Оксид меди (II), свойства, получение, химические реакции

Краткая характеристика оксида меди (II):

Оксид меди (II) – неорганическое вещество черного цвета.

Так как валентность меди меняется и равна одному, двум или трем, то оксид меди содержит соответственно два атома меди и один атом кислорода, один атом меди и один атом кислорода, два атома меди и три атома кислорода.

Оксид двухвалентной меди содержит соответственно один атом меди и один атом кислорода.

Химическая формула оксида меди (II) CuO.

Порошок. Не растворяется в воде.

CuO (II)

Медь, нагреваясь на воздухе при температуре 400–500 °C, постепенно покрывается налётом чёрного цвета, который химики называют оксид двухвалентной меди, или CuO(II). Описанное явление представлено в следующем уравнении:

2 Cu + О 2 → 2 CuO

Термин «двухвалентный» указывает на способность атома вступать в реакцию взаимодействия с другими элементами посредством двух химических связей.

Интересный факт! Медь, находясь в различных соединениях, может быть с разной валентностью и другим цветом. Например: оксиды меди имеют ярко-красную (Cu2O) и коричнево-чёрную (CuO) окраску. А гидроксиды меди приобретают жёлтый (CuOH) и синий (Cu(OH)2) цвета. Классический пример явления, когда количество переходит в качество.

Cu2O ещё иногда называют закись, оксид меди (I), а CuO — окись, оксид меди (II). Существует также оксид меди (III) — Cu2O3.

В геологии оксид двухвалентной (или бивалентной) меди принято называть тенорит, другое его название — мелаконит. Название тенорит произошло от фамилии выдающегося итальянского профессора ботаники Michele Tenore, (1780—1861). Мелаконит считается синонимом названия тенорит и переводится на русский язык, как медная чернь либо чёрная медная руда. В том или ином случае речь идёт о кристаллическом минерале коричнево-чёрного цвета, разлагающемся при прокаливании и плавящемся только при избыточном давлении кислорода, в воде нерастворимом, и не реагирующем с ней.

Акцентируем основные параметры названного минерала.

Физические свойства оксида меди (II):

* Примечание:

— нет данных.

Общие сведения:

Получение оксида меди (II):

Оксид меди (II) получается в результате следующих химических реакций:

1. окисления меди:

2Cu + O2 → CaО.

2. термического разложения гидроксида меди (II), нитрата меди (II), карбоната меди (II):

Cu(OH)2 → CuО + H2O (to);

2Cu(NO3)2 → 2CuО + 4NO2 + O2 (to);

CuCO3 → CuО + CO2 (to).

3. нагревания малахита:

Cu2CO3(OH)2 → 2CuО + CO2 + H2O (to).

Оксид меди (II)

Оксид меди (II)

Оксид меди (II) CuO – твердое кристаллическое вещество черного цвета.

Способы получения оксида меди (II)

Оксид меди (II) можно получить различными методами :

1. Термическим разложением гидроксида меди (II) при 200°С :

2. В лаборатории оксид меди (II) получают окислением меди при нагревании на воздухе при 400–500°С:

2Cu + O2 → 2CuO

3. В лаборатории оксид меди (II) также получают прокаливанием солей (CuOH)2CO3, Cu(NO3)2:

Химические свойства оксида меди (II)

Оксид меди (II) – основный оксид (при этом у него есть слабо выраженные амфотерные свойства) . При этом он является довольно сильным окислителем.

1. При взаимодействии оксида меди (II) с сильными и растворимыми кислотами образуются соли.

Например , оксид меди (II) взаимодействует с соляной кислотой:

СuO + 2HBr = CuBr2 + H2O

CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O

2. Оксид меди (II) вступает в реакцию с кислотными оксидами.

Например , оксид меди (II) взаимодействует с оксидом серы (VI)

с образованием
сульфата меди (II):
3. Оксид меди (II) не взаимодействует с водой.

4. В окислительно-восстановительных реакциях соединения меди (II) проявляют окислительные свойства:

Например , оксид меди (II) окисляет аммиак :

3CuO + 2NH3 → 3Cu + N2 + 3H2O

Оксид меди (II) можно восстановить углеродом, водородом или угарным газом при нагревании:

СuO + C → Cu + CO

Более активные металлы вытесняют медь из оксида.

Например , алюминий восстанавливает оксид меди (II):

3CuO + 2Al = 3Cu + Al2O3

Источник

Химические свойства оксида меди (II). Химические реакции оксида меди (II):

Оксид меди (II) относится к основным оксидам.

Химические свойства оксида меди (II) аналогичны свойствам основных оксидов других металлов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:

1. реакция оксида меди (II) с водородом:

CuО + H2 → Cu + H2О (t = 300 oC).

В результате реакции образуется медь и вода.

2. реакция оксида меди (II) с углеродом:

CuО + С → Cu + СО (t = 1200 oC).

В результате реакции образуется медь и оксид углерода.

3. реакция оксида меди (II) с серой:

CuО + 2S → Cu + S2О (t = 150-200 oC).

Реакция протекает в вакууме. В результате реакции образуется медь и оксид серы.

4. реакция оксида меди (II) с алюминием:

3CuО + 2Al → 3Cu + Al2О3 (t = 1000-1100 oC).

В результате реакции образуется медь и оксид алюминия.

5. реакция оксида меди (II) с медью:

CuО + Cu → Cu2О (t = 1000-1200 oC).

В результате реакции образуется оксид меди (I).

6. реакция оксида меди (II) с оксидом лития:

CuО + Li2О → Li2CuО2 (t = 800-1000 oC, О2).

Реакция протекает в токе кислорода. В результате реакции образуется купрат лития.

7. реакция оксида меди (II) с оксидом натрия:

CuО + Na2О → Na2CuО2 (t = 800-1000 oC, О2).

Реакция протекает в токе кислорода. В результате реакции образуется купрат натрия.

8. реакция оксида меди (II) с оксидом углерода:

CuО + СО → Cu + СО2.

В результате реакции образуется медь и оксид углерода (углекислый газ).

9. реакция оксида меди (II) с оксидом железа:

CuО + Fe2O3 → CuFe2О4 (to).

В результате реакции образуется соль – феррит меди. Реакция протекает при прокаливании реакционной смеси.

10. реакция оксида меди (II) с плавиковой кислотой:

CuO + 2HF → CuF2 + H2O.

В результате химической реакции получается соль – фторид меди и вода.

11. реакция оксида меди (II) с азотной кислотой:

CuO + 2HNO3 → 2Cu(NO3)2 + H2O.

В результате химической реакции получается соль – нитрат меди и вода.

Аналогично проходят реакции оксида меди (II) и с другими кислотами.

12. реакция оксида меди (II) с бромистым водородом (бромоводородом):

CuO + 2HBr → CuBr2 + H2O.

В результате химической реакции получается соль – бромид меди и вода.

13. реакция оксида меди (II) с йодоводородом:

CuO + 2HI → CuI2 + H2O.

В результате химической реакции получается соль – йодид меди и вода.

14. реакция оксида меди (II) с гидроксидом натрия:

CuO + 2NaOH → Na2CuO2 + H2O.

В результате химической реакции получается соль – купрат натрия и вода.

15. реакция оксида меди (II) с гидроксидом калия:

CuO + 2KOH → K2CuO2 + H2O.

В результате химической реакции получается соль – купрат калия и вода.

16. реакция оксида меди (II) с гидроксидом натрия и водой:

CuO + 2NaOH + H2O → Na2[Cu2(OН)]2 (t = 100 oC).

Гидрокосид натрия растворен в воде. Раствор гидроксида натрия в воде 20-30 %. Реакция протекает при киппении. В результате химической реакции получается тетрагидроксокупрат натрия.

17. реакция оксида меди (II) с надпероксидом калия:

2CuO + 2KO2 → 2KCuO2 + О2 (t = 400-500 oC).

В результате химической реакции получается соль – купрат (III) калия и кислород.

18. реакция оксида меди (II) с пероксидом калия:

2CuO + 2K2O2 → 2KCuO2 (t = 700 oC).

В результате химической реакции получается соль – купрат (III) калия.

19. реакция оксида меди (II) с пероксидом натрия:

2CuO + 2Na2O2 → 2NaCuO2 (t = 700 oC).

В результате химической реакции получается соль – купрат (III) натрия.

20. реакция оксида меди (II) с аммиаком:

3CuO + 2NH3 → N2 + 3Cu + 3H2O (t = 500-550 oC).

Аммиак пропускают через нагретый оксид меди (II). В результате химической реакции получается азот, медь и вода.

6CuO + 4NH3 → 2Cu3N + N2 + 6H2O (t = 250-300 oC).

В результате химической реакции получается нитрид меди, азот и вода.

21. реакция оксида меди (II) и йодида алюминия:

6CuO + 4AlI3 → 6CuI + 2Al2O3 + 3I2 (t = 230 oC).

В результате химической реакции получаются соль – йодид меди, оксид алюминия и йод.

Взаимодействие водорода с оксидом меди (II) CuO

1) Соберите прибор, как показано на рисунке 38, и проверьте его на герметичность.
2) Положите в пробирку 8-10 кусочков цинка и прилейте 5-6 мл раствора соляной кислоты.

3) Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой и проверьте выделяющийся водород на чистоту. Конец газоотводной трубки поместите в пробирку с оксидом меди (II), как показано на рисунке. Пробирка с оксидом меди (II) должна быть закреплена в штативе немного наклонно, чтобы её отверстие находилось ниже дна.

4) Пробирку нагрейте в том месте, где находится оксид меди (II). Как только заметите появление порошка красного цвета, нагревание прекратите. Из чёрного порошка оксида меди (II) образовалось вещество красного цвета, а на стенках пробирки образовались капельки волы.

Почему перед нагреванием оксида меди (II) в атмосфере водорода последний нужно проверить на чистоту?

Почему пробирку с оксидом меди (II) закрепляют в штативе с наклоном в сторону отверстия?

Почему нагревание требуется только до того момента, как оксид меди (II) начинает раскаляться?

Объясните, почему из чёрного порошка образовалось вещество красного цвета. Напишите уравнение реакции оксида меди (II) с водородом. К какому типу относится эта реакция?

Какие свойства водорода подтвердил этот опыт?

Водород необходимо проверить на чистоту, т. к. он может содержать примеси кислорода. При нагревании кислород реагирует с водородом со взрывом.

Пробирку с оксидом меди (II) закрепляют в штативе с наклоном в сторону отверстия для того, чтобы капельки воды, образующиеся в результате реакции, стекали через отверстие пробирки.

Реакция протекает с раскаленным оксидом меди (II), поэтому для протекания реакции дальнейший прогрев не требуется.

Водород взаимодействует с черным оксидом меди (II), восстанавливая его до меди, которая имеет красный цвет.