5.2 Свойства соединений

Оксиды:

Существует 3 вида оксида меди. Отличаются они друг от друга валентностью. Соответственно, существуют одновалентный, двухвалентный и трехвалентный оксиды меди. Каждый из оксидов имеет свои химические свойства. Оксид меди(I) — химическое соединение с формулой Cu₂O. Соединение меди с кислородом, амфотерный оксид. Кристаллическое вещество коричнево-красного цвета. В природе встречается в виде минерала куприта.

Амфотерность доказывается тем, что вещество может реагировать как с кислотами:

Так и с основаниями:

В результате реакций образовались соли, что доказывает амфотерность вещества.

Оксид меди(II) — основный оксид двухвалентной меди. Кристаллы чёрного цвета, в обычных условиях довольно устойчивые, практически нерастворимые в воде. В природе встречается в виде минерала тенорита белого цвета.

Это — основные оксид, так как при взаимодействии с кислотной образуется соль и вода:

Оксид меди(III)  — неорганическое соединение, высший оксид металла меди с формулой Cu₂O₃, красные кристаллы, не растворяется в воде. Очень сильный окислитель.

Гидроксид меди(I) — неорганическое соединение, гидроокись металла меди с формулой CuOH, жёлтое вещество, не растворяется в воде.

Проявляет основные свойства.

Гидроксид меди(II) — Cu(ОН)

2, голубое аморфное или кристаллическое вещество с ромбической кристаллической. Cu(ОН)₂ практически не растворим в воде. При нагревании до 70-90 °C порошка Cu(ОН)₂ или его водных суспензий разлагается до CuО и Н₂О.

Является амфотерным гидроксидом. Реагирует с кислотами с образованием воды и соответствующей соли меди:

Сульфат меди(I), — неорганическое бинарное соединение, соль одновалентной меди и серной кислоты с формулой Cu₂SO₄. Бесцветные кристаллы без запаха, нелетучие.

Сульфат меди(I) можно получить при 200 °C по реакции:

Эта соль устойчива только в сухом воздухе, во влажном она разлагается на сульфат меди(II) и металлическую медь. Также происходит её разложение при попытке растворить её в воде.

Сульфа́т ме́ди(II) — неорганическое соединение, медная соль серной кислоты с формулой CuSO₄. Нелетучее, не имеет запаха. Безводное вещество бесцветное, непрозрачное, очень гигроскопичное. Кристаллогидраты — прозрачные негигроскопичные кристаллы различных оттенков синего с горьковато-металлическим вкусом, на воздухе постепенно выветриваются (теряют кристаллизационную воду). Сульфат меди(II) хорошо растворим в воде. Из водных растворов кристаллизуется голубой пентагидрат CuSO₄·5H₂O — медный купоро́с. Токсичность медного купороса для теплокровных животных относительно невысокая, в то же время он высокотоксичен для рыб.

Реакция гидратации безводного сульфата меди(II) экзотермическая и проходит со значительным выделением тепла.

В природе встречается в виде минералов халькантита (CuSO₄·5H₂O), халькокианита (CuSO₄), бонаттита (CuSO₄

·3H₂O), бутита (CuSO₄·7H₂O) и в составе других минералов.

Обладает дезинфицирующими, антисептическими, вяжущими свойствами. Применяется в медицине, в растениеводстве как антисептик, фунгицид или медно-серное удобрение.

основный оксид + амфотерный оксид= ?

Кислотные оксиды

Кислотный оксид + вода = кислота (исключение — SiO2)
SO3 + h3O = h3SO4
Cl2O7 + h3O = 2HClO4

Кислотный оксид + щелочь = соль + вода
SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + h3O
P2O5 + 6KOH = 2K3PO4 + 3h3O

Кислотный оксид + основный оксид = соль
CO2 + BaO = BaCO3
SiO2 + K2O = K2SiO3

Основные оксиды

Основный оксид + вода = щелочь (в реакцию вступают оксиды щелочных и щелочноземельных металлов)
CaO + h3O = Ca(OH)2
Na2O + h3O = 2NaOH

Основный оксид + кислота = соль + вода
CuO + 2HCl = CuCl2 + h3O
3K2O + 2h4PO4 = 2K3PO4 + 3h3O

Основный оксид + кислотный оксид = соль
MgO + CO2 = MgCO3
Na2O + N2O5 = 2NaNO3
Амфотерные оксиды

Амфотерные оксиды

Амфотерный оксид + кислота = соль + вода
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3h3O
ZnO + h3SO4 = ZnSO4 + h3O

Кислоты

Кислота + основный оксид = соль + вода
2HNO3 + CuO = Cu(NO3)2 + h3O
3h3SO4 + Fe2O3 = Fe2(SO4)3 + 3h3O

Кислота + амфотерный оксид = соль + вода
3h3SO4 + Cr2O3 = Cr2(SO4)3 + 3h3O
2HBr + ZnO = ZnBr2 + h3O

Кислота + основание = соль + вода
h3SiO3 + 2KOH = K2SiO3 + 2h3O
2HBr + Ni(OH)2 = NiBr2 + 2h3O

Кислота + амфотерный гидроксид = соль + вода
3HCl + Cr(OH)3 = CrCl3 + 3h3O
2HNO3 + Zn(OH)2 = Zn(NO3)2 + 2h3O

Сильная кислота + соль слабой кислоты = слабая кислота + соль сильной кислоты
2HBr + CaCO3 = CaBr2 + h3O + CO2
h3S + K2SiO3 = K2S + h3SiO3

Кислота + металл (находящийся в ряду напряжений левее водорода) = соль + водород
2HCl + Zn = ZnCl2 + h3
h3SO4 (разб.) + Fe = FeSO4 + h3
Важно: кислоты-окислители (HNO3, конц. h3SO4) реагируют с металлами по-другому.

Амфотерный оксид + щелочь = соль (+ вода)
ZnO + 2KOH = K2ZnO2 + h3O (Правильнее: ZnO + 2KOH + h3O = K2[Zn(OH)4])
Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + h3O (Правильнее: Al2O3 + 2NaOH + 3h3O = 2Na[Al(OH)4])

Амфотерный оксид + кислотный оксид = соль
ZnO + CO2 = ZnCO3

Амфотерный оксид + основный оксид = соль (при сплавлении)
ZnO + Na2O = Na2ZnO2
Al2O3 + K2O = 2KAlO2
Cr2O3 + CaO = Ca(CrO2)2

Амфотерные гидроксиды

Амфотерный гидроксид + кислота = соль + вода
2Al(OH)3 + 3h3SO4 = Al2(SO4)3 + 6h3O
Be(OH)2 + 2HCl = BeCl2 + 2h3O

Амфотерный гидроксид + щелочь = соль + вода (при сплавлении)
Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2ZnO2 + 2h3O
Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2h3O

Амфотерный гидроксид + щелочь = соль (в водном растворе)
Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4]
Sn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Sn(OH)4]
Be(OH)2 + 2NaOH = Na2[Be(OH)4]
Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]
Cr(OH)3 + 3NaOH = Na3[Cr(OH)6]

Щелочи

Щелочь + кислотный оксид = соль + вода
Ba(OH)2 + N2O5 = Ba(NO3)2 + h3O
2NaOH + CO2 = Na2СO3 + h3O

Щелочь + кислота = соль + вода
3KOH + h4PO4 = K3PO4 + 3h3O
Bа (OH)2 + 2HNO3 = Ba(NO3)2 + 2h3O

Щелочь + амфотерный оксид = соль + вода
2NaOH + ZnO = Na2ZnO2 + h3O (Правильнее: 2NaOH + ZnO + h3O = Na2[Zn(OH)4])

Щелочь + амфотерный гидроксид = соль (в водном растворе)
2NaOH + Zn(OH)2 = Na2[Zn(OH)4]
NaOH + Al(OH)3 = Na[Al(OH)4]

Щелочь + растворимая соль = нерастворимое основание + соль
Ca(OH)2 + Cu(NO3)2 = Cu(OH)2 + Ca(NO3)2
3KOH + FeCl3 = Fe(OH)3 + 3KCl

Щелочь + металл (Al, Zn) + вода = соль + водород
2NaOH + Zn + 2h3O = Na2[Zn(OH)4] + h3
2KOH + 2Al + 6h3O = 2K[Al(OH)4] + 3h3

Соли

Соль слабой кислоты + сильная кислота = соль сильной кислоты + слабая кислота
Na2SiO3 + 2HNO3 = 2NaNO3 + h3SiO3
BaCO3 + 2HCl = BaCl2 + h3O + CO2 (h3CO3)

Растворимая соль + растворимая соль = нерастворимая соль + соль
Pb(NO3)2 + K2S = PbS + 2KNO3
СaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaCl

Растворимая соль + щелочь = соль + нерастворимое основание
Cu(NO3)2 + 2NaOH = 2NaNO3 + Cu(OH)2
2FeCl3 + 3Ba(OH)2 = 3BaCl2 + 2Fe(OH)3

Растворимая соль металла (*) + металл (**) = соль металла (**) + металл (*)
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag

Оксид меди(II) — это… Что такое Оксид меди(II)?

Окси́д ме́ди(II) (окись меди) CuO — основный оксид двухвалентной меди. Кристаллы чёрного цвета, в обычных условиях довольно устойчивые, практически нерастворимые в воде. В природе встречается в виде минерала тенорита (мелаконита) чёрного цвета.

Кристаллическая решётка оксида меди относится к типу моноклинных решёток, с симметрией группы C_2h и параметрами решётки a = 4.6837(5), b = 3.4226(5), c = 5.1288(6), α = 90° , β = 99.54(1)°, γ = 90°. Атом меди окружён четырьмя атомами кислорода и имеет искажённую плоскую конфигурацию.

Получение

Получить оксид меди(II) можно:

• нагревая металлическую медь на воздухе (при температурах ниже 1100 °C получается оксид меди(II):

Химические свойства

Оксид меди(II) реагирует с кислотами с образованием соответствующих солей меди(II) и воды:

При сплавлении CuO со щелочами образуются купраты:

При нагревании до 1100 °C разлагается:

Оксиду меди(II) соответствует гидроксид меди(II) Cu(OH)₂, который является очень слабым основанием. Он способен растворяться в концентрированных растворах щелочей с образованием комплексов (то есть обладает слабыми амфотерными свойствами):

(тетрагидроксокупрат(II) натрия).

Оксид меди(II) восстанавливается до металлической меди аммиаком, монооксидом углерода, водородом, углем:

Применение

CuO используют при производстве стекла и эмалей для придания им зелёной и синей окраски. Кроме того, оксид меди применяют в производстве медно-рубинового стекла.

В лабораториях применяют для обнаружения восстановительных свойств веществ. Вещество восстанавливает оксид до металлической меди, при этом чёрный цвет оксида меди переходит в розовую окраску меди.

Примечания

1. ↑ под давлением О₂

Литература

• Реми Г. «Курс неорганической химии» М.: Иностранная литература, 1963
• The effect of hydrostatic pressure on the ambient temperature structure of CuO, Forsyth J.B., Hull S., J. Phys.: Condens. Matter 3 (1991) 5257-5261