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
Почему cuo не реагирует с водой
Оксид меди (II)CuO – кристаллы черного цвета, кристаллизуются в моноклинной сингонии, плотность 6,51 г/см 3 , температура плавления 1447°С (под давлением кислорода). При нагревании до 1100°С разлагается с образованием оксида меди (I):
В воде не растворяется и не реагирует с ней. Имеет слабовыраженные амфотерные свойства с преобладанием основных.
В водных растворах аммиака образует гидроксид тетраамминмеди (II):
Легко реагирует с разбавленными кислотами с образованием соли и воды:
При сплавлении со щелочами образует купраты:
Восстанавливается водородом, угарным газом и активными металлами до металлической меди:
CuO + CO = Cu + CO2;
CuO + Mg = Cu + MgO.
Получается при прокаливании гидроксида меди (II) при 200°С:
Cu(OH)2 = CuO + H2O
или при окислении металлической меди на воздухе при 400–500°С:
Гидроксид меди (II) Cu(OH)2 – вещество голубого цвета, существует в аморфной и кристаллической формах, кристаллическая решетка ромбическая, плотность 3,37 г/см 3 , при нагревании выше 70°С разлагается на оксид меди (II) и воду:
В воде плохо растворим. Имеет слабовыраженные амфотерные свойства с преобладанием основных.
Легко реагирует с кислотами с образованием солей:
В водных растворах щелочей образует неустойчивые ярко-синие гидроксокомплексы:
В растворе аммиака – устойчивые аммиакаты темно-синего цвета:
Проявляя основные свойства, взаимодействует с углекислым газом образованием основного карбоната меди (II) – малахита:
Получается при обменном взаимодействии солей меди (II) и щелочи:
кристаллический гидроксид меди (II) образуется при введении гидроксида натрия или калия в аммиачный раствор сульфата меди (II):
Источник
Уроки по неорганической химии для подготовки к ЕГЭ
Свойства простых веществ:
Свойства сложных веществ:
Особенности протекания реакций:
Химические свойства оксидов
Взаимодействие оксидов с водой
Правило
Комментарий
Основный оксид + H2O → Щелочь
Реакция идет, если образуется растворимое основание, а также Ca(OH)2: Li2O + H2O → 2LiOH Na2O + H2O → 2NaOH K2O + H2O → 2KOH
MgO + H2O → Реакция не идет, ак как Mg(OH)2 нерастворим* FeO + H2O → Реакция не идет, так как Fe(OH)2 нерастворим CrO + H2O → Реакция не идет, так как Cr(OH)2 нерастворим CuO + H2O → Реакция не идет, так как Cu(OH)2 нерастворим
Амфотерный оксид
Амфотерные оксиды, также как и амфотерные гидроксиды, с водой не взаимодействуют
Кислотный оксид + H2O → Кислота
SiO2 + H2O → реакция не идет
* Источник: [2] «Я сдам ЕГЭ. Курс самоподготовки», стр. 143.
Взаимодействие оксидов друг с другом
1. Оксиды одного типа друг с другом не взаимодействуют:
Na2O + CaO → реакция не идет CO2 + SO3 → реакция не идет
2. Как правило, оксиды разных типов взаимодействуют друг с другом (исключения: CO2, SO2, о них подробнее ниже):
Взаимодействие оксидов с кислотами
1. Как правило, основные и амфотерные оксиды взаимодействуют с кислотами:
Исключением является очень слабая нерастворимая (мета)кремниевая кислота H2SiO3. Она реагирует только с щелочами и оксидами щелочных и щелочноземельных металлов. CuO + H2SiO3 → реакция не идет.
2. Кислотные оксиды не вступают в реакции ионного обмена с кислотами, но возможны некоторые окислительно-восстановительные реакции:
С кислотами-окислителями (только если оксид можно окислить): SO2 + HNO3 + H2O → H2SO4 + NO
Взаимодействие оксидов с основаниями
1. Основные оксиды с щелочами и нерастворимыми основаниями НЕ взаимодействуют.
2. Кислотные оксиды взаимодействуют с основаниями с образованием солей:
3. Амфотерные оксиды взаимодействуют с щелочами (т.е. только с растворимыми основаниями) с образованием солей или комплексных соединений:
1. Кислотные и амфотерные оксиды взаимодействуют с солями при условии выделения более летучего оксида, например, с карбонатами или сульфитами все реакции протекают при нагревании:
Если оба оксида являются газообразными, то выделяется тот, который соответствует более слабой кислоте: K2CO3 + SO2 → K2SO3 + CO2 (H2CO3 слабее и менее устойчива, чем H2SO3)
2. Растворенный в воде CO2 растворяет нерастворимые в воде карбонаты (с образованием растворимых в воде гидрокарбонатов): CO2 + H2O + CaCO3 → Ca(HCO3)2 CO2 + H2O + MgCO3 → Mg(HCO3)2
В тестовых заданиях такие реакции могут быть записаны как: MgCO3 + CO2 (р-р), т.е. используется раствор с углекислым газом и, следовательно, в реакцию необходимо добавить воду.
Это один из способов получения кислых солей.
Восстановление слабых металлов и металлов средней активности из их оксидов возможно с помощью водорода, углерода, угарного газа или более активного металла (все реакции проводятся при нагревании):
1. Реакции с CO, C и H2:
CuO + C → Cu + CO CuO + CO → Cu + CO2 CuO + H2 → Cu + H2O
ZnO + C → Zn + CO ZnO + CO → Zn + CO2 ZnO + H2 → Zn + H2O
FeO + C → Fe + CO FeO + CО → Fe + CO2 FeO + H2 → Fe + H2O
2. Восстановление активных металлов (до Al включительно) приводит к образованию карбидов, а не свободного металла:
3. Восстановление более активным металлом:
4. Некоторые оксиды неметаллов также возможно восстановить до свободного неметалла:
Только оксиды азота и углерода реагируют с водородом:
В случае углерода восстановления до простого вещества не происходит: CO + 2H2 CH3OH (t, p, kt)
Особенности свойств оксидов CO2 и SO2
1. Не реагируют с амфотерными гидроксидами:
CO2 + Al(OH)3 → реакция не идет
2. Реагируют с углеродом:
3. С сильными восстановителями SO2 проявляет свойства окислителя:
4. Сильные окислители окисляют SO2:
6. Оксид углерода (IV) CO2 проявляет менее выраженные окислительные свойства, реагируя только с активными металлами, например:
CO2 + 2Mg → 2MgO + C (t)
Особенности свойств оксидов азота (N2O5, NO2, NO, N2O)
1. Необходимо помнить, что все оксиды азота являются сильными окислителями. Совсем необязательно помнить какие продукты образуются в подобных реакциях, так как подобные вопросы возникают только в тестах. Нужно лишь знать основные восстановители, такие как C, CO, H2, HI и йодиды, H2S и сульфиды, металлы (и т.д.) и знать, что оксиды азота их с большой вероятностью окислят.
2. Могут окисляться сильными окислителями (кроме N2O5, так как степень окисления уже максимальная): 2NO + 3KClO + 2KOH → 2KNO3 + 3KCl + H2O 8NO + 3HClO4 + 4H2O → 8HNO3 + 3HCl 14NO + 6HBrO4 + 4H2O → 14HNO3 + 3Br2 NO + KMnO4 + H2SO4 → HNO3 + K2SO4 + MnSO4 + H2O 5N2O + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 10NO + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O.
3. Несолеобразующие оксиды N2O и NO не реагируют ни с водой, ни с щелочами, ни с обычными кислотами (кислотами-неокислителями).
Химические свойства CO как сильного восстановителя
1. Реагирует с некоторыми неметаллами:
2. Реагирует с некоторыми сложными соединениями:
3. Восстанавливает некоторые металлы (средней и малой активности) и неметаллы из их оксидов:
3. С обычными кислотами и водой CO (также как и другие несолеобразующие оксиды) не реагирует.
Химические свойства SiO2
1. Взаимодействует с активными металлами:
SiO2 + 2Mg → 2MgO + Si SiO2 + 2Ca → 2CaO + Si SiO2 + 2Ba → 2BaO + Si
2. Взаимодействует с углеродом:
SiO2 + 2C → Si + 2CO (Согласно пособию «Курс самоподготовки» Каверина, SiO2 + CO → реакция не идет)
3 С водородом SiO2 не взаимодействует.
4. Реакции с растворами или расплавами щелочей, с оксидами и карбонатами активных металлов:
SiO2 + Cu(OH)2 → реакция не идет (из оснований оксид кремния реагирует только с щелочами).
5. Из кислот SiO2 взаимодействует только с плавиковой кислотой:
Свойства оксида P2O5 как сильного водоотнимающего средства
Термическое разложение некоторых оксидов
В вариантах экзамена такое свойство оксидов не встречается, но рассмотрим его для полноты картины: Основные: 4CuO → 2Cu2O + O2 (t) 2HgO → 2Hg + O2 (t)
Особенности оксидов NO2, ClO2 и Fe3O4
1. Диспропорционирование: оксидам NO2 и ClO2 соответствуют две кислоты, поэтому при взаимодействии с щелочами или карбонатами щелочных металлов образуются две соли: нитрат и нитрит соответствующего металла в случае NO2 и хлорат и хлорит в случае ClO2:
В аналогичных реакциях с кислородом образуются только соединения с N +5 , так как он окисляет нитрит до нитрата:
2. Оксид железа (II,III) Fe3O4 (FeO·Fe2O3) содержит железо в двух степенях окисления: +2 и +3, поэтому в реакциях с кислотами образуются две соли:
Источник
Оксид меди 2, химическая формула и свойства
Оксиды — широко распространённый в природе тип соединений, который можно наблюдать даже в повседневной жизни, в быту. Примером могут служить песок, вода, ржавчина, известь, углекислый газ, ряд природных красителей. Руда многих ценных металлов по своей природе является оксидом, вследствие чего представляет большой интерес для научных и производственных исследований.
Соединение химических элементов с кислородом называют оксидами. Как правило, образуются они при накаливании каких-либо веществ на воздухе. Различают кислотные и основные оксиды. Металлы образуют основные оксиды, в то время как неметаллы — кислотные. За исключением оксидов хрома и марганца, которые также являются кислотными. В данной статье рассматривается представитель основных оксидов — CuO (II).
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.
Химическая формула: CuO
Молекула его состоит из атома Cu с молекулярной массой 64 а. е. м. и атома O, молекулярная масса 16 а. е. м., где а. е. м. — атомная единица массы, она же дальтон, 1 а. е. м. = 1,660 540 2(10) × 10 −27 кг = 1,660 540 2(10) × 10 –24 г. Соответственно молекулярная масса соединения равняется: 64 + 16 = 80 а. е. м.
Кристаллическая решётка: моноклинная сингония. Что обозначает такой тип осей симметрии кристалла, когда две оси пересекаются под косым углом и имеют различную длину, а третья ось расположена по отношению к ним под углом 90°.
Плотность – 6,51 г/см 3 . Для сопоставления, плотность чистого золота равна 19,32 г/см³, а плотность поваренной соли составляет 2,16 г /см 3 .
Плавится при температуре 1447 °C, под давлением кислорода.
Разлагается при накаливании до 1100 °C и преобразуется в оксид меди (I):
4CuO = 2Cu2O + O 2.
С водой не реагирует и не растворяется в ней.
Зато вступает в реакцию с водным раствором аммиака, с образованием гидроксида тетраамминмеди (II): CuO + 4NH3 + H2O = [Cu (NH3)4](OH) 2.
В кислотной среде образует сульфат и воду: CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O.
Реагируя со щёлочью, создаёт купрат: CuO + 2 NaOH → Na2CuO2 + H2O.
Реакция CuO NaOH
Образуется:
путём прокаливания гидроксида меди (II) при температуре 200 °C: Cu(OH)2 = CuO + H2O;
при окислении металлической меди на воздухе при температуре 400–500 °C: 2Cu + O2 = 2CuO;
с угарным газом (монооксид углерода): CuO + CO = Cu + CO2;
с активным металлом: CuO + Mg = Cu + MgO.
Токсичен. По степени неблагоприятного воздействия на человеческий организм причисляется к веществам второго класса опасности. Вызывает раздражение слизистых оболочек глаз, кожных покровов, дыхательных путей и желудочно-кишечной системы. При взаимодействии с ним обязательно использование таких средств защиты, как резиновые перчатки, респираторы, защитные очки, спецодежду.
Вещество взрывоопасно и легко воспламеняется.
Применяется в промышленности, как минеральная составляющая комбикормов, в пиротехнике, при получении катализаторов химических реакций, как красящий пигмент для стекла, эмалей, керамики.
Окислительные свойства оксида меди (II) наиболее часто применяются в лабораторных исследованиях, когда необходим элементарный анализ, связанный с изучением органических материалов на предмет наличия в них водорода и углерода.
Немаловажно, что CuO (II) достаточно широко распространён в природе, как минерал тенерит, другими словами — это природное соединение руды, из которого можно получить медь.
Латинское наименование Cuprum и соответствующий ему символ Cu происходит от названия острова Кипр. Именно оттуда, через Средиземное море вывозили этот ценный металл древние римляне и греки.
Медь входит в число семи наиболее распространённых в мире металлов и состоит на службе у человека с древних времён. Однако в первозданном, металлическом состоянии встречается довольно редко. Это мягкий, легко поддающийся обработке металл, отличающийся высокой плотностью, очень качественный проводник тока и тепла. По электрической проводимости уступает только серебру, в то время как является более дешёвым материалом. Широко используется в виде проволоки и тонкого листового проката.
Химические соединения меди отличаются повышенной биологической активностью. В животных и растительных организмах они участвуют в процессах синтеза хлорофилла, поэтому считаются очень ценным компонентом в составе минеральных удобрений.
Необходима медь и в рационе человека. Недостаток её в организме может привести к различным заболеваниям крови.
