Медь и её соединения
Опорный конспект № 7.8 Медь и её соединения.
Проверяемый элемент содержания: ОГЭ 4.6. Химические свойства оксидов металлов.
Вернуться к Списку конспектов
Характеристика элемента меди
Медь — один из первых металлов, освоенных человеком. Ещё в древности из неё делали орудия труда, посуду, украшения. Сегодня медь — важнейший металл в электротехнике, строительстве и машиностроении.
📌 Медь Cu — элемент № 29, 4-го периода, IB группы.
Электронная конфигурация: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹
⚠️ Особенность: у меди «провал» электрона — 4s-подуровень содержит 1 электрон (вместо 2). Поэтому медь проявляет степени окисления +1 и +2.
⚡️ Медь — d-элемент, переходный металл. Полностью заполненный d-подуровень (3d¹⁰) придаёт её соединениям характерные цвета: Cu²⁺ — голубой/синий, Cu⁺ — бесцветный или красный.
Интересный факт: медь — единственный металл, который имеет красновато-розовый цвет (все остальные металлы — серебристо-белые или серые).
Положение в Периодической системе
| Признак | Характеристика |
| Положение в ПСХЭ | 4-й период, IB группа, d-элемент |
| Степени окисления | +1 (Cu₂O, CuCl, Cu₂S) и +2 (CuO, CuCl₂, CuSO₄) |
| Характер оксидов | Cu₂O — основный; CuO — основный |
| Характер гидроксидов | CuOH — нестабилен; Cu(OH)₂ — нерастворимое основание |
⚠️ Важно: медь — неамфотерный металл. Её оксиды и гидроксиды — основные. В отличие от алюминия и цинка, медь не реагирует со щелочами.
Физические свойства меди
📌 При обычных условиях медь — красновато-розовый металл.
Основные физические свойства:
- Плотность: 8,92 г/см³ (тяжёлый металл).
- Температура плавления: 1083 °С.
- Пластичная, ковкая — хорошо прокатывается и вытягивается в проволоку.
- Лучшая после серебра электропроводность — широко используется в электротехнике.
- Высокая теплопроводность.
- На воздухе покрывается зелёным налётом — патиной (основной карбонат меди).
💡 Медь используется для изготовления электрических проводов, потому что она хорошо проводит ток и относительно дёшева. 80% всей добываемой меди идёт на электротехнические нужды.
Химические свойства меди
📌 Медь — малоактивный металл. В ряду напряжений она стоит после водорода (между Hg и Ag).
⚠️ Важно: медь не вытесняет водород из кислот! (Кроме концентрированных кислот-окислителей.)
1. Взаимодействие с неметаллами
- С кислородом — при нагревании:
2Cu + O₂ → 2CuO (чёрный оксид меди(II))
При нагревании на воздухе образуется CuO (чёрный). При слабом нагревании — Cu₂O (красный):
4Cu + O₂ → 2Cu₂O
💡 Нагревание медной пластинки на воздухе — классический опыт: блестящая медь покрывается чёрным налётом CuO.
- С галогенами — с образованием галогенидов:
Cu + Cl₂ → CuCl₂
- С серой — при нагревании:
2Cu + S → Cu₂S (сульфид меди(I))
⚠️ Сера окисляет медь до степени +1, а не до +2.
- С азотом, фосфором, водородом — непосредственно не реагирует.
2. Взаимодействие с водой
📌 Медь не реагирует с водой ни при каких условиях.
3. Взаимодействие с кислотами
📌 С разбавленными кислотами (HCl, H₂SO₄ разб.) — не реагирует (медь стоит после H₂).
📌 С концентрированной серной кислотой — реагирует при нагревании:
Cu + 2H₂SO₄(конц.) → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O
📌 С азотной кислотой (разбавленной и концентрированной) — реагирует:
3Cu + 8HNO₃(разб.) → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O
Cu + 4HNO₃(конц.) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O
⚠️ В реакциях с концентрированными кислотами-окислителями выделяются не водород, а SO₂ или NO₂/NO.
4. Взаимодействие с солями
📌 Медь не вытесняет металлы из растворов солей, так как она очень малоактивна.
⚠️ Но более активные металлы (Fe, Zn, Al) вытесняют медь из растворов её солей:
Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu↓
5. Окисление на воздухе
📌 Во влажном воздухе, содержащем CO₂, медь окисляется, покрываясь зелёным налётом патины — основного карбоната меди (CuOH)₂CO₃:
2Cu + O₂ + CO₂ + H₂O → (CuOH)₂CO₃
💡 Зелёный налёт на медных крышах и памятниках — это и есть патина. Она защищает медь от дальнейшей коррозии.
Соединения меди
Оксиды меди
| Оксид | Формула | Цвет | Характер |
| Оксид меди(I) | Cu₂O | Красный | Основный |
| Оксид меди(II) | CuO | Чёрный | Основный |
📌 CuO реагирует с кислотами → соль + вода:
CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O
📌 Cu₂O — тоже основный оксид, реагирует с кислотами, но с образованием смеси Cu²⁺ и Cu:
Cu₂O + 2HCl → CuCl₂ + Cu + H₂O
💡 Реакция Cu₂O с кислотами — реакция диспропорционирования: Cu⁺ одновременно и окисляется (до Cu²⁺), и восстанавливается (до Cu⁰).
Гидроксид меди(II) Cu(OH)₂
- Нерастворимое основание (голубой осадок).
- Получение: CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄
- Реагирует с кислотами:
Cu(OH)₂ + 2HCl → CuCl₂ + 2H₂O
- Разлагается при нагревании:
Cu(OH)₂ → CuO + H₂O
💡 Голубой осадок Cu(OH)₂ — одна из самых узнаваемых качественных реакций в неорганической химии.
Соли меди
📌 Соли меди(II) — окрашенные вещества:
- CuSO₄·5H₂O — медный купорос (синие кристаллы).
- CuCl₂ — жёлто-зелёные кристаллы (в растворе голубой).
- Cu(NO₃)₂ — голубые кристаллы.
📌 Свойства солей меди(II):
- Гидролизуются в растворах (среда кислая).
- Качественная реакция на Cu²⁺: с щёлочью — голубой осадок Cu(OH)₂.
- Реакция с железом: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu↓ (медь выделяется на железе).
Соли меди(I)
📌 Соли меди(I) — малорастворимы, часто бесцветны:
- CuCl — белый осадок.
- Cu₂O — красный осадок.
⚠️ Соли Cu⁺ в воде неустойчивы и диспропорционируют: 2Cu⁺ → Cu²⁺ + Cu⁰.
Сравнение соединений Cu⁺ и Cu²⁺
| Свойство | Соединения Cu⁺ | Соединения Cu²⁺ |
| Цвет солей | Бесцветные или красноватые | Голубые/синие |
| Оксид | Cu₂O — красный | CuO — чёрный |
| Гидроксид | CuOH — нестабилен | Cu(OH)₂ — голубой |
| Устойчивость в воде | Неустойчивы | Устойчивы |
| Окислительно-восстановительные свойства | Склонны к диспропорционированию | Окислители |
Получение меди
📌 Мeдь получают из руд (медный блеск Cu₂S, халькопирит CuFeS₂, малахит (CuOH)₂CO₃).
Пирометаллургический способ:
- Обжиг руды: 2Cu₂S + 3O₂ → 2Cu₂O + 2SO₂
- Восстановление: Cu₂S + 2Cu₂O → 6Cu + SO₂↑
Гидрометаллургический способ:
CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O
CuSO₄ + Fe → FeSO₄ + Cu↓
Электролиз: Очистка (рафинирование) меди электролизом.
Применение меди и её соединений
Мeдь:
- Электротехника (провода, кабели).
- Машиностроение (радиаторы, детали).
- Сплавы: бронза (медь + олово), латунь (медь + цинк), нейзильбер (медь + никель + цинк).
Медный купорос CuSO₄·5H₂O:
- Борьба с вредителями растений.
- Производство красок (синяя краска).
- Электролитические ванны.
Оксид меди(II) CuO:
- Катализатор.
- Пигмент для стекла и керамики.
Практическое задание
📌 Задание 1. Напишите уравнения реакций, подтверждающих свойства меди:
- Cu + O₂ →
- Cu + H₂SO₄(конц.) →
- Cu + HNO₃(разб.) →
- Cu + HCl →
📌 Задание 2. Как получить Cu(OH)₂ из CuSO₄? Напишите уравнение реакции.
📌 Задание 3. Как распознать ионы Cu²⁺ в растворе?
📌 Задание 4. Почему медь не реагирует с разбавленной серной кислотой?
⚡️ Проверьте себя:
- Задание 1: 1) 2Cu + O₂ → 2CuO; 2) Cu + 2H₂SO₄(конц.) → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O; 3) 3Cu + 8HNO₃(разб.) → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O; 4) Cu + HCl → реакция не идёт.
- Задание 2: CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄.
- Задание 3: с щёлочью → голубой осадок Cu(OH)₂.
- Задание 4: медь стоит после водорода в ряду напряжений.
Памятка
- ✅ Медь (Cu) — малоактивный металл, стоит после H₂ в ряду напряжений.
- ✅ Степени окисления: +1 и +2.
- ✅ Оксиды: Cu₂O (красный, основный), CuO (чёрный, основный).
- ✅ Гидроксид: Cu(OH)₂ — голубой, нерастворимое основание.
- ✅ Не реагирует: с разбавленными кислотами (HCl, H₂SO₄ разб.) и водой.
- ✅ Реагирует: с O₂, галогенами, S, с концентрированными H₂SO₄ и HNO₃ (с SO₂, NO₂/NO).
- ✅ Соли Cu²⁺ — голубые/синие, гидролизуются.
- ✅ Качественная реакция на Cu²⁺: с щёлочью → голубой осадок Cu(OH)₂.
Вы смотрели конспект урока химии по теме «Медь и её соединения». Выберите дальнейшее действие:
- Перейти к Списку конспектов по химии (по классам)
- Найти конспект в Кодификаторе ОГЭ по химии
- Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по химии
