硝酸铜

硝酸铜是铜(II)的硝酸盐，化学式为Cu(NO₃)₂。无水物和水合物都是蓝色晶体，但性质有很大不同。水合硝酸铜常用于在学校中演示原电池反应。

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水合硝酸铜与无水硝酸铜性质有很大差异。

亮蓝色的无水硝酸铜（Cu(NO₃)₂）是一种易挥发的固体，在真空中升华。气态时，Cu(NO₃)₂单体为平面正方结构，每个Cu原子与四个氧原子相连，冷凝时则发生聚合。^[1]


气态时Cu(NO₃)₂单体的大致结构。^[2]

含2.5个结晶水的Cu(NO₃)₂(H₂O)_2.5中，中心铜被水分子和硝酸根包围，为八面体配位。^[1]

该水合物在170 °C左右分解为氧化铜、二氧化氮和氧气：

2Cu(NO₃)₂(s) → 2CuO(s) + 4NO₂(g) + O₂(g)

可通过热分解硝酸铜并将产生的气体导入水中来制取硝酸。该方法与奥斯瓦法最后一步类似。

2Cu(NO₃)₂ → 2CuO + 4NO₂ + O₂

3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO

浸过硝酸铜的薄木条在火焰下发出翡翠绿色的光，加入硝酸镁则会产生橙绿色。

含水的Cu(NO₃)₂加热会水解生成碱式盐，进一步加热分解为氧化铜，因此无法通过加热水合物来制取无水硝酸铜。

无水Cu(NO₃)₂可由金属铜与N₂O₄反应制备：^[3]

Cu + 2N₂O₄ → Cu(NO₃)₂ + 2NO

硝酸铜也可由铜与硝酸银溶液发生置换反应得到。

硝酸铜与乙酸酐的混合物（Menke condition）以发现的荷兰化学家命名，是有机合成中有用的硝化剂，用于芳香化合物的硝化。^[4]

硝酸铜承载到黏土（蒙脱土）上后，称为粘土铜试剂（Claycop），可用于氧化硫醇至二硫化物，转化缩硫醛为羰基化合物，^[5]以及硝化芳香化合物，^[6]从而避免大量使用混酸造成的环境污染。

[1]
Wells, A.F. Structural Inorganic Chemistry, Oxford: Clarendon Press (1984). ISBN 0-19-855370-6.
[2]
Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements, 2nd Edition, Oxford:Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
[3]
Jolly, W. L. "The Synthesis and Characterization of Inorganic Compounds" Prentice Hall, London, 1970
[4]
Menke J.B. Nitration with nitrates. Recueil des Travaux Chimiques des Payes-Bas. 1925, 44: 141.
[5]
Balogh, M. "Copper(II) Nitrate–K10 Bentonite Clay" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. DOI: 10.1002/047084289.
[6]
Collet, C.; Delville, A.; Laszlo, P. “Clays Direct Aromatic Nitration” Angewandte Chemie International Edition in English, 2003, Volume 29, Issue 5 , Pages 535 - 536. DOI 10.1002/anie.199005351.

性质