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1. 颜色
二价铜化合物、配离子的颜色丰富多彩,主要有:
无水盐 CuF2白色,CuCl2棕黄色,CuBr2黑色,CuSO4白色,Cu(NO3)2蓝绿色;
水合盐 CuF2·2H2O绿色,CuCl2·2H2O绿色,CuSO4·5H2O蓝色,CuAc2·H2O绿色;Cu(NO3)2·3H2O蓝色,Cu(NO3)2·6H2O蓝色;
氧化物 CuO黑色;
氢氧化物 Cu(OH)2浅蓝色;
配离子 [Cu(H2O)4]2+蓝色,[CuCl4]2-黄色,[Cu(NH3)4]2+深蓝,[Cu(CN)4]2-黄色,[Cu(OH)4]2-蓝色。
在可溶性铜(Ⅱ)盐溶液中加入强碱,得到氢氧化铜Cu(OH)2沉淀。
Cu2++2OH-=Cu(OH)2
Cu(OH)2两性偏碱,在强碱的浓溶液中部分溶解,但易溶于氨水。
Cu(OH)2热稳定性较差,加热至约80℃脱水转变为氧化铜CuO。
Cu(OH)2=CuO+H2O
CuO也可由某些含氧酸盐受热分解或在氧气中加热铜粉而制得。
CuO为碱性氧化物,难溶于水,易溶于酸。CuO具有氧化性,在高温下可被H2等还原剂还原。
CuO+H2=Cu+H2O
CuO的热稳定性较好,加热到熔点温度(1227℃)时不分解,分解生成Cu2O需更高的温度。
4CuO=2Cu2O+O2
3. 盐类
最重要的铜盐是五水合硫酸铜CuSO4·5H2O,蓝色,俗称胆矾。5个H2O中有4个向Cu2+配位,另一个H2O与SO42-形成氢键。260℃时CuSO4·5H2O失去全部水转化为CuSO4,高于560℃分解为CuO。
CuSO4·5H2O常用于电镀、杀虫剂(波尔多液)、净化水的除藻剂,也是制备其他铜化合物的原料。无水CuSO4粉末吸水性较强,吸水后显示水合铜离子的特征蓝色,这一性质可用来检验一些有机物中的微量水。
二价铜的卤化物包括无水盐CuF2、CuCl2和CuBr2,结晶水盐CuF2·2H2O和CuCl2·2H2O。无水CuCl2为无限长链结构。每个Cu处于4个Cl形成的平面四边形的中心。
CuF2微溶于水,CuCl2和CuBr2易溶于水。在很浓的CuCl2水溶液中,形成黄色的[CuCl4]2-;而CuCl2稀溶液为蓝色,溶液中主要是[Cu(H2O)4]2-。向盛CuCl2固体的试管中缓慢滴加水,依次观察到黄色、黄绿色、绿色、蓝绿色和蓝色。颜色变化的原因是溶液中黄色的[CuCl4]2-和蓝色的[Cu(H2O)4]2+相对量不同所致,二者浓度相当时溶液为绿色。
CuCl2·2H2O受热时发生水解反应
2CuCl2·2H2O=Cu(OH)2·CuCl2+2HCl+2H2O
所以用脱水方法制备无水CuCl2时,要在HCl气氛中进行。无水CuCl2在高温下进一步受热分解为CuCl。
2CuCl2=2CuCl+Cl2
无水硝酸铜Cu(NO3)2真空易升华,气态时为单体。
硫化铜CuS难溶于水,能溶于浓硝酸或氰化物溶液中。
4. 配位化合物
Cu2+与单基配体形成四配位的正方形或平面四边形配离子,如[CuCl4]2-、[Cu(H2O)4]2+、[Cu(NH3)4]2+、[Cu(CN)4]2-等。Cu2+也可能存在六配位(拉长的八面体)、五配位(四角锥形或三角双锥)情况,前者为“4+2”配位,后者为“4+1”配位。Cu2+与氨水实际生成的是[Cu(NH3)4(H2O)2]2+,只不过2个H2O分子距离中心较远,故可写成[Cu(NH3)4]2+。
Cu2+还可以与一些有机配体(如乙二胺等)生成稳定的配位化合物。
5. 还原性
Cu(Ⅲ)的化合物因稳定性差而很少见。氯化铜、金属钾和单质氟共热可得K3CuF6
5K+CuCl2+3F2=K3CuF6+2KCl
下面的反应也可以得到Cu(Ⅲ)的化合物
2CuO+2KO2=KCuO2+O2
文章来源:《无机化学核心教程(第二版)》
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