釩鉛礦

Pb5VO4

3Cl（）

釩V綠硫釩礦

VS419.6釩單質

釩在地殼中的質量分數(shù)為0.0160

%

列第19位

釩V在自然界中非常分散，屬于稀有元素。

釩呈銀白色，熔點比Ti高。

釩純凈時延展性好，不純時硬而脆。金屬釩可以吸取氫，并生成多種構成的氫化物，如V2H，V3H2，VH。

釩的氫化物為灰黑色物質，仍保持金屬外觀。金屬釩吸氫后晶格膨脹，隨著吸氫量的不一樣其密度比金屬釩減小6~10%。

金屬釩吸氫后變脆變硬。釩的氫化物在真空中加熱到600~700℃將發(fā)生分解，伴隨氫的釋出，釩的硬度減少，并恢復原有的延展性。

鋼中加

0.1％~

0.2

%

的釩，韌性、強度、延展性及抗沖擊力均加強。

但由于表面鈍化，常溫下不活潑。

釩應是極活潑的金屬。

從熱力學上看V2++2e－

VE

?

=－1.175V

非氧化性酸不能與釩作用，堿也不能與釩作用。塊狀的釩可以抵御空氣的氧化和海水的腐蝕。4V+5O2———2V2O5660℃

高溫下釩的活性很高。

釩與氧氣共熱，溫度高時得磚紅色的V2O5

釩可以與熔融的強堿反應。

與鹵素共熱時，

可以得到無色液體VF5，紅色液體

VCl4，黑綠色固體VBr3，如高溫V+2Cl2

———VCl4

釩可以溶于濃硫酸和硝酸中V+8HNO3

——VNO3

4+4NO2+4H2O（）V（IV）的硝酸鹽以VNO3

4

或

VONO3

2

形式存在。（）（）V2O5

為磚紅色固體，無臭、無味、有毒，是釩酸

H3VO4

及偏釩酸HVO3

的酸酐。19.7釩的化合物19.7.1釩的氧化物2NH4VO3———V2O5+2NH3+H2O>400℃

除通過單質高溫合成外，加熱偏釩酸銨可得V2O5

黃色三氯氧釩水解也可得V2O52VOCl3+3H2O——

V2O5+6HCl

兩性氧化物

V2O5

在

H2O中溶解度很小。但在酸中、堿中都可溶。V2O5+6NaOH——2Na3VO4+3H2OV2O5+6HCl——2VOCl3+3H2O（）V2O5+H2SO4

——VO2

2SO4+H2OV2O5中的V（V）有較強的氧化性。

E

?（VO2+/VO2+）=0.991V

可將較濃鹽酸氧化成氯氣。

E

?=0.991VVO2++2H++e－

VO2++H2OCl2

+2e－

2Cl－

E

?=1.36

V

濃鹽酸中[H+]大，使V（V）的氧化性增大。H+屬于“氧化型”VO2++2H++e－

VO2++H2O

濃鹽酸中[Cl－]大，使Cl－的還原性增大。Cl－屬于“還原型”Cl2

+2e－

2Cl－V2O5+6HCl——2VOCl2+Cl2+3H2O

可以認為先生成VOCl3，之后

VOCl3分解放出Cl2。于是，有如下反應發(fā)生

在強酸中，

V（V）以

VO3+形式存在

V（IV）

以

VO2+形式存在

或以VO2+形式存在

V2O5

在氫氣流中加熱，將被還原成V2O3

若與高壓氫氣在高溫下作用，其將被還原成單質釩。V2O5+2H2——2V2O3+2H2O

VSO4

中的

V（II）可以被

KMnO4

氧化成

V（III）6VSO4+2KMnO4+H2O——

2V2

SO4

3+V2O3+2MnO2+2KOH（）

V2O3

可以與羥氨作用被氧化成

VO2V2O3+NH2OH——2VO2+NH3

VO2溶于硝酸中即被氧化成V2O52VO2+2HNO3

——V2O5+2NO2+H2O

VO2也可被MnO2

氧化成V2O5上面波及的幾種釩的氧化物，除V2O5在水中尚有一定的溶解度之外，其他均為難溶物質。并且除V2O5為磚紅色之外，其余均以黑色調(diào)為主。

釩（V）可以形成種類繁多的含氧酸鹽。19.7.2釩的同多酸

如釩酸鹽

VO43－二聚釩酸鹽

V2O74－偏釩酸鹽VO3－多聚釩酸

Hn+2VnO3n+1

等。pH越大，聚合度越低，

pH越小，聚合度越高。

釩（V）的存在形式，與體系的

pH有關。

當

pH>13時，以單聚釩酸根

VO43－形式存在；當pH減少，經(jīng)二聚、四聚、五聚……聚合度逐漸升高；

當

pH=2時，以

V2O5形式析出；

當

pH≤1時，以陽離子

VO2+存在。如十聚釩酸根V10O286－是由10個VO6八面體基本構造單元共邊、共頂點結合而成VO6八面體構造單元，其中心是V（V），6個頂點均為O原子。V10O286－中的10個VO6構造單元按著具有的O原子的數(shù)目不一樣可以分為3種。

第一種八面體單元位于上層和下層共4個，每個具有O原子的數(shù)目為（1×1+×2+×2+×1）=

第二種八面體單元位于中層的角上共4個，每個具有O原子的數(shù)目為（1×1+×4+×1）=

第三種八面體單元位于中層的非角位置共

2

個。每個具有

O

原子的數(shù)目為

（×2+×2+×2）=2

將

V2O5

溶于

H2SO4

中形成

VO2

2SO4

溶液，后滴加

H2O2，生成

[

V

O2

]2

SO4

3

紅色溶液。（

）（

）（

）19.7.3V（V）的過氧化物

若濃縮上述紅色溶液或再滴加H2O2，

則[

V

O2

]2

SO4

3

將轉化為黃色的

H3[

V

O2

O3]。（

）（

）（

）

V2O5

溶于

H2O2，可直接得到過氧偏釩酸。V2O5+2H2O2

——2HVO4+H2O

堿金屬的偏釩酸鹽溶于H2O2，可生成堿金屬的過氧偏釩酸鹽，如KVO4。KVO4+H2O

——

KVO3+H2O2KVO4在稀的水溶液中發(fā)生水解，放出H2O2。VO43－中的單鍵氧可被過氧鏈取代。釩酸根過釩酸根二過釩酸根

堿性、中性、弱酸性時，得黃色的二過氧釩酸根

[VO2O2

2]3－

（）

向釩酸鹽溶液中加

H2O2：

在強酸中，得紅棕色的過氧釩離子[VO2]3+

。（）

可以認為是

VO2+的過氧鏈取代。

兩者之間有平衡

[VO2O2

2]3－和（）

[VO2

2]+

（）（）[VO2O2

2]3－+4H+

[VO2

2]++2H2O（）

這幾個反應可用以鑒定VV。（）19.7.4多種氧化態(tài)的釩離子釩有幾種不一樣價態(tài)的離子，各有特性顏色。

紫色的V2+綠色的V3+藍色的VO2+黃色的VO2+

許多種還原性物質，如

H2S，SO2，F(xiàn)eSO4，HCOOH，H2C2O4，可以將正

釩

酸鹽的酸性溶液還原，形成藍色的

+4氧化數(shù)的釩離子。2H3VO4+H2S+4H+

——

2VO2++6H2O+S↓2H3VO4+HCOOH+4H+

——

2VO2++CO2↑+6H2O

氫碘酸可以將正釩酸鹽的鹽酸溶液還原至綠色的

+3氧化數(shù)的三氯化釩：H3VO4+2HI+3HCl——

VCl3

+4H2O+I2↓鋅、鋁等活潑金屬可以還原正釩（V）的酸性溶液，經(jīng)藍色的+4氧化態(tài)、綠色的+3氧化態(tài)，最終得到紫色的氧化數(shù)為+2的釩離子。2VO2++3Zn+8H+——2V2++3Zn2++4H2O

體系由V2+的紫色，

用KMnO4

溶液滴定V2+到V3+的綠色，到VO2+的藍色，最終到VO2+的黃色。5V2++MnO4－

+8H+

——

5V3++Mn2++4H2O5V3++MnO4－

+H2O——

5VO2++Mn2++2H+5VO2++MnO4－

+H2O——

5VO2++Mn2++2H+19.8釩的冶煉盡管自然界存在綠硫釩礦，釩鉛礦等，不過釩的重要來源卻是鋼鐵冶煉過程的副產(chǎn)物。在煉鋼的殘渣中，以V2O3形式存在的釩與FeO結合在一起形成一種穩(wěn)定的構造FeO?V