氧化銅

　　氧化銅是一種無機物，化學式CuO。是一種銅的黑色氧化物，略顯兩性，稍有吸濕性。不溶于水，易溶于酸，對熱溫定，高溫下分解出氧氣。氧化銅主要用于制人造絲、陶瓷、釉及搪瓷、電池、石油脫硫劑、殺蟲劑，也供制氫、催化劑、綠色玻璃等用。

　　氧化銅物理性質

　　1、性狀：黑色單斜晶系結晶或黑到棕黑色無定形結晶性粉末。

　　2、密度(g/cm3)： 6.3-6.49

　　3、熔點(ºC)：1326

　　4、折射率： 2.63

　　5、溶解性：不溶于水和醇，溶于稀酸、氯化銨、碳酸銨和氰化鉀。緩慢溶于氨水生成配合物。

　　氧化銅化學性質

　　一、還原反應

　　1、碳還原氧化銅

　　2CuO + C = 2Cu + CO2↑(條件：高溫)

　　2、一氧化碳還原氧化銅

　　CuO + CO = Cu + CO2(條件：加熱)

　　3、氫氣還原氧化銅 [8]

　　CuO + H2= Cu + H2O (條件：加熱)

　　二、與酸反應

　　氧化銅在與稀硫酸或鹽酸反應時，會生成鹽和水

　　CuO + H2SO4= CuSO4+ H2O

　　氧化銅制取方法

　　實驗室制法

　　1、利用銅鹽如CuSO4與堿(NaOH)反應生成Cu(OH)2，再將 Cu(OH)2加熱分解以制得CuO。

　　CuSO4+ 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4

　　Cu(OH)2= CuO + H2O(條件：加熱)

　　化學口訣

　　三分之一適研缽，先慢后快圓周磨。

　　火堿宜用飽和液，全部變黑方停做。

　　三分之一適研缽：每次研磨時所裝藥品不能超過研缽容積的1/3(裝多了不僅研磨時灑出來，而且降低研磨細度和速率)。

　　先慢后快圓周磨：研磨時杵頭要壓在研缽體上，始終作圓周運動，開始時速度要慢，隨著藥品的破碎程度增大，可以適當加快研磨速度。

　　火堿宜用飽和液：為了減少溶液的體積，最好用飽和的NaOH溶液。

　　全部變黑方停做：直到全部變成了黑色固體時才停止加熱。

　　2、氧化銅可由金屬銅在空氣中加熱，或者加熱分解氫氧化銅、硝酸銅、堿式碳酸銅等而制得。

　　2Cu + O2= 2CuO

　　2Cu(NO3)2→ 2CuO + 4NO2+ O2(條件：加熱)

　　Cu(OH)2?CuCO3→ 2CuO + CO2+ H2O(條件：加熱)

　　工業制法

　　1、銅粉氧化法

　　以銅灰、銅渣為原料經焙燒，用煤氣加熱進行初步氧化，以除去原料中的水分和有機雜質。生成的初級氧化物自然冷卻，粉碎后，進行二次氧化，得到粗品氧化銅。粗品氧化銅加入預先裝好1：1硫酸的反應器中，在加熱攪拌下反應至液體相對密度為原來的1倍，pH值為2-3時即為反應終點，生成硫酸銅溶液，靜置澄清后，在加熱及攪拌的條件下，加入鐵刨花，置換出銅，然后用熱水洗滌至無硫酸根和鐵質。經離心分離、干燥，在450℃下氧化焙燒8h，冷卻后，粉碎至100目，再在氧化爐中氧化，制得氧化銅粉末。

　　4Cu + O2→ 2Cu2O

　　Cu2O + 0.5O2→ 2CuO

　　CuO + H2SO4→ CuSO4+ H2O

　　CuSO4+ Fe → FeSO4 + Cu↓

　　2Cu + O2→ 2CuO

　　2、硝酸銅熱分解法

　　將電解銅用稀硝酸溶解后在水浴上蒸干，然后在干燥器里要非常緩慢地從90℃加熱到120℃。當生成松軟的堿式鹽時，放入水中煮沸、過濾、干燥;然后將其慢慢加熱到400℃，使大部分硝酸除去;接著粉碎后加熱到850℃，保持1h，使其分解為氧化銅。為使反應更加完全，可將產品再次粉碎，在約700℃的條件下，加熱1h后，放入干燥器中冷卻。

　　3、碳酸銅熱分解法

　　將銅粉或銅線在通風櫥內用盡可能少的6mol/L硝酸使其完全溶解，如果溶液不透明，則需過濾。另將碳酸鈉配成溶液與上述硝酸銅溶液混合、煮沸生成黑色的堿式鹽沉淀。當固體沉降后舍去上層清液，用傾析法充分洗滌、過濾、干燥。將其放于蒸發皿上，在充分攪拌下用小火加熱，使其分解為氧化銅。

　　4、銅絲或銅粉硝化

　　將銅絲或銅粉溶于6mol/L硝酸中保持銅稍過量，加熱至溶液pH值3-4，以除去氫氧化鐵沉淀，然后與10%( 質量)的碳酸鈉溶液混合，加熱沸騰，有堿式鹽析出，棄去上層清液，用水充分洗滌、過濾、干燥。將干燥的堿式碳酸銅在充分攪拌下于小火加熱分解為黑色氧化銅粉末：

　　CuCO3·Cu(OH)2= 2CuO + CO2↑ + H2O

　　當不再有二氧化碳生成，表明分解完全。

　　5、電導水溶解法

　　用電導水溶解高純硝酸銅，過濾，在清液中加入過量高純NH3?H2O，濾去雜質沉淀，濾液用高純硝酸中和至氫氧化銅析出。過濾，用電導水洗滌一次，再加硝酸溶解沉淀，加高純碳酸銨析出碳酸銅，再洗滌，甩干，在200℃烘箱內烘干后，于450-550℃灼燒3-4h，得光譜純氧化銅：

　　Cu(NO3)2+ 2NH4OH = Cu(OH)2+ 2NH4NO3

　　Cu(OH)2= CuO + H2O

　　氧化銅用途

　　1、可用作有機合成催化劑，用作分析試劑(定氮用)、氧化劑、催化劑和石油脫硫劑，還可用于有機化合物中測定碳。

　　2、用作玻璃、搪瓷、陶瓷工業的著色劑，油漆的防鄒劑，光學玻璃的磨光劑。用于制造染料、有機催化劑載體以及銅化合物。還用于人造絲制造工業及作為油脂的脫硫劑。用作其他銅鹽的制造原料，也是制人造寶石的原料。

　　3、納米氧化銅用途：

　　(1)在催化、超導、陶瓷等領域中作為一種重要的無機材料有廣泛的應用。

　　(2)用作催化劑和催化劑載體以及電極活性材料。

　　(3)用作玻璃、瓷器的著色劑，光學玻璃磨光劑，有機合成的催化劑、油類的脫硫劑、氫化劑。

　　(4)制造人造寶石及其它銅氧化物。

　　(5)用于人造絲的制造，以及氣體分析和測定有機化合物等。

　　(6)還可作為火箭推進劑的燃速催化劑。納米氧化銅粉體具有比大尺寸氧化銅粉體更優越的催化活性和選擇性及其他。