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铜银

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铜银_第1页
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铜 ﹠ 银,制作人:胡芹许金维,学习要求,掌握铜和银的物化性质 及其用途;掌握铜 的两种化合价氧化物、 氢氧化物、重要盐类以及配合物的生成与性质;掌握 Cu(I)、Cu(II)之间的相互转化铜族元素一些化合物的颜色,Cu 紫红或暗红;Ag 银白; 铜化合物:焰色 绿;CuF 红;CuCl 白↓;CuBr黄↓;CuI 棕黄↓;CuCN 白↓;Cu2O 暗红;Cu2S 黑;CuF2 白;CuCl2 棕黄(溶液黄绿);CuBr2 棕;Cu(CN)2 棕黄; CuO 黑;CuS黑↓;CuSO4 无色;CuSO4·5H2O 蓝;Cu(OH)2 淡蓝↓;Cu(OH)2·CuCO3 墨绿;[Cu(H2O)4]2+ 蓝;[Cu(OH)4]2- 蓝紫;[Cu(NH3)4]2+ 深蓝;[CuCl4]2- 黄;[Cu(en)2]2+ 深蓝紫;炔铜 红↓. 银化合物:AgOH 白(常温分解);Ag2O 黑;新制AgOH 棕黄(混有Ag2O);蛋白银(AgNO3滴手上) 黑↓;AgF 白;AgCl 白↓;AgBr 淡黄↓;AgI 黄↓(胶体);Ag2S 黑↓;Ag4[Fe(CN)6] 白↓;Ag3[Fe(CN)6] 白↓;Ag+,。

铜,物理性质,,呈紫红色光泽的金属,密度8.92g/cm3熔点1083.4±0.2℃,沸点2567℃常见化合价+1和+2(3价铜仅在少数不稳定的化合物中出现)铜是人类发现最早的金属之一,也是最好的纯金属之一,稍硬、极坚韧、耐磨损还有很好的延展性导热和导电性能较好铜和它的一些合金有较好的耐腐蚀能力,在干燥的空气里很稳定但在潮湿的空气里在其表面可以生成一层绿色的碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],这叫铜绿可溶于硝酸和热浓硫酸,略溶于盐 酸铜的冶炼,铜主要是从黄铜矿中提炼的(一):将矿石粉碎,增大处理面积二):“浮选法”,除去废石,得到精矿,将精矿焙烧2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2↑ 2FeS+3O2=2FeO+2SO2,,(三):将焙烧过的矿石与沙子混合,加热 至1273K左右 2FeS+3O2=2FeO+2S(四):FeO 与SiO2 形成熔渣 FeO+SiO2=FeSiO3,,,(五):将Cu2S与剩余的FeS熔融在一起,形成冰 铜 mCu2S+nFeS 冰铜(六):将冰铜放入转炉中,鼓入大量的空气2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2 2Cu2O+ Cu2S=6Cu+SO2,铜的化合物,通常见的氧化数为+1、+2,(还有+3,但不稳定)本节重点介绍常见的Cu+’Cu2+化合物,以及两者之间的转换。

铜的化合物(1)铜的氧化物和氢氧化物,,Cu2O氧化亚铜铜为一价铜的氧化物,红色或暗红色八面立方晶系结晶性粉末相对密度6.0熔点1235 ℃, 在1800℃失去氧不溶于水和醇,溶于盐酸不溶于水和醇,溶于盐酸、氯化铵、氨水,微溶于硝酸溶于盐酸生成白色氯化亚铜结晶粉末遇稀硫酸和稀硝酸生成铜盐,在空气中会迅速变蓝能溶于浓碱、三氯化铁等溶液中在湿空气中逐渐氧化成黑色氧化铜在酸性溶液及在酸性溶液中岐化为二价在实验室,Cu2O可由CuO加热分解的到4CuO(黑)=2Cu2O(红)+O2铜盐的碱性溶液与其它还原剂反应,也可以得到Cu2O,如联氨,4Cu2+ +8OH- +N2H4=2Cu2O+N2+6H2O,Cu2O的用途,(Ⅰ) 由于颗粒大小不同Cu2O呈现不同的颜色,如黄、橘黄、鲜红或深棕色,它本身有毒,主要用于玻璃、陶瓷工业做红色染料Cu2O具有半导体性质Ⅱ)毒性防护 本品粉尘在空气中含量达到0.22~14mg/m3时,工作1~2h后会引起急性中毒,表现为头痛、无力、咽和结膜发红、恶心、肌肉痛、有时呕吐和腹泻、疲乏、体温升高一天以后体温可恢复正常,但仍无力,头痛,眩晕,脉数加快,淋巴细胞增多。

Cu2O的性质,((*^◎^*))它属于共价化合物,不溶于水, Cu2O成弱碱性,溶于稀酸,并立即歧化为Cu和Cu2+反应如下:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++2H2OCu2O十分稳定,在1235℃融化但不分解Cu2O溶于氨水,生成无色离子Cu2O+4NH3+H2O=2Cu(NH3)2++2OH-Cu2O与硝酸反应 如下:Cu2O+6HNO3==2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O,●,,CuOH很不稳定,易脱水变成Cu2O,用NaOH处理生成黄色的CuOH但很快就变成橙色,最后变成红色的Cu2O的Cu2O,(2)Cu(Ⅰ)的卤化物,CuCl CuBr 和 CuI都是难容的化合物,且溶度依次减小,且都是白色,它们均可通过通过二价铜离子在相应的卤离子存在的条件下得到,如: 2Cu2++4I-=2CuI+I2由于CuI是沉淀,所以在碘离子存在时,Cu2+的氧化性大大增强,这时下列半电池反应的为:Cu2++I-+e-===CuI E0=0.86v I2+2e-===2I- E0=0.536v,CuCl,在热的浓盐酸中,用铜粉还原CuCl2,生成CuCl2- Cu2++Cu+4Cl-=2CuCl2- 用水稀释CuCl2-溶液,可得到难容的CuCl白色沉淀2CuCl2-===2CuCl(白)+2Cl-,,CuCl不溶于硫酸、稀硝酸,但可溶于氨水、浓盐酸及碱金属的氯化物溶液中,形成Cu(NH3)2+,CuCl2-,CuCl3-等配离子。

用其他还原剂如SnCl2,与卤化铜作用也可得到卤化亚铜CuBr,(Ⅰ)白色结晶性粉末,露置空气中逐渐变浅绿色相对密度4.98,熔点497℃,沸点1345℃溶于氢溴酸、盐酸、硝酸和氨,热水中分解;不溶于丙酮、醋酸及沸浓硫酸CuBr2的热溶液与各种还原剂如SO2、SnCl2等反应可以得到白色的CuBr沉淀:2CuBr2+SO2+2H2O===2CuBr+H2SO4+2HBr,CuI,(Ⅰ)白色结晶或灰白色粉末,见光易分解变成棕黄色不溶于水和乙醇溶于浓硫酸和盐酸,亦溶于氨水、碘化钾、氰化钾溶液中与氢氧化钠作用生成氧化亚铜 自然界中以碘铜矿形式存在,(制备),可溶铜(II)盐与碘化钾或碘化钠溶液混合,生成的碘化铜很不稳定,立即分解,得到白色的碘化亚铜沉淀和碘单质这是实验室中制备碘化亚铜的常用方法,也是分析化学中滴定法测定铜的基础 2 Cu2+ + 4 I- → 2 CuI + I2 加热铜和碘的混合物,铜与热浓氢碘酸反应,或碘离子与氯化亚铜的盐酸溶液反应都可以得到碘化亚铜性质),碘化亚铜几乎不溶于水(0.00042 g/L,25°C),也不溶于酸,但可以和碘离子继续配位,生成直线型的[CuI2]离子,从而溶于碘化钾或碘化钠溶液中。

得到的溶液经稀释又得到碘化亚铜沉淀,因此可用于纯化碘化亚铜样品Cu2S),(物理)灰黑色结晶(正交晶体)或粉末或块状物 (化学)有毒!对热稳定不溶于水、丙酮、硫化铵、稀硫酸和稀盐酸稍溶于氨水溶于氰化钾溶液,Cu2S+4CN-=2Cu(CN)2-+S2-在硝酸和热浓硫酸中分解跟硝酸反应生成硝酸铜、硫和一氧化氮在隔绝空气下加热生成铜和硫化铜,在空气存在下生成氧化铜、硫酸铜和二氧化硫硫化亚铜是难溶的黑色物质,它可由过量的铜和硫加热制得: 2Cu+S===Cu2S 在硫酸铜溶液小,加入硫代硫酸钠溶液,加热,也能生成Cu2S沉淀,分析比学中常用此反应除去铜:2Cu2++ 2S2O32-+2H2O===Cu2S+S+2SO42-+4H+,,硝酸铜、硫和一氧化氮在隔绝空气下加热生成铜和硫化铜,在空气存在下生成氧化铜、硫酸铜和二氧化硫 CuS+6HNO3=Cu(NO3)2+4NO↑+H2SO4+4H2O,(Cu+的配合物),Cu+可与单齿配体形成配位数为2、3、4的配位化合物,由于Cu+的价电子构型为d10,所以配位化合物不会由于d‐d跃迁而产生颜色Cu(NH3)4+不稳定,遇到空气则变成深蓝色的Cu(NH3)42+,利用这个性质,可除去气体中的痕量O2,4Cu(NH3)2++O2+8NH3+2H2O=4Cu(NH3)42++4OH-,,Cu(NH3)2+可吸收CO气体,在合成氨中工业中常用醋酸二氨合铜(Ⅰ)[Cu(NH3)2]Ac溶液吸收能使催化剂中毒的CO气体[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3 [Cu(NH3)3]Ac(CO)(这个反应是个放热的反应,降温和加压有利于CO的吸收,里面的物质可循环使用),,Cu(Ⅱ),氧化数为+2的化合物氧化物 氢氧化物,(CuO),氧化铜CuO黑色,可由一些含氧酸盐受热分解或在氧气中加热铜粉制的,2Cu(NO3)2=2CuO+4NO2+O22Cu+O2=2CuO,,CuO属于碱性氧化物,难溶于水,但易溶于酸CuO+2H-=Cu2++H2O CuO的稳定性很好,加热到1000℃分解成红色的Cu2O, 4CuO=2Cu2O+O2 氧化铜具有氧化性,在高温下可被一些还原剂还原,如:,,在150℃左右时,用氢气还原CuO,可得到暗红色的粉末状的Cu2O2CuO+H2 CU2O+H2O若有氧气存在,适当加热Cu2O又能得到CuO。

利用这一性质来除去但其中少量的氧2Cu2O+O2=4CuO,,,,,○,氧化铜的应用:CuO通常可用于做玻璃、陶瓷、搪瓷的绿色、红色、蓝色颜料,光学玻璃的磨光剂、油类的脱硫剂、有机合成的氧化剂氢氧化物(Cu(OH)2),氢氧化铜的热稳定性较碱金属的氢氧化物差得多,受热容易分解,加热至353K是, Cu(OH)2转变为 黑色的CuOCu(OH)2====CuO+H2O,,Cu(OH)2呈两性,既溶于酸,有可溶于过量的浓碱生成蓝色的[Cu(OH)4]2+, Cu(OH)2+2H+==2H2O+ Cu2+Cu(OH)2+2NaOH==Na2[Cu(OH)4] Cu(OH)2还能溶于氨水 Cu(OH)2+4NH3==[Cu(NH3)4]2++2OH-:)【注】在碱性溶液中,一些温和的还原 剂,如:葡萄糖,能够把Cu(Ⅱ) 还原成,,成Cu2O:2[Cu(OH)4]2-+C6H12O6===Cu2O+4OH- +C6H12O7+2H2O(条件:加热)【注】有机分析中常利用此反应来测定醛,而在医学上利用它来检验糖尿病注】在溶液中游离的 不稳定,要歧化,生成 和Cu,在沉淀物和配合物中Cu(I)稳定。

卤化铜,卤化铜包括无水白色的CuF2、黄褐色的 CuCl2和黑色的 CuBr2,以及带结晶水的CuF2•2H2O和蓝绿色的CuCl2•2H2O卤化铜的颜色随着阴离子的不同而变化,,CuCl2 在浓盐酸溶液中 CuCl2 是黄色的,这是由于生成 CuCl42- 配离子;稀溶液中由于水分子多,CuCl2 变为[Cu(H2O)4]Cl2 ,由于水合显蓝色, 当二者混合时, 呈绿色, 又因为各种情况下配体场强不同,d - d 跃迁的能量不一样,故颜色不同; Cu(NH3)42+ 深蓝色,Cu(CN)42- 无色 ,Cu2+一般是 杂化,[由于姜-泰勒效应,形成四短(平面)两长(轴向)的八面体结构,不稳定, 失去轴向配体],成正方形但 场过强,使 d - d 跃迁的吸收在紫外部分,故显无色它易溶于水,在很浓的CuCl2水溶液中,可 形成黄色的CuCl42-, Cu2++4Cl-=CuCl42-而CuCl2的稀溶液为浅蓝色,这是因为溶液中存在Cu(H2O)42+的缘故 CuCl42-+4H2O= Cu(H2O)42++4Cl-(黄) (浅蓝) CuCl2的浓溶液由于同时含有CuCl4-、Cu(H2O)42+配离子,通常显黄绿色或绿色,,CuCl2也溶于一些有机溶剂中,如乙醇 和丙酮,说明CuCl2具有较强的共价性。

CuCl2. •2H2O受热时,按下时分解 2CuCl2•2H2O===Cu(OH) •CuCl2+2HCl+Cl2由于脱水发生进一步反应,所以制备无水CuCl2要在HCl气流中进行,无水CuCl2进一步受热发生以下反应 2CuCl2==2CuCl+Cl2,。

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