水合硝酸铜的特性、应用及制备

背景及概述

水合硝酸铜（Copper(II)NitrateHydrate）是一类含结晶水的铜(II)硝酸盐，常见形态为三水合物Cu(NO₃)₂・3H₂O与六水合物Cu(NO₃)₂・6H₂O，深蓝色棱柱状结晶，易潮解，极易溶于水、乙醇，水溶液呈弱酸性（0.2mol/L溶液pH≈4），不溶于乙酸乙酯，是无机化学与工业领域重要的铜盐试剂。

图1 水合硝酸铜性状图

特性

水合硝酸铜兼具铜离子的配位性与硝酸根的强氧化性。水合硝酸铜热不稳定性，加热逐步分解，170℃生成碱式硝酸铜[1]，高温最终分解为CuO、NO₂与O₂。与有机物、还原剂（硫、磷等）混合易引发燃烧爆炸；遇浓氨水生成爆炸性络合物。强吸湿性，对皮肤、黏膜有腐蚀性，可致灼伤。

制备方法

实验室常用铜与稀硝酸反应制备水合硝酸铜：3Cu+8HNO₃(稀)→3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O，蒸发浓缩结晶得三水合物；六水合物需在低温（<26℃）下结晶获得。工业上则以氧化铜或碳酸铜与硝酸反应制备。

用途

水合硝酸铜用于蛋白质鉴定（双缩脲反应）、配位化学与热分解实验演示。制备CuO基催化剂，用于有机合成氧化反应。水合硝酸铜是镀铜原料、陶瓷釉料着色剂、制备铜基纳米材料前驱体。水合硝酸铜还用作微量元素肥料，防治植物缺铜症。

毒性危害

水合硝酸铜具有中等毒性，铜离子与硝酸根双重危害。经口摄入会强烈刺激口腔、食道及胃肠道黏膜，引发恶心、呕吐、腹痛、腹泻，严重可出现溶血、肝肾损伤、休克。水合硝酸铜具有腐蚀性、强刺激性，直接接触皮肤会造成红肿、灼伤、过敏皮炎；溅入眼睛可引发结膜充血、角膜损伤，严重可致视力暂时受损。粉尘或加热分解产生二氧化氮有毒烟气，吸入后刺激呼吸道，引发咽痛、咳嗽、胸闷，高浓度可造成支气管炎、肺水肿。

参考文献

[1]化学工业出版社。无机化学品手册[M].北京：化学工业出版社，2003.