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 |
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IUPAC名 Vanadium(V) oxide |
别名 | 氧化钒(V) |
识别 |
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CAS号 | 1314-62-1 |
PubChem | 14814 |
ChemSpider | 14130 |
SMILES | |
InChI | - 1/5O.2V/rO5V2/c1-6(2)5-7(3)4
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InChIKey | GNTDGMZSJNCJKK-HHIHJEONAP |
UN编号 | 2862 |
EINECS | 215-239-8 |
ChEBI | 30045 |
RTECS | YW2450000 |
KEGG | C19308 |
性质 |
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化学式 | V2O5 |
摩尔质量 | 181.88 g·mol⁻¹ |
外观 | 橙黄色固体 |
密度 | 3.357 g/cm3 (固) |
熔点 | 690 °C (963 K) |
沸点 | 1750 °C (2020 K) |
溶解性(水) | 0.07 g/100 mL (20 °C) |
危险性 |
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欧盟危险性符号 |
警示术语 | R:R20, R22, R23, R37, R48, R51, R53 |
安全术语 | S:S36, S37, S38, S45, S61 |
相关物质 |
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其他阴离子 | 三氯氧化钒 |
其他阳离子 | 五氧化二铌 二氧化钛、三氧化铬 |
相关钒化合物 | 二氧化钒、五氟化钒 |
附加数据页 |
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结构和属性 | 折射率、介電係數等 |
热力学数据 | 相變数据、固、液、气性质 |
光谱数据 | UV-Vis、IR、NMR、MS等 |
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。 |
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,可溶于碱生成多聚钒酸盐,[1]也可溶于非还原性酸生成淡黄色含VO2+的溶液:
- V2O5 + 2 HNO3 → 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HVO42−、V2O74−,低于9时变为V4O124−、HV10O285−。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) + 3 SOCl2(l) → 2 VOCl3(l) + 3 SO2(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VIV,蓝色的VO(H2O)52+钒氧基离子。以盐酸和氢溴酸作还原剂,氧化产物是相应的卤素单质:
- V2O5(s) + 6 HCl + 7 H2O → 2 [VO(H2O)5]2+ + 4 Cl− + 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+离子被锌汞齐还原,会发生一系列的颜色变化,最终得到VII离子:
- 无色"VO3−" → 黄色"VO2+" → 蓝色"VO2+" → 绿色"V3+" → 紫色"V2+"
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) + 2 NH3 + 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,而一個焦硫酸可加水形成兩個硫酸。
- 2 SO2 + O2 ⇌ 2 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) + 2 VO2(s)
- 2 VO2(s) +1/2 O2(g) → V2O5
参见参考资料 - ^ N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2nd ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 1997.
五氧化二钒, iupac名称为氧化钒, 是钒, 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, iupac名vanadium, oxide别名, 氧化钒, 识别cas号, 1314, pubchem, 14814chemspider, 14130smiles, oinchi, ro5v2, 4inchikey, gntdgmzsjncjkk, hhihjeonapun编号, 2862ei. 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IUPAC名Vanadium V oxide别名 氧化钒 V 识别CAS号 1314 62 1 PubChem 14814ChemSpider 14130SMILES O V O O V O OInChI 1 5O 2V rO5V2 c1 6 2 5 7 3 4InChIKey GNTDGMZSJNCJKK HHIHJEONAPUN编号 2862EINECS 215 239 8ChEBI 30045RTECS YW2450000KEGG C19308性质化学式 V2O5摩尔质量 181 88 g mol 外观 橙黄色固体密度 3 357 g cm3 固 熔点 690 C 963 K 沸点 1750 C 2020 K 溶解性 水 0 07 g 100 mL 20 C 危险性欧盟危险性符号剧毒 T 警示术语 R R20 R22 R23 R37 R48 R51 R53安全术语 S S36 S37 S38 S45 S61相关物质其他阴离子 三氯氧化钒其他阳离子 五氧化二铌二氧化钛 三氧化铬相关钒化合物 二氧化钒 五氟化钒附加数据页结构和属性 折射率 介電係數等热力学数据 相變数据 固 液 气性质光谱数据 UV Vis IR NMR MS等若非注明 所有数据均出自一般条件 25 100 kPa 下 五氧化二钒中的钒 5 为最高氧化态 具有两性和氧化性 目录 1 化学性质 1 1 酸碱反应 1 2 氧化还原反应 2 制备 3 应用 4 参见 5 参考资料化学性质 编辑酸碱反应 编辑 五氧化二钒具有两性 可溶于碱生成多聚钒酸盐 1 也可溶于非还原性酸生成淡黄色含VO2 的溶液 V2O5 2 HNO3 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HVO42 V2O74 低于9时变为V4O124 HV10O285 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 3 SOCl2 l 2 VOCl3 l 3 SO2 g 氧化还原反应 编辑 五氧化二钒中的正五价钒可被还原 在酸性介质得到VIV 蓝色的VO H2O 52 钒氧基离子 以盐酸和氢溴酸作还原剂 氧化产物是相应的卤素单质 V2O5 s 6 HCl 7 H2O 2 VO H2O 5 2 4 Cl 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 离子被锌汞齐还原 会发生一系列的颜色变化 最终得到VII离子 无色 VO3 黄色 VO2 蓝色 VO2 绿色 V3 紫色 V2 制备 编辑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 2 NH3 H2O应用 编辑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 而一個焦硫酸可加水形成兩個硫酸 2 SO2 O2 2 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 2 VO2 s 2 VO2 s 1 2 O2 g V2O5参见 编辑五氧化二钒性质表参考资料 编辑 N N Greenwood A Earnshaw Chemistry of the Elements 2nd ed Butterworth Heinemann Oxford UK 1997 取自 https zh wikipedia org w index php title 五氧化二钒 amp oldid 50851119, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,
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