03 铜及其化合物.md

元素及其化合物 · 三 · 「铜 $(\ce{Cu})$ 及其化合物」

铜单质

物理性质

• 紫红色金属，有良好的延展性、导电性和热导性

化学性质

铜元素在化学性质上相对稳定，主要化合价为+1价和+2价

1. 与潮湿空气反应：$\ce{2Cu + O2 + H2O + CO2\xlongequal{} Cu2(OH)2CO3}$
2. 与非金属单质反应
   • $\ce{2Cu + O2 \xlongequal{点燃} 2Cu2O}$
   • $\ce{Cu + Cl2 \xlongequal{点燃} CuCl2}$
   • $\ce{Cu + S \xlongequal{\Delta} Cu2S}$
3. 与酸反应
   • 与非还原性酸（盐酸 $\ce{HCl}$ ）：不反应
   • 与浓硫酸反应：$\ce{Cu + 2H2SO4(浓) \xlongequal{\Delta} CuSO4 + SO2 ^ + 2H2O}$
   • 与稀硝酸：$\ce{3Cu + 8HNO3(稀) \xlongequal{} 3Cu(NO3)2 + 2NO ^ + 4H2O}$
   • 与浓硝酸：$\ce{Cu + 4HNO3(浓) \xlongequal{} Cu(NO3)2 + 2NO2 ^ + 2H2O}$
4. 与部分盐反应
   • $\ce{Cu +2Ag+ \xlongequal{} 2Ag +Cu^2+}$
   • $\ce{Cu +2Fe^3+ \xlongequal{} 2Fe^2+ +Cu^2+}$

铜的氧化物

物理性质

名称	亚氧化铜 $\ce{Cu2O}$	氧化铜 $\ce{CuO}$
颜色	砖红色	黑色
化合价	+1	+2

化学性质

1. 亚氧化铜 $\ce{Cu2O}$ 的性质

   • 与酸反应：$\ce{Cu2O + 2H+ \xlongequal{} Cu^2+ +Cu + H2O}$
   • 与 $\ce{H2}$ 反应：$\ce{Cu2O + H2 \xlongequal{\Delta} 2Cu +H2O}$

2. 氧化铜 $\ce{CuO}$ 的性质

   • 与酸反应：$\ce{CuO + 2H+ \xlongequal{} Cu^2+ + H2O}$
   • 与 $\ce{H2}$ 反应：$\ce{CuO + H2 \xlongequal{\Delta} Cu +H2O}$

3. 相互转化

   $\ce{4CuO\xlongequal{高温}2Cu2O +O2 ^}$

氢氧化铜

含有 $\ce{Cu^2+}$ 的溶液呈蓝绿色

1. 不稳定性

   $\ce{Cu(OH)2\xlongequal{高温}CuO +H2O}$

2. 弱氧化性

   检验醛基：$\ce{CH3CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH->[\Delta] CH3COONa + Cu_2O v +3H2O}$

3. 弱碱性

   与氨水反应：$\ce{Cu(OH)₂ +2NH+_4 +2NH3·H2O\xlongequal{}Cu(NH3)+_2 + 4H₂O}$

铜盐

1. 碱式碳酸铜 $\ce{Cu2(OH)2CO3}$ ：铜绿、孔雀石的主要成分。受热分解（$\ce{Cu2(OH)2CO3\xlongequal{\Delta}2CuO +CO2 ^ +H2O}$），可溶于稀硫酸（$\ce{Cu2(OH)2CO3 +4H+\xlongequal{}Cu^2+ +CO2 ^ +3H2O}$）

2. 硫酸亚铜 $\ce{CuSO4·5H2O}$：俗称蓝矾、胆矾，蓝色晶体。受热分解（$\ce{CuSO4·5H2O\xlongequal{\Delta}CuSO4 +5H2O}$），转换为白色粉末。无水硫酸铜遇水变蓝，可用作水的检测试剂

3. 铜盐溶液有毒，主要是因为 $\ce{Cu^2+}$ 作为一种重金属离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人们利用了它的这一性质用胆矾、生石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒