴加氯水,再滴加KSCNKSCN溶液后顯紅色溶液后顯紅色B B、先滴加、先滴加KSCNKSCN溶液,不顯紅色,再滴加氯水后溶液,不顯紅色,再滴加氯水后顯紅色顯紅色C C、滴加、滴加NaOHNaOH溶液,先產(chǎn)生白色沉淀,后變灰綠,溶液,先產(chǎn)生白色沉淀,后變灰綠,最后顯紅褐色最后顯紅褐色D D、只需滴加、只需滴加KSCNKSCN

18、溶液溶液CBC5 5在制磚瓦時(shí),用粘土做成的坯經(jīng)過烘燒后,在制磚瓦時(shí),用粘土做成的坯經(jīng)過烘燒后,鐵的化合物轉(zhuǎn)化成鐵的化合物轉(zhuǎn)化成 而制得紅色磚瓦。而制得紅色磚瓦。若烘燒后期從窯頂向下慢慢澆水,窯內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大若烘燒后期從窯頂向下慢慢澆水,窯內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的量的 氣體。它們把該紅色物質(zhì)還原成黑氣體。它們把該紅色物質(zhì)還原成黑色的化合物是色的化合物是 ,同時(shí)還有未燒的碳,同時(shí)還有未燒的碳的顆粒,而制得了青色磚瓦。的顆粒,而制得了青色磚瓦。 6 6在氯化鐵和氯化銅的混合溶液中加入過量的在氯化鐵和氯化銅的混合溶液中加入過量的FeFe粉,若充分反應(yīng)后溶液的質(zhì)量沒有改變,則粉,若充分反應(yīng)后溶液的質(zhì)量沒有改變,則原

19、混合溶液中原混合溶液中FeFe3+3+和和CuCu2+2+物質(zhì)的量之比為多少?物質(zhì)的量之比為多少?Fe2O3COFe、Fe3O4277、制印刷電路板時(shí)常用、制印刷電路板時(shí)常用FeCl3作為作為“腐蝕液腐蝕液”。發(fā)生的反應(yīng)為。發(fā)生的反應(yīng)為 2FeCl3 + Cu = 2 FeCl2 + CuCl2向盛有向盛有FeCl3溶液的燒杯中同時(shí)加入溶液的燒杯中同時(shí)加入鐵粉和銅粉,反應(yīng)結(jié)束后,下列結(jié)果鐵粉和銅粉,反應(yīng)結(jié)束后,下列結(jié)果中不可能出現(xiàn)的是(中不可能出現(xiàn)的是( )A、有銅無鐵、有銅無鐵 B、有鐵無銅、有鐵無銅C、有銅和鐵、有銅和鐵 D、鐵銅都無、鐵銅都無B8、把鐵加入、把鐵加入HCl 、 FeCl3

20、、CuCl2的混合液中,反應(yīng)后鐵有剩余,則的混合液中,反應(yīng)后鐵有剩余,則反應(yīng)后溶液中離子濃度最大的是反應(yīng)后溶液中離子濃度最大的是( )A、Cu2+ B、Fe2+ C、Fe3+ D、H+B二、單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)二、單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)2Fe+3Cl2點(diǎn)燃2FeCl3點(diǎn)燃Cu+Cl2CuCl23Fe+2O2點(diǎn)燃Fe3O4不反應(yīng)不反應(yīng)Fe+2HClFeCl2+H2Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2Fe+CuSO4FeSO4+Cu2Cu+O22CuO與非金屬反應(yīng)與非金屬反應(yīng)與鹽酸反應(yīng)與鹽酸反應(yīng)與鹽溶液反與鹽溶液反FeCu(火星四射、生成黑色固體)(火星四射、生成黑色固體)(棕黃色煙)(棕黃色煙)(棕褐色煙)

21、(棕褐色煙)+3+2+2+2+283+6、 Fe3+ 和和Fe2+ 的轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化活動(dòng)與探究活動(dòng)與探究轉(zhuǎn)化類型轉(zhuǎn)化類型實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)方案現(xiàn)象現(xiàn)象Fe2+Fe3+結(jié)論結(jié)論KSCN溶液溶液Fe2+氯水氯水(二二)一、無明顯變化一、無明顯變化二、二、加入氯水后加入氯水后溶液呈溶液呈血紅色血紅色Fe2+ Fe3+Cl2KSCN溶液溶液Fe2+(一一)2FeCl2+Cl2=2FeCl3思考思考: FeCl2試劑瓶底部放有一層鐵粉試劑瓶底部放有一層鐵粉,為什么為什么?6、 Fe3+ 和和Fe2+ 的轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化活動(dòng)與探究活動(dòng)與探究轉(zhuǎn)化類型轉(zhuǎn)化類型實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)方案現(xiàn)象現(xiàn)象Fe3+Fe2+2FeCl3+Fe=3Fe

22、Cl2Fe3+ Fe2+Fe結(jié)論結(jié)論(一一)Fe3+KSCN溶液溶液鐵粉鐵粉(二二) KSCN溶液、溶液、Fe3+(一)溶液變?yōu)椋ㄒ唬┤芤鹤優(yōu)檠t色血紅色(二)(二)加加鐵粉鐵粉后,后,溶液溶液由血紅色變?yōu)橛裳t色變?yōu)闇\綠色淺綠色7、 Fe3+ 和和Fe2+ 的相互轉(zhuǎn)化的應(yīng)用的相互轉(zhuǎn)化的應(yīng)用2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+3、制作印刷電路板、制作印刷電路板2、除去廢水中的、除去廢水中的Fe2+1 1、在配制含、在配制含F(xiàn)eFe2+2+的溶液時(shí)的溶液時(shí) FeCl3的應(yīng)用:制作印刷電路板的應(yīng)用:制作印刷電路板制作過程:制作過程:先在塑料板上鍍上先在塑料板上鍍上一層銅,然后在設(shè)計(jì)一層銅,然后在設(shè)計(jì)

23、好的銅線路上涂上一好的銅線路上涂上一層石蠟,把板浸到氯層石蠟,把板浸到氯化鐵溶液中,沒有在化鐵溶液中,沒有在線路上的銅即沒有被線路上的銅即沒有被石蠟覆蓋住的銅就被石蠟覆蓋住的銅就被反應(yīng)掉。反應(yīng)掉。FeFe2+Fe3+強(qiáng)氧化劑強(qiáng)氧化劑弱氧化劑弱氧化劑強(qiáng)氧化劑強(qiáng)氧化劑還原劑還原劑還原劑還原劑還原劑還原劑還原性還原性氧化性氧化性還原性還原性氧化性氧化性“鐵三角鐵三角”試管試管1:Fe(OH)3紅褐色紅褐色試管試管2:Fe(OH)2轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)3的過程的過程FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2+Na2SO44Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 白色沉淀白色沉淀灰綠色灰綠色紅褐色紅褐色鐵鐵銅銅建材建材; ;炊具炊具; ;鑄件鑄件; ;具有特性的鐵合金具有特性的鐵合金; ;制磁鐵等。制磁鐵等。廣泛用于電氣工業(yè);廣泛用于電氣工業(yè);制銅合金;各種儀表制銅合

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