密度:无水物:3.60 g/cm³(20℃);五水物:2.284 g/cm³(20℃)
溶解性:极易溶于水(无水物 20℃溶解度 20.7 g/100mL,五水物溶解度更高),水溶液呈蓝色(Cu²⁺水解显弱酸性,pH≈4~5);微溶于甲醇、乙醇,不溶于乙醚、苯等有机溶剂
吸湿性:无水物吸湿性强,易吸收空气中水分生成五水硫酸铜;五水物吸湿性较弱,干燥环境下稳定
结晶水特性:五水硫酸铜加热至 110℃失去全部结晶水变为白色无水物,遇水后迅速恢复蓝色(可用于检验水分)
水解反应:水溶液中 Cu²⁺发生水解,生成氢氧化铜胶体或碱式盐,加入硫酸可抑制水解(工业电镀液中常添加硫酸调节 pH)
复分解反应:与可溶性碱(如 NaOH)反应生成蓝色氢氧化铜沉淀;与硫化物(如 Na₂S)反应生成黑色硫化铜沉淀(难溶于酸)
配位反应:Cu²⁺可与氨水、EDTA 等形成稳定配位化合物(如铜氨络离子 [Cu (NH₃)₄]²⁺,用于电镀行业)
氧化性:Cu²⁺具有弱氧化性,可与活泼金属(如 Fe、Zn)发生置换反应,生成金属铜
稳定性:常温下固体稳定,高温下分解;避免与强还原剂、强碱、硫化物接触
硫酸浸取法(主流工艺):
原料:铜矿石(如黄铜矿、氧化铜矿)、废铜渣或金属铜
反应:铜原料与浓硫酸在加热条件下反应,生成硫酸铜溶液(Cu + 2H₂SO₄(浓) △→ CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O);氧化铜矿可直接用稀硫酸浸取(CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O)
精制:溶液经除铁(加氧化剂氧化 Fe²⁺为 Fe³⁺,调 pH 沉淀)、过滤、浓缩、冷却结晶,得到五水硫酸铜产品;如需无水物,可将结晶加热脱水干燥
电解液回收法:
从电镀铜废水、印刷电路板蚀刻废液中回收铜离子,经硫酸酸化、净化后,浓缩结晶得到硫酸铜,属于资源回收利用工艺
氧化铜硫酸中和法:
以氧化铜(CuO)为原料,与稀硫酸常温下中和反应,工艺简单、无污染,适用于高纯度产品生产
作为电镀铜的主盐,用于钢铁、有色金属表面电镀铜层(如电子元件、五金配件、汽车零部件),提供均匀、致密的镀层,增强导电性和耐腐蚀性
用于化学镀铜(无电解镀铜),作为铜离子来源,配合还原剂(如甲醛)在非金属表面(如塑料、陶瓷)沉积铜层
杀菌剂:制备波尔多液(硫酸铜 + 石灰乳),用于防治果树、蔬菜、粮食作物的真菌病害(如葡萄霜霉病、苹果腐烂病),兼具保护和治疗作用
饲料添加剂:作为动物饲料中的铜补充剂,促进畜禽生长发育(需严格控制剂量,过量有毒)
杀藻剂:用于池塘、水库的藻类防治,抑制蓝藻、绿藻过度繁殖,改善水质
无机合成原料:用于生产其他铜盐(如氯化铜、硝酸铜、氢氧化铜)、铜氧化物(氧化铜、氧化亚铜)
催化剂:用于有机合成反应(如酯化反应、氧化反应)、染料合成的催化剂
颜料与染料:用于制备蓝色颜料(如群青替代品)、印染工业的媒染剂(提升染料固着度)
电池材料:用于生产铜基电池、锂离子电池的正极材料添加剂
水处理:用于工业废水处理,去除硫化物、氰化物,以及杀菌消毒(抑制水中微生物生长)
分析试剂:实验室常用分析试剂,用于检验水分(无水硫酸铜变蓝)、滴定分析(EDTA 配位滴定)、重金属离子检测
木材防腐:用于木材浸泡处理,防止木材腐朽、虫蛀(如户外木材、枕木)
健康危害:中等毒性,对皮肤、眼睛有强烈刺激性(接触后引起红肿、疼痛、溃疡);吸入粉尘可刺激呼吸道,引起咳嗽、胸闷;口服过量会导致恶心、呕吐、腹痛、腹泻,严重时损伤肝肾功能(Cu²⁺破坏蛋白质结构)
环境危害:对水生生物剧毒(鱼类半致死浓度 LC₅₀<0.1 mg/L),泄漏会污染水体、土壤,影响生态系统
腐蚀性:水溶液呈酸性,对金属(如铁、锌)有腐蚀性,对混凝土、石材有轻微腐蚀
储存条件:密封包装(无水物用防潮包装,如双层塑料袋 + 编织袋;五水物用纸板桶或塑料桶),存放于阴凉、干燥、通风的库房,库温不超过 30℃,避免潮湿、高温和阳光直射
隔离要求:与强还原剂(如铁粉、锌粉)、强碱(如氢氧化钠)、硫化物、食品添加剂分开存放,切忌混储混运,库房设置 “有毒”“腐蚀” 警示标识
防护措施:操作人员穿戴防尘口罩、耐酸碱防护服、防化手套、护目镜,避免直接接触粉尘和水溶液;工作场所配备应急冲洗设备和中和剂(如碳酸钠溶液)
运输要求:无水物按普通货物运输,五水物按毒害品(UN 编号:3077)运输,需符合危险品运输规范,避免雨淋、碰撞,装卸时轻拿轻放
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