铜族元素在化学活性上的特点及应用

1.单质

铜族单质具有密度较大，熔沸点较高，优良的导电、传热性，延展性好等共同特性。在所有的金属中，银的导电性最好，铜次之，因而在电器中广泛采用铜作为导电材料，要求高的场合，如触点、电极等可采用银。另外，铜、银之间以及铂、锌、锡、钯等其他金属之间很容易形成合金。如铜合金中的黄铜（含锌）、青铜（含锡）、白铜（含镍）等。有时把铜、银和金称为“货币金属”，这是因为古今中外都用它们作为金属货币的主要成分。

铜族元素的化学活性较低，并按Cu、Ag、Au的顺序递减，这主要表现在与空气中氧的反应及与酸的反应上。

铜在常温下不与干燥空气中的氧化合，加热时能产生黑色的氧化铜。银、金在加热时也不与空气中的氧化合。在潮湿的空气中放久后，铜表面会慢慢生成一层绿色的铜锈（俗称铜绿）——碱式碳酸铜Cu₂（OH）₂CO₃：

铜绿可防止金属进一步腐蚀，其组成是可变的。银、金则不发生这个反应。

空气中如含有H₂S气体跟银接触后，银的表面很快生成一层Ag₂S的黑色薄膜而使银失去白色光泽。

2.氧化物和氢氧化物

水合铜离子[Cu（H₂O）₆] ²⁺呈蓝色。在Cu²⁺的溶液中加入适量的碱，析出浅蓝色Cu（OH）₂沉淀。加热Cu（OH）₂悬浮液到接近沸腾时分解出CuO：

这一反应常用来制取CuO。

Cu（OH）₂略显两性，不但溶于酸，还能溶于过量浓碱溶液中，生成四羟基合铜（Ⅱ）离子[Cu（OH）₄] ^2-：

[Cu（OH）₄] ^2-可被葡萄糖还原为鲜红色的Cu₂O：

分析化学上利用这个反应测定醛，医学上用这个反应来检查糖尿病。

在AgNO₃溶液中加NaOH，反应首先析出白色AgOH。常温下AgOH极不稳定，立即脱水生成暗棕色Ag₂O沉淀：

Ag₂O对热不稳定，加热到300℃即完全分解为Ag和O₂。此外，Ag₂O具有较强的氧化性，容易被CO或H₂O₂还原为单质银。

Ag₂O可溶于硝酸，也可溶于氨水溶液：

3.铜盐

铜的常见氧化数为+2和+1。

（1）硫酸铜 最常见的铜盐是五水硫酸铜CuSO₄·5H₂O，俗名胆矾或蓝矾，呈蓝色。CuSO₄·5H₂O受热后会逐步脱水：

无水硫酸铜为白色粉末，不溶于乙醇和乙醚，其吸水性很强，吸水后显出特征的蓝色。可利用这一性质来检验乙醇、乙醚等有机溶剂中的微量水分。也可以用无水硫酸铜从这些有机物中除去少量水分（作干燥剂）。

在CuSO₄溶液中逐步加入氨水，先得到浅蓝色的碱式硫酸铜沉淀：

若继续加入氨水，Cu₂（OH）₂SO₄即溶解，得到深蓝色的铜氨配离子[Cu（NH₃）₄] ²⁺，此反应是鉴定Cu²⁺的特效反应。但含量极微时，此法不宜检出。在近中性或酸性溶液中，Cu²⁺能与[Fe（CN）₆]^4-反应，生成红棕色Cu₂[Fe（CN）₆]沉淀：

这一反应常用来鉴定微量Cu²⁺的存在。

硫酸铜是制备其他含铜化合物的重要原料，在工业上用于镀铜和制颜料。在农业上同石灰乳混合得到波尔多液，在果园中是最常用的杀菌剂。

（2）铜（Ⅰ）和铜（Ⅱ）之间的相互转化Cu⁺在水溶液中不稳定，易发生歧化反应而转变为Cu²⁺。但当Cu⁺形成配合物后，它能较稳定地存在于溶液中。(www.xing528.com)

若使铜（Ⅱ）转化为铜（Ⅰ），必须有还原剂存在，同时Cu⁺必须以沉淀或配合物形式存在，例如可利用CuSO₄或CuCl₂的溶液与浓HCl和Cu屑混合，在加热的情况下，来制取[CuCl₂]^-的溶液：

将制得的溶液，倒入大量水中稀释时，会有白色氯化亚铜沉淀析出：

如果用其他还原剂代替Cu，也可以得到Cu⁺化合物，例如：

此反应是碘量法测定铜的依据。

4.银盐

银常形成氧化数为+1的化合物。银盐的一个特点是多数难溶于水，能溶的只有硝酸银、氟化银、高氯酸银等少数几种。

（1）硝酸银AgNO₃是最重要的可溶性银盐。

固体AgNO₃受热会分解：

如若见光AgNO₃也会按上式分解，故应将其保存在棕色玻璃瓶中。

AgNO₃具有氧化性，可被有机物还原为黑色的Ag，也可被Zn、Cu等金属还原为Ag。此外，AgNO₃可使蛋白质凝固成黑色的蛋白银，故对皮肤有腐蚀作用。10%的稀AgNO₃溶液在医药上可作为杀菌剂。

（2）卤化银 在硝酸银溶液中加入卤化物，可以生成AgCl、AgBr、AgI沉淀。卤化银的颜色依Cl—Br—I的顺序加深（白—浅黄—黄），溶解度依次降低。AgF易溶于水。

卤化银的一个典型性质是对光敏感，在光照下分解：

X代表Cl、Br、I。照相工业上常用AgBr制造照相底片或印相纸等。

（3）配合物 在水溶液中，Ag⁺能与多种配位体形成配合物，如与NH₃、、CN^-等形成配位数是2的稳定程度不同的配离子。

Ag⁺的许多难溶于水的化合物可以转化为配离子而溶解，但若向银的配合物溶液中加入适当的沉淀剂，又会有银的沉淀析出。根据Ag⁺难溶盐溶解度的不同和配离子稳定性的差异，沉淀的溶解和生成以及配离子的形成和解离，可以在一定条件下相互转化。

在定性分析中，Ag⁺的鉴定可利用Ag⁺与盐酸反应生成白色凝乳状沉淀的性质，沉淀不溶于硝酸，但溶于氨水中：

含有[Ag（NH₃）₂]⁺的溶液能把醛和某些糖类氧化，本身被还原为Ag。例如：

工业上利用这类反应来制镜子或在暖水瓶的夹层上镀银。

再如Ag⁺与作用先产生Ag₂S₂O₃，产物迅速分解，颜色由白色经黄色、棕色，最后成黑色的Ag₂S。但若过量，则反应最终产生配离子：

[Ag（S₂O₃）₂]^3-也是一种常见的银的配合物，照相底片上未曝光的溴化银在定影液（）中形成[Ag（S₂O₃）₂]^3-而溶解：

Ag₂S的溶解度太小，难以借配位反应使它溶解，通常借助于氧化还原反应使它溶解。例如，用HNO₃来氧化Ag₂S，发生如下反应：

从而使Ag₂S溶解。CuS同样也可借此方法溶解。