03 · 铜 $(Cu)$ 及其化合物

铜单质

铜元素在化学性质上相对稳定，主要化合价为 $+ 1$ 价和 $+ 2$ 价

与潮湿空气反应： $2 Cu + O_{2} + H_{2} O + CO_{2} \overset{}{=} Cu_{2} (OH)_{2} CO_{3}$
与非金属单质反应
- $2 Cu + O_{2} \overset{Δ}{=} 2 CuO$
- $4 Cu + O_{2} \overset{Δ}{=} 2 Cu_{2} O$
- $Cu + Cl_{2} \overset{Δ}{=} CuCl_{2}$
- $2 Cu + S \overset{Δ}{=} Cu_{2} S$
与酸反应
- 与非还原性酸（盐酸 $HCl$ ）：不反应
- 与浓硫酸反应： $Cu + 2 H_{2} SO_{4} (浓) \overset{Δ}{=} CuSO_{4} + SO_{2} ↑ + 2 H_{2} O$
- 与稀硝酸： $3 Cu + 8 HNO_{3} (稀) \overset{}{=} 3 Cu (NO_{3})_{2} + 2 NO ↑ + 4 H_{2} O$
- 与浓硝酸： $Cu + 4 HNO_{3} (浓) \overset{}{=} Cu (NO_{3})_{2} + 2 NO_{2} ↑ + 2 H_{2} O$
与部分盐反应
- $Cu + 2 Ag^{+} \overset{}{=} 2 Ag + Cu^{2 +}$
- $Cu + 2 Fe^{3 +} \overset{}{=} 2 Fe^{2 +} + Cu^{2 +}$

名称	亚氧化铜 $Cu_{2} O$	氧化铜 $CuO$
颜色	砖红色	黑色
化合价	$+ 1$	$+ 2$

氧化亚铜 $Cu_{2} O$ 的性质
- 与酸反应歧化： $Cu_{2} O + 2 H^{+} \overset{}{=} Cu^{2 +} + Cu + H_{2} O$
- 与 $H_{2}$ 反应： $Cu_{2} O + H_{2} \overset{Δ}{=} 2 Cu + H_{2} O$
氧化铜 $CuO$ 的性质
- 与酸反应： $CuO + 2 H^{+} \overset{}{=} Cu^{2 +} + H_{2} O$
- 与 $H_{2}$ 反应： $CuO + H_{2} \overset{Δ}{=} Cu + H_{2} O$
相互转化
$4 CuO \overset{高温}{=} 2 Cu_{2} O + O_{2} ↑$

含有 $Cu^{2 +}$ 的溶液呈蓝绿色

不稳定性
$Cu (OH)_{2} \overset{Δ}{=} CuO + H_{2} O$
弱氧化性
检验醛基： $CH_{3} CHO + 2 Cu (OH)_{2} + NaOH \overset{Δ}{\to} CH_{3} COONa + Cu_{2} O ↓ + 3 H_{2} O$
弱碱性
与氨水反应： $Cu (OH)_{2} + 4 NH_{3} \overset{}{=} [Cu (NH_{3})_{4}]^{2 +} + 2 OH^{-}$

碱式碳酸铜 $Cu_{2} (OH)_{2} CO_{3}$ ，也写作 $CuCO_{3} \cdot Cu (OH)_{2}$ ：铜绿、孔雀石的主要成分。
受热分解（ $Cu_{2} (OH)_{2} CO_{3} \overset{Δ}{=} 2 CuO + CO_{2} ↑ + H_{2} O$ ）
可溶于稀硫酸（ $Cu_{2} (OH)_{2} CO_{3} + 4 H^{+} \overset{}{=} Cu^{2 +} + CO_{2} ↑ + 3 H_{2} O$ ）
硫酸铜 $CuSO_{4} \cdot 5 H_{2} O$ ：俗称蓝矾、胆矾，蓝色晶体。
受热分解（ $CuSO_{4} \cdot 5 H_{2} O \overset{Δ}{=} CuSO_{4} + 5 H_{2} O$ ），转换为白色粉末。
无水硫酸铜遇水变蓝，可用作水的检测试剂。
高温下会分解： $CuSO_{4} \overset{高温}{=} CuO + SO_{3} ↑$ 古代用此反应制硫酸
需注意的是， $FeSO_{4}$ 的分解不同于此： $2 FeSO_{4} \overset{680 ℃}{=} Fe_{2} O_{3} + SO_{2} ↑ + SO_{3} ↑$
铜盐溶液有毒，主要是因为 $Cu^{2 +}$ 作为一种重金属离子能与蛋白质作用，使蛋白质空间结构发生改变从而变性，因此人们利用了它的这一性质用胆矾、生石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病菌