氧化铜

　　氧化铜是一种无机物，化学式CuO。是一种铜的黑色氧化物，略显两性，稍有吸湿性。不溶于水，易溶于酸，对热温定，高温下分解出氧气。氧化铜主要用于制人造丝、陶瓷、釉及搪瓷、电池、石油脱硫剂、杀虫剂，也供制氢、催化剂、绿色玻璃等用。

　　氧化铜物理性质

　　1、性状：黑色单斜晶系结晶或黑到棕黑色无定形结晶性粉末。

　　2、密度(g/cm3)： 6.3-6.49

　　3、熔点(ºC)：1326

　　4、折射率： 2.63

　　5、溶解性：不溶于水和醇，溶于稀酸、氯化铵、碳酸铵和氰化钾。缓慢溶于氨水生成配合物。

　　氧化铜化学性质

　　一、还原反应

　　1、碳还原氧化铜

　　2CuO + C = 2Cu + CO2↑(条件：高温)

　　2、一氧化碳还原氧化铜

　　CuO + CO = Cu + CO2(条件：加热)

　　3、氢气还原氧化铜 [8]

　　CuO + H2= Cu + H2O (条件：加热)

　　二、与酸反应

　　氧化铜在与稀硫酸或盐酸反应时，会生成盐和水

　　CuO + H2SO4= CuSO4+ H2O

　　氧化铜制取方法

　　实验室制法

　　1、利用铜盐如CuSO4与碱(NaOH)反应生成Cu(OH)2，再将 Cu(OH)2加热分解以制得CuO。

　　CuSO4+ 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4

　　Cu(OH)2= CuO + H2O(条件：加热)

　　化学口诀

　　三分之一适研钵，先慢后快圆周磨。

　　火碱宜用饱和液，全部变黑方停做。

　　三分之一适研钵：每次研磨时所装药品不能超过研钵容积的1/3(装多了不仅研磨时洒出来，而且降低研磨细度和速率)。

　　先慢后快圆周磨：研磨时杵头要压在研钵体上，始终作圆周运动，开始时速度要慢，随着药品的破碎程度增大，可以适当加快研磨速度。

　　火碱宜用饱和液：为了减少溶液的体积，最好用饱和的NaOH溶液。

　　全部变黑方停做：直到全部变成了黑色固体时才停止加热。

　　2、氧化铜可由金属铜在空气中加热，或者加热分解氢氧化铜、硝酸铜、碱式碳酸铜等而制得。

　　2Cu + O2= 2CuO

　　2Cu(NO3)2→ 2CuO + 4NO2+ O2(条件：加热)

　　Cu(OH)2▪CuCO3→ 2CuO + CO2+ H2O(条件：加热)

　　工业制法

　　1、铜粉氧化法

　　以铜灰、铜渣为原料经焙烧，用煤气加热进行初步氧化，以除去原料中的水分和有机杂质。生成的初级氧化物自然冷却，粉碎后，进行二次氧化，得到粗品氧化铜。粗品氧化铜加入预先装好1：1硫酸的反应器中，在加热搅拌下反应至液体相对密度为原来的1倍，pH值为2-3时即为反应终点，生成硫酸铜溶液，静置澄清后，在加热及搅拌的条件下，加入铁刨花，置换出铜，然后用热水洗涤至无硫酸根和铁质。经离心分离、干燥，在450℃下氧化焙烧8h，冷却后，粉碎至100目，再在氧化炉中氧化，制得氧化铜粉末。

　　4Cu + O2→ 2Cu2O

　　Cu2O + 0.5O2→ 2CuO

　　CuO + H2SO4→ CuSO4+ H2O

　　CuSO4+ Fe → FeSO4 + Cu↓

　　2Cu + O2→ 2CuO

　　2、硝酸铜热分解法

　　将电解铜用稀硝酸溶解后在水浴上蒸干，然后在干燥器里要非常缓慢地从90℃加热到120℃。当生成松软的碱式盐时，放入水中煮沸、过滤、干燥;然后将其慢慢加热到400℃，使大部分硝酸除去;接着粉碎后加热到850℃，保持1h，使其分解为氧化铜。为使反应更加完全，可将产品再次粉碎，在约700℃的条件下，加热1h后，放入干燥器中冷却。

　　3、碳酸铜热分解法

　　将铜粉或铜线在通风橱内用尽可能少的6mol/L硝酸使其完全溶解，如果溶液不透明，则需过滤。另将碳酸钠配成溶液与上述硝酸铜溶液混合、煮沸生成黑色的碱式盐沉淀。当固体沉降后舍去上层清液，用倾析法充分洗涤、过滤、干燥。将其放于蒸发皿上，在充分搅拌下用小火加热，使其分解为氧化铜。

　　4、铜丝或铜粉硝化

　　将铜丝或铜粉溶于6mol/L硝酸中保持铜稍过量，加热至溶液pH值3-4，以除去氢氧化铁沉淀，然后与10%( 质量)的碳酸钠溶液混合，加热沸腾，有碱式盐析出，弃去上层清液，用水充分洗涤、过滤、干燥。将干燥的碱式碳酸铜在充分搅拌下于小火加热分解为黑色氧化铜粉末：

　　CuCO3·Cu(OH)2= 2CuO + CO2↑ + H2O

　　当不再有二氧化碳生成，表明分解完全。

　　5、电导水溶解法

　　用电导水溶解高纯硝酸铜，过滤，在清液中加入过量高纯NH3▪H2O，滤去杂质沉淀，滤液用高纯硝酸中和至氢氧化铜析出。过滤，用电导水洗涤一次，再加硝酸溶解沉淀，加高纯碳酸铵析出碳酸铜，再洗涤，甩干，在200℃烘箱内烘干后，于450-550℃灼烧3-4h，得光谱纯氧化铜：

　　Cu(NO3)2+ 2NH4OH = Cu(OH)2+ 2NH4NO3

　　Cu(OH)2= CuO + H2O

　　氧化铜用途

　　1、可用作有机合成催化剂，用作分析试剂(定氮用)、氧化剂、催化剂和石油脱硫剂，还可用于有机化合物中测定碳。

　　2、用作玻璃、搪瓷、陶瓷工业的着色剂，油漆的防邹剂，光学玻璃的磨光剂。用于制造染料、有机催化剂载体以及铜化合物。还用于人造丝制造工业及作为油脂的脱硫剂。用作其他铜盐的制造原料，也是制人造宝石的原料。

　　3、纳米氧化铜用途：

　　(1)在催化、超导、陶瓷等领域中作为一种重要的无机材料有广泛的应用。

　　(2)用作催化剂和催化剂载体以及电极活性材料。

　　(3)用作玻璃、瓷器的着色剂，光学玻璃磨光剂，有机合成的催化剂、油类的脱硫剂、氢化剂。

　　(4)制造人造宝石及其它铜氧化物。

　　(5)用于人造丝的制造，以及气体分析和测定有机化合物等。

　　(6)还可作为火箭推进剂的燃速催化剂。纳米氧化铜粉体具有比大尺寸氧化铜粉体更优越的催化活性和选择性及其他。