CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
氢氧化铜(Ⅱ)的热稳定性比碱金属氢氧化物差得多。受热易分解,在溶液中加热至353K(80℃),Cu(OH)2即脱水变为黑褐色的CuO:
Cu(OH)2=(353~363K)CuO↓+H2O
CuO是碱性氧化物。加热时易被H2、C、CO、NH3等还原为铜:
3CuO+2NH3=3Cu+3H2O+N2
氧化铜对热是稳定的,只有超过1273K时,才会发生明显的分解反应:
2CuO=(1273K)Cu2O(暗红色)+1/2O2↑
Cu(OH)2微显两性。所以既溶于酸,又溶于过量的浓碱溶液中:
Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O
Cu(OH)2+2NaOH=Na2[Cu(OH)4](四羟基铜酸钠、蓝色)
向硫酸铜溶液中加入少量氨水,得到的不是氢氧化铜,而是浅蓝色的碱式硫酸铜沉淀:
2CuSO4+2NH3·H2O=(NH4)2SO4+Cu2(OH)2SO4↓
若继续加入氨水,碱式硫酸铜沉淀就溶解,得到深蓝色的四氨合铜配离子:
Cu2(OH)2SO4+8NH3=2[Cu(NH3)4]2++SO42-+2OH-
这个铜氨溶液具有溶解纤维的性能,在所得的纤维溶液中再加酸时,纤维又可沉淀析出。工业上利用这种性质来制造人造丝。先将棉纤维溶于铜氨液中,然后从很细的喷丝嘴中将溶入了棉纤维的铜氨溶液喷注于稀酸中,纤维素以细长而具有蚕丝光泽的细丝从稀酸中沉淀出来。
除碘化铜(Ⅱ)不存在外,其它卤化铜都可借氧化铜和氢卤酸反应来制备,例:
CuO+2HCl=CuCl2+H2O
卤化铜的一些物理性质列于表20-4中。
表20-4 卤化铜的性质
性质 | CuF2 | CuCl2 | CuBr2 |
颜色(无水物) | 白色 | 黄棕色 | 棕黑色 |
熔点/K | 1223 | 771 | 分解 |
溶解度(293K)g/100g 水 | 0.075(298K) | 72.7 | 126.8 |
卤化铜随阴离子变形性增大,颜色加深。CuCl2在很浓的溶液中显黄绿色,在浓溶液中显绿色,在稀溶液中显蓝色。黄色是由于[CuCl4]2-配离子的存在,而蓝色是由于[Cu(H2O)6]2+配离子的存在,两者并存时显绿色。
X射线研究证明,CuCl2是共价化合物,结构为链状:
CuCl2在空气中潮解,它不但易溶于水,而且易溶于乙醇和丙酮。CuCl2与碱金属氯化物反应,生成MⅠ[CuCl3]或MⅠ2[CuCl4]型配盐,与盐酸反应而生成H2[CuCl4]配酸,由于Cu2+卤配离子不够稳定,只能在有过量卤离子时形成。
CuCl2·2H2O受热时,按下式分解:
2CuCl2·2H2O=(加热)Cu(OH)2·CuCl2+2HCl↑
所以制备无水CuCl2时,要在HCl气流中,将CuCl2·2H2O加热到413~423K的条件下进行。无水CuCl2进一步受热,则按下式进行分解:
2CuCl2=(773K)2CuCl+Cl2↑