Химические свойства меди
В сухом воздухе медь практически не окисляется, с водой не взаимодействует и является довольно инертным металлом.
1. Взаимодействие с неметаллами
С кислородом в зависимости от температуры взаимодействия медь образует два оксида:
при 400–500°С образуется оксид двухвалентной меди:
2Cu + O2 = 2CuO;
при температуре выше 1000°С получается оксид меди (I):
4Cu + O2 = 2Cu2O.
Аналогично реагирует с серой:
при 400°С образуется сульфид меди (II):
Cu + S = CuS;
при температуры выше 400°С получается сульфид меди (I):
2Cu + S = Cu2S.
При нагревании с фтором, хлором, бромом образуются галогениды меди (II):
Cu + Br2 = CuBr2;
с йодом – образуется йодид меди (I):
2Cu + I2 = 2CuI.
Медь не реагирует с водородом, азотом, углеродом и кремнием.
2. Взаимодействие с кислотами
В электрохимическом ряду напряжений металлов медь расположена после водорода, поэтому она не взаимодействует с растворами разбавленной соляной и серной кислот и щелочей.
Растворяется в разбавленной азотной кислоте с образованием нитрата меди (II) и оксида азота (II):
3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O.
Реагирует с концентрированными растворами серной и азотной кислот с образованием солей меди (II) и продуктов восстановления кислот:
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O;
Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O.
С концентрированной соляной кислотой медь реагирует с образованием трихлорокупрата (II) водорода:Cu + 3HCl = H[CuCl3] + H2.
3. Взаимодействие с аммиаком
Медь растворяется в водном растворе аммиака в присутствии кислорода воздуха с образованием гидроксида тетраамминмеди (II):
2Cu + 8NH3 + 2H2O + O2 = 2[Cu(NH3)4](OH)2.
4. Восстановительные свойства
Медь окисляется оксидом азота (IV) и хлоридом железа (III):
2Cu + NO2 = Cu2O + NO;
Cu + 2FeCl3 = CuCl2 + 2FeCl2.
Способы получения меди
Для получения меди применяют пиро-, гидро- и электрометаллургические процессы.
Пирометаллургический процесс получения меди из сульфидных руд типа CuFeS2выражается суммарным уравнением:
2CuFeS2 + 5O2 + 2SiO2 = 2Cu + 2FeSiO3 + 4SO2.
Гидрометаллургические методы получения меди основаны на селективном растворении медных минералов в разбавленных растворах серной кислоты или аммиака, из полученных растворов медь вытесняют металлическим железом:
CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4.
Электролизом получают чистую медь:
2CuSO4 + 2H2O 
2Cu + O2 + 2H2SO4;
на катоде выделяется медь, на аноде – кислород.
Оксид и гидроксид меди (I)
Оксид меди (I) Cu2O – красновато-коричневые кристаллы с кубической кристаллической решеткой, в которых реализуется линейно-тетраэдрическая координация атомов, плотность 6,1 г/см3, температура плавления 1242°С.
В воде не растворяется и не реагирует с ней. Имеет слабовыраженные амфотерные свойства с преобладанием основных.
Взаимодействует с растворами щелочей с образованием гидроксокомплексов:
Cu2O + 2NaOH + H2O = 2Na[Cu(OH)2].
В водных растворах аммиака образует гидроксид диамминмеди (I):
Cu2O + 4NH3 + H2O = 2[Cu(NH3)2]OH.
С соляной кислотой взаимодействует с образованием дихлорокупрата (I) водорода:
Cu2O + 4HCl = 2H[CuCl2] + H2O.
С бромоводородом и йодоводородом образует соли меди (I):
Cu2O + 2HBr = 2CuBr + H2O;
Cu2O + 2HI = 2CuI + H2O.
В разбавленной серной кислоте диспропорционирует, образуя сульфат меди (II) и металлическую медь:Cu2O + H2SO4 = Cu + CuSO4 + H2O.
Восстанавливается водородом, угарным газом и активными металлами до металлической меди:Cu2O + H2 = 2Cu + H2O;
Cu2O + CO = 2Cu + CO2;
Cu2O + Mg = 2Cu + MgO.
При нагревании окисляется кислородом воздуха:2Cu2O + O2 = 4CuO.
Оксид меди (I) получают электролизом раствора хлорида натрия с использованием медных электродов. На катоде выделяется водород, а на аноде растворяется медь с образованием ионов Cu+, при взаимодействии с группами ОН- образуется Cu2O.
Оксид меди (I) образуется при нагревании до 1100°С оксида меди (II):
4CuO = 2Cu2O + O2
или при восстановлении сульфата меди глюкозой или гидразином в щелочной среде:
2CuSO4 + C6H12O6 + 4NaOH = Cu2O + C6H12O7 + 2Na2SO4 + 2H2O.
Гидроксид меди (I) CuOH как индивидуальное соединение не выделен. При взаимодействии солей меди (I) с щелочами в растворе образуется гидратированный оксид Cu2O · nH2O, из раствора выделяется только Cu2O. При растворении Cu2O в растворах щелочей образуется M[Cu(OH)2].
Оксид и гидроксид меди (II)
Оксид меди (II) CuO – кристаллы черного цвета, кристаллизуются в моноклинной сингонии, плотность 6,51 г/см3, температура плавления 1447°С (под давлением кислорода). При нагревании до 1100°С разлагается с образованием оксида меди (I):
4CuO = 2Cu2O + O2.
В воде не растворяется и не реагирует с ней. Имеет слабовыраженные амфотерные свойства с преобладанием основных.
В водных растворах аммиака образует гидроксид тетраамминмеди (II):
CuO + 4NH3 + H2O = [Cu(NH3)4](OH)2.
Легко реагирует с разбавленными кислотами с образованием соли и воды:
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O.
При сплавлении со щелочами образует купраты:CuO + 2KOH = K2CuO2 + H2O.
Восстанавливается водородом, угарным газом и активными металлами до металлической меди:CuO + H2 = Cu + H2O;
CuO + CO = Cu + CO2;
CuO + Mg = Cu + MgO.
Получается при прокаливании гидроксида меди (II) при 200°С:Cu(OH)2 = CuO + H2O
или при окислении металлической меди на воздухе при 400–500°С:
2Cu + O2 = 2CuO.
Гидроксид меди (II) Cu(OH)2 – вещество голубого цвета, существует в аморфной и кристаллической формах, кристаллическая решетка ромбическая, плотность 3,37 г/см3, при нагревании выше 70°С разлагается на оксид меди (II) и воду:
Cu(OH)2 = CuO + H2O
В воде плохо растворим. Имеет слабовыраженные амфотерные свойства с преобладанием основных.
Легко реагирует с кислотами с образованием солей:
Cu(OH)2 + 2HCl = CuCl2 + 2H2O.
В водных растворах щелочей образует неустойчивые ярко-синие гидроксокомплексы:
Cu(OH)2 + 2NaOH = Na2[Cu(OH)4].
В растворе аммиака – устойчивые аммиакаты темно-синего цвета:
Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4](OH)2.
Проявляя основные свойства, взаимодействует с углекислым газом образованием основного карбоната меди (II) – малахита:
2Cu(OH)2 + CO2 = (CuOH)2CO3 + H2O.
Получается при обменном взаимодействии солей меди (II) и щелочи:
CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaCl;
кристаллический гидроксид меди (II) образуется при введении гидроксида натрия или калия в аммиачный раствор сульфата меди (II):
[Cu(NH3)4]SO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 4NH3 + Na2SO4.