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氧化銅、氫氧化銅及鹵化銅


實驗室k / 2019-03-16

氧化銅和氫氧化銅

       在硫酸銅溶液中加入強堿,就生成淡藍色的氫氧化銅沉淀:

CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4

氫氧化銅(Ⅱ)的熱穩(wěn)定性比堿金屬氫氧化物差得多。受熱易分解,在溶液中加熱至353K(80℃),Cu(OH)2即脫水變?yōu)楹诤稚腃uO:

Cu(OH)2=(353~363K)CuO↓+H2O

       CuO是堿性氧化物。加熱時易被H2、C、CO、NH3等還原為銅:

3CuO+2NH3=3Cu+3H2O+N2

氧化銅對熱是穩(wěn)定的,只有超過1273K時,才會發(fā)生明顯的分解反應(yīng):

2CuO=(1273K)Cu2O(暗紅色)+1/2O2↑

       Cu(OH)2微顯兩性。所以既溶于酸,又溶于過量的濃堿溶液中:

Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O

Cu(OH)2+2NaOH=Na2[Cu(OH)4](四羥基銅酸鈉、藍色)

       向硫酸銅溶液中加入少量氨水,得到的不是氫氧化銅,而是淺藍色的堿式硫酸銅沉淀:

2CuSO4+2NH3·H2O=(NH4)2SO4+Cu2(OH)2SO4↓

若繼續(xù)加入氨水,堿式硫酸銅沉淀就溶解,得到深藍色的四氨合銅配離子:

Cu2(OH)2SO4+8NH3=2[Cu(NH3)4]2++SO42-+2OH-

這個銅氨溶液具有溶解纖維的性能,在所得的纖維溶液中再加酸時,纖維又可沉淀析出。工業(yè)上利用這種性質(zhì)來制造人造絲。先將棉纖維溶于銅氨液中,然后從很細的噴絲嘴中將溶入了棉纖維的銅氨溶液噴注于稀酸中,纖維素以細長而具有蠶絲光澤的細絲從稀酸中沉淀出來。

鹵化銅

       除碘化銅(Ⅱ)不存在外,其它鹵化銅都可借氧化銅和氫鹵酸反應(yīng)來制備,例:

CuO+2HCl=CuCl2+H2O

       鹵化銅的一些物理性質(zhì)列于表20-4中。

表20-4  鹵化銅的性質(zhì)

性質(zhì) CuF2 CuCl2 CuBr2
顏色(無水物) 白色 黃棕色 棕黑色
熔點/K 1223 771 分解
溶解度(293K)g/100g 水 0.075(298K) 72.7 126.8

       鹵化銅隨陰離子變形性增大,顏色加深。CuCl2在很濃的溶液中顯黃綠色,在濃溶液中顯綠色,在稀溶液中顯藍色。黃色是由于[CuCl4]2-配離子的存在,而藍色是由于[Cu(H2O)6]2+配離子的存在,兩者并存時顯綠色。

       X射線研究證明,CuCl2是共價化合物,結(jié)構(gòu)為鏈狀:

CuCl2在空氣中潮解,它不但易溶于水,而且易溶于乙醇和丙酮。CuCl2與堿金屬氯化物反應(yīng),生成MⅠ[CuCl3]或MⅠ2[CuCl4]型配鹽,與鹽酸反應(yīng)而生成H2[CuCl4]配酸,由于Cu2+鹵配離子不夠穩(wěn)定,只能在有過量鹵離子時形成。

       CuCl2·2H2O受熱時,按下式分解:

2CuCl2·2H2O=(加熱)Cu(OH)2·CuCl2+2HCl↑

所以制備無水CuCl2時,要在HCl氣流中,將CuCl2·2H2O加熱到413~423K的條件下進行。無水CuCl2進一步受熱,則按下式進行分解:

2CuCl2=(773K2CuCl+Cl2↑


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