::Задание для самостоятельной работы
Советуем приступать к заданию, только после освоения соответствующего раздела. Правильность выполненных заданий можно проверить в разделе "Ответы"
МЕДЬ
Медь - d-элемент, расположенный в побочной подгруппе I группы IV периода периодической системы. Важнейшие природные соединения: медный колчедан (CuFe)S2, медный блеск Cu2S, красная медная руда Сu2О, малахит Сu2СО3(ОН)2.
Электронное строение атома: I S22s22p63s23p63d-> 4sl. Валентность: I, И. Степени окисления: 0, +1, + 2.
Медико-биологическое значение В медицине раствор медного купороса применяется как антисептическое и вяжущее средство. Комплексные соединения меди входят в состав ферментов, участвуют в кроветворении. Для растений медь - важнейший микроэлемент. Соединения меди токсичны для низших организмов.
Простое вещество
Физические свойства
Блестящий мягкий металл желто-красного цвета. Второй (после серебра) по тепло- и электропроводности. Температура плавления 1083 °С.
Получение
1) Восстановление оксидных руд коксом:
СuО + С -> Сu + СО
2) Окисление сульфидных руд (черновая медь):
Cu2S + О2-> 2Cu + SO2
3) Особо чистую медь получают электролитическим способом:
анод: Си0 (черновая) - 2е -> Сu2+
катод: Сu2+ + 2е -> Сu0 (особо чистая)
Химические свойства
Малоактивный металл, переводится в раствор только кислотами-окислителями.
I. Взаимодействие с простыми веществами.
1) С кислородом.
а) Образует на поверхности защитную пленку Сu2О:
4Cu + O2-->2Cu2O
б) Во влажном воздухе покрывается зеленым налетом ("патина"):
2Сu + О2 + СО2 + Н2О -> (СuОН)2СОз
в) при прокаливании образует черный оксид меди(П):
2Сu + О2 t -> 2СuО; 2Сu2O + О2 t -> 4СuО
2) При обычной температуре реагирует с хлором:
Cu + Cl2--> CuCl2
3) С серой взаимодействует при нагревании:
2Сu + S t -> Cu2S ; Сu + S t -> CuS
II. Взаимодействие со сложными веществами.
1) С водой, щелочами, соляной и разбавленной серной кислотами не реагирует. Однако в присутствии кислорода может протекать реакция:
2Сu + О2 + 4НС1 -> 2CuCl2 + 2Н2О
2) Взаимодействует с азотной и горячей концентрированной серной кислотой:
Сu + 4НNОз(конц.) --> Сu(NОз)2 + 2NO2 + 2Н2О
ЗСu + 8НNОз(разб.) --> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4Н2О
Сu + 2Н2SО4(конц.) --> CuSO4 + SO2 + 2Н2О
3) Может быть переведена в раствор под действием раствора хлорида железа(Ш):
Сu + 2FeCl3 --> 2FeCl2 + CuCl2
Соединения меди (I)
На воздухе почти всегда переходят в соединения меди(II), устойчивы только нерастворимые соединения: цианид CuCN, иодид CuI, сульфид
Cu2S и оксид Сu2О.
Оксид меди(1) Сu2О - желтый или красный порошок. Является продуктом качественной реакции на альдегидную группу (реакция "медного зеркала"):
RCH=O + 2Cu(OH)2 -> RCOOH + 2CuOH + H2O
2CuOH -> Cu2O + H2O
Обладает слабоосновными свойствами. Растворяется в кислотах.
Соединения меди (II)
Оксид меди (II)
Получение
Высокотемпературное окисление меди, термическое разложение гид-роксида, карбоната и нитрата меди(Н):
2Сu + О2 t -> 2CuO; Cu(OH)2 t > СuО + Н2О
СuСОз t -> СuО + СО2; 2Сu(NОз)2 t > 2СuО + 4NO2 + О2
Химические свойства
1) С водой не реагирует, проявляет слабые амфотерные свойства с преобладанием основных.
2) Со щелочами реагирует только при сплавлении, но легко растворяется в кислотах:
СuО + 2НСl -> СuСl2 + Н2О
3) При температуре выше 800 °С неустойчив и разлагается до Сu2О:
4CuO t > 2Cu2O + 02
4) Легко восстанавливается:
СuО + Н2 t -> Сu + Н2О
СuО + СО- t -> Сu + СО2
Гидроксид меди (II)
Получение
Выпадает в виде голубого осадка из растворов солей меди(II) при добавлении щелочи или гидроксида аммония:
CuCl2 + 2NaOH -> Cu(OH)2 + 2NaCl
При действии избытка гидроксида аммония растворяется с образованием комплекса тетраамминмеди(П) синего цвета:
Сu(ОН)2 + 4NH4OH -> [Cu(NH3)4](OH)2 + 4Н2О
Химические свойства
1) При нагревании разлагается (см. получение СuО).
2) Слабо амфотерен (с преобладанием основных свойств):
Сu(ОН)2 + 2НС1 -> CuCl2 + 2Н2О
Растворяется в концентрированных растворах щелочей с образованием комплексных соединений - тетрагидроксокупратов:
Cu(OH)2 + 2NaOH -> Na2[Cu(OH)4]
Соли меди(II)
Растворимые соли меди(II) в водных растворах очень слабо (из-за образования устойчивых аквакомплексов) гидролизуются по катиону:
Cu2+ + HOH->CuOH+ + H+
2CuS04 + 2НОН -> (CuOH)2S04 + H2SO4
Достаточно устойчивы, кроме иодида и цианида, которые при попытке их получения разлагаются до устойчивых солей меди(1):
2CuI2 -> 2CuI + I2
2Cu(CN)2 -> 2CuCN + C2N2