设为首页收藏本页资料仓库证券大数据English Data
资料仓库 > 维基百科镜像 >  五氧化二钒

五氧化二钒

2021-02-26 12:10:57

资料专题:五氧化二钒基本信息汇总表

五氧化二钒,IUPAC名称为氧化钒(V),是钒(V)的氧化物化学式为V2O5。它是一种有毒的橙黄色固体,微溶于水,加热时失去氧而分解。可作化学工业中的催化剂,最重要的是对硫酸工业中二氧化硫转化为三氧化硫一步的催化。

五氧化二钒中的钒(+5)为最高氧化态,具有两性和氧化性。

化学性质

酸碱反应

五氧化二钒具有两性,可溶于生成多聚钒酸盐,也可溶于非还原性生成淡黄色含VO2的溶液:

V2O5 + 2HNO3→ 2 VO2(NO3)+ H2O

与碱如氢氧化钠反应,碱过量时产物为无色的钒酸钠(Na3VO4),酸度升高时,颜色逐渐由无色变为橙色再到红色。pH处于9-13时的微粒主要是HVO4、V2O7,低于9时变为V4O12、HV10O28。pH为2时沉淀出棕色的五氧化二钒水合物。

五氧化二钒与亚硫酰氯反应得到三氯氧钒:

V2O5(s)+ 3SOCl2(l)→ 2 VOCl3(l)+ 3SO2(g)

氧化还原反应

五氧化二钒中的正五价钒可被还原,在酸性介质得到V,蓝色的VO(H2O)5钒氧基离子。以盐酸氢溴酸作还原剂,氧化产物是相应的卤素单质:

V2O5(s)+ 6 HCl + 7 H2O → 2 [VO(H2O)5] + 4Cl +Cl2

固态的五氧化二钒可被草酸、一氧化碳或二氧化硫还原为深蓝色的二氧化钒固体,还原剂过量会经由V4O7与V5O9之类的复杂氧化物混合物,最终产物是黑色的三氧化二钒

溶液中,钒酸盐或VO2离子被汞齐还原,会发生一系列的颜色变化,最终得到V离子:

无色"VO3" → 黄色"VO2" → 蓝色"VO" → 绿色"V" → 紫色"V"

制备

首先用碳酸钠处理含钒矿物生成偏钒酸钠,而后用硫酸控制pH为2-3,沉淀,加热至690°C熔化便可得到粗五氧化二钒。

金属钒与过量氧气反应的主要产物是五氧化二钒,但常常含有钒的其他低价氧化物杂质。实验室中,可用偏钒酸铵在200°C时的分解反应制备五氧化二钒:

2 NH4VO3 → V2O5(s)+ 2NH3+ H2O

应用

五氧化二钒最重要的应用,是在接触法制硫酸时,作二氧化硫氧化为三氧化硫的催化剂。三氧化硫进一步与硫酸反应可以得到焦硫酸,而一个焦硫酸可加水形成两个硫酸

2 SO2 +O22 SO3

一般催化反应于400-620°C时发生。低于此温度时,五氧化二钒无法发挥出催化活性;高于此温度时,五氧化二钒则分解。反应的催化机理如下,经由低价的二氧化钒中间产物:

SO2 + V2O5(s)→ SO3(g)+ 2VO2(s)2 VO2(s)+/2 O2(g)→ V2O5

参见

  • 五氧化二钒性质表

参考资料

资料专题:五氧化二钒参考资料