氧化铜 百科 氧化铜是什么物? 氧化铜介绍
氧化铜(化学式:CuO)是一种无机金属氧化物,属于铜的黑色氧化物。下面内容是其核心性质的体系归纳:
一、基本属性
-
分类与结构
氧化铜属于碱性氧化物,具有铜元素的+2价态。其晶体结构为单斜晶系或无定形粉末,密度为6.3~6.9 g/cm3,熔点在1026℃(分解温度)至1326℃(分解产物为氧化亚铜和氧气)之间。 -
物理性质
- 外观:黑色或棕黑色粉末,无味且不溶于水和乙醇。
- 溶解性:可溶于稀酸(如硫酸、盐酸)、氯化铵及*溶液,在氨水中缓慢溶解。
二、化学性质
-
与酸反应
氧化铜与酸反应生成对应的铜盐和水,例如与稀硫酸反应生成硫酸铜:
\[ \textCuO} + \textH}_2\textSO}_4 \rightarrow \textCuSO}_4 + \textH}_2\textO} \]
这一性质使其常用于实验室制备铜盐。 -
还原性
在高温下可被氢气、一氧化碳、碳等还原为金属铜:
\[ \textCuO} + \textH}_2 \xrightarrow\Delta} \textCu} + \textH}_2\textO} \]
\[ \textCuO} + \textCO} \xrightarrow\Delta} \textCu} + \textCO}_2 \]
这类反应常用于工业炼铜或实验教学。 -
热稳定性
高温下分解生成氧化亚铜和氧气:
\[ 4\textCuO} \xrightarrow>1026^\circ\textC}} 2\textCu}_2\textO} + \textO}_2\uparrow \]
此特性与铜的电子构型(3d1?的稳定结构)相关。
三、制备技巧
-
实验室制法
- 通过铜盐(如硫酸铜)与强碱反应生成氢氧化铜,再加热分解制得:
\[ \textCuSO}_4 + 2\textNaOH} \rightarrow \textCu(OH)}_2\downarrow + \textNa}_2\textSO}_4 \]
\[ \textCu(OH)}_2 \xrightarrow\Delta} \textCuO} + \textH}_2\textO} \] - 直接氧化铜单质:铜在空气中加热生成氧化铜。
- 通过铜盐(如硫酸铜)与强碱反应生成氢氧化铜,再加热分解制得:
-
工业制法
常用铜粉氧化法或*热分解法:- 铜灰经焙烧氧化后,通过硫酸溶解、铁置换、氧化焙烧等步骤制得高纯度氧化铜粉末。
四、主要用途
-
工业领域
- 催化剂:用于有机合成反应(如乙醇催化氧化为乙醛)。
- 脱硫剂:在石油工业中去除硫化物。
- 着色剂:用于陶瓷、玻璃、搪瓷的黑色或绿色着色。
-
其他应用
- 电子材料:作为电极活化材料或半导体元件原料。
- 农业:配制波尔多液(与石灰混合)用于植物病害防治。
五、注意事项
- 毒性:氧化铜粉尘吸入或接触可能引起呼吸道刺激,需在通风环境中操作。
- 储存:需密封防潮,避免与强还原剂(如铝、碱金属)接触。
氧化铜是一种兼具实用性与研究价格的金属氧化物,其两性特征、还原性及催化活性使其在工业和化学实验中广泛应用。如需进一步了解具体反应机制或工业流程,可参考和的详细解析。