硫化铜是一种无机化合物,化学式为CuS,属于二价铜的硫化物。 它具有极难溶于水的特性,是亚铜的硫化物和超硫化物的混盐,呈现出黑褐色的外观。硫化铜在自然界中以靛铜矿的形式存在,具有金属光泽,可以是靛青蓝色或黑色,晶体结构为单斜或六方晶系。这种物质在干空气中相对稳定,但在潮湿空气中会逐渐被氧化成硫酸铜,并且在220℃时会分解。
硫化铜的制备可以通过实验室中将硫化氢通入硫酸铜溶液来实现,或者通过向硫酸铜溶液中加入硫化铵来获得。其难溶性质使得硫化铜在分离溶液中的金属离子时非常有用,例如在Ni2+-Cu2+,Zn2+-Cu2+的混合溶液中,通过调节溶液的酸碱度并通入硫化氢气体,可以产生黑色的CuS沉淀,从而去除溶液中的Cu2+,达到分离的目的。此外,硫化铜还用于提炼铜、制取铜的化合物以及制造混合催化剂、苯胺黑染料显色剂和船底保护涂料等。
物理性质:
硫化铜是黑色单斜或六方晶体,具有金属光泽,密度为4.6克/厘米³,熔点为103℃(在103℃时发生转变),沸点为220℃(在220℃时分解)。这些性质表明硫化铜具有一定的金属特性,但在物理状态上更接近于晶体而非液态或气态。
化学性质:
硫化铜难溶于水,不溶于一般稀酸,这一性质表明其在水中和常见的酸性溶液中较为稳定。
它能溶于热的稀硝酸、热的浓盐酸或浓硫酸,生成相应酸的二价铜盐。这一特性使得硫化铜在某些化学反应中可以作为催化剂或参与特定的化学反应。
硫化铜还易溶于热的氰化钾或氰化钠溶液中,形成四氰合铜(Ⅰ)配离子〔Cu(CN)4〕3-。这一性质在分析化学中可能用于分离溶液中的金属离子。
在自然界中,硫化铜以靛铜矿形式存在,这表明其在自然环境中较为稳定,不易被分解或转化。
硫化铜在干空气中稳定,但在湿空气中逐渐被氧化成硫酸铜。这一过程显示了硫化铜与氧气和水反应的能力,尽管反应速度较慢。
着色用途:硫化铜被用于复写纸和普通圆珠笔油的着色,为其提供所需的颜色。
催化剂和染料:硫化铜用于制备混合催化剂,以及作为苯胺黑染料的显色剂。
船底保护:硫化铜还用于船底保护油漆的制备。
光电材料:硫化铜纳米粒子作为一种p型半导体,具有稳定的性质和对近红外光的强烈吸收能力,因此常被用作光电材料。
光热材料:硫化铜作为光热剂在生物医学领域也得到了广泛关注,可以用于恶性肿瘤的治疗。
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