碱式碳酸铜受热分解的温度是200摄氏度。碱式碳酸铜加热至200摄氏度时分解黑色氧化铜、水和二氧化碳。碱式碳酸铜:呈孔雀绿颜色,所以又叫孔雀石,是一种名贵的矿物宝石。它是铜与空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气等物质反应产生的物质,又称铜绿,颜色翠绿。在空气中加热会分解为氧化铜、水和二氧化碳。溶于酸并生成相应的铜盐。在自然界中以孔雀石的形式存在。
文字表达式:碱式碳酸铜=加热=氧化铜+水+二氧化碳。化学方程式:Cu2(OH)2CO3=2CuO+H2O0+CO2。碱式碳酸铜化学式为Cu2(OH)2CO3,也有写作CuCO3·Cu(OH)2,颜色翠绿,不溶于水。碱式碳酸铜一般常称为铜锈或铜绿。
碱式碳酸铜物理性质
碱式碳酸铜是美观的绿色粉末状晶体,加热至220℃时分解。不溶于水和乙醇,可溶于氨水生成二价铜的氨配合物。溶于酸形成相应的铜盐,溶于氰化物、氨水、铵盐和碱金属碳酸盐的水溶液中,形成铜的配合物。在水中煮沸或在强碱溶液中加热时则可生成褐色的氧化铜。可与硫化氢反应生成硫化铜。在自然界中以孔雀石的形式存在。
碱式碳酸铜是一种用途广泛的化工原料,可用作分析试剂,在无机盐工业中用于制备各种铜化物;在有机工业中用作有机合成的催化剂; 在电镀铜锡合金工业中用作铜的添加剂; 在农业上用作植物黑穗病的防止剂、杀虫剂和磷毒的解毒剂,还用作种子的杀菌剂; 与沥青混合可防止牲畜及野鼠啃树苗; 用于饲料中作铜的添加剂,在原油贮存时作脱碱剂等,也可用于烟火制造、颜料、电子陶瓷。
以硝酸铜和碳酸钠为原料发生复分解反应制备碱式碳酸铜,其反应方程如下:
2Cu( NO3)2 + 2Na2CO3 + H2O =Cu( OH)2·CuCO3↓ + CO2↑ + 4NaNO3
由于生成的碱式盐即Cu( OH)2·CuCO3不溶于水,而其它产物是气体或易溶于水,便于分离,因此可以据此反应制备碱式碳酸铜。
在250 mL 四口瓶中加入碳酸钠溶液,150 mL烧杯中加入硝酸铜溶液,置于恒温水浴中,达到指定温度后,将硝酸铜溶液倒入四口瓶中,控制溶液pH在8. 5 左右,连续搅拌,反应20 min 后将反应物倒入烧杯中,静置陈化后,进行减压抽滤,洗涤2 ~ 3 次,湿滤饼放入恒温箱中于100 ℃ 左右干燥1. 5 h 即得产品。
温度对碱式碳酸铜产率的影响:
固定硝酸铜的浓度为0. 45 mol /L,碳酸钠的浓度为0. 55 mol /L,配比为1. 4 : 1,只改变反应温度,结果见图。
由图可知,碱式碳酸铜的产率随温度的升高,先升高后降低。当温度< 60 ℃时,所得产品颜色偏蓝,且颗粒大小不是很均匀,这是由于温度过低生成的大多为无定形产品,特别是当温度在40 ℃左右时主要产物是蓝色的氢氧化铜; 当温度在58℃ 左右时,碱式碳酸铜的产率最高,且产品的品质好,颜色为翠绿色。当温度太高( 80 ℃) 时,产品的颜色偏绿但会伴有黑色沉淀,这是由于温度过高有部分氢氧化铜受热分解成氧化铜。而温度在58 ℃左右时生成的产品无论在量或品质上都较好,故硝酸铜与碳酸钠最佳温度在58℃。
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