提到钒大家第一个想到的应该是铝热反应中Al与V2O5的反应,但是钒的奥秘远不仅止于此。
1.钒的发现:年,瑞典化学家sefestron在研究斯马兰矿区的铁矿时,用酸溶解铁,却发现有一些颜色像铁但是无法溶解的金属,这就是钒。
因为钒的化合物五颜六色,所以就以斯堪的纳维亚的神话中的美丽女神“Vanadis”的名字命名钒。钒的英文名称为Vanadium。
2.钒的价电子构型:V[Ar]3d34s2
因为钒这种电子结构导致了钒出+5以外还有+2,+3,+4氧化态。
钒主要以+3,+5氧化态存在于矿石中
钒铅矿Pb5(VO4)3Cl
钒酸钾铀矿K(UO2)VO4·1.5H2O
3.钒单质
(1)在高温温下钒和大多数非金属化合
4V+5O2=2V2O5
2V+N2=2VN
V+C=VC
V+X2(F2,Cl2,Br2,I2)=VXn(n=3,4,5,由F向I递减)
以上反应均需在高温下进行
(2)因为在常温下钒表面有致密的氧化膜,所以常温下钒只溶于强氧化性酸(浓硝酸,浓硫酸)
2V+5H2SO4(浓)=2H3VO4+5SO2
+2H2O
4.钒的化合物
(1)+5氧化态
物理性质:V2O5是橙黄色或砖红色固体,有毒,微溶于水,形成淡黄色酸性溶液
化学性质:V2O5是两性氧化物,主要呈酸性,可溶于强碱生成钒酸盐或偏钒酸盐,溶于强酸生成含钒氧离子的钒酰盐。
V2O5+6NaOH(冷)=2Na3VO4+3H2O
V2O5+2NaOH(热)=2NaVO3+H2O
V2O5+H2SO4=(VO2)2SO4+H2O
强氧化性:
V2O5+6HCl(浓)=2VOCl2+Cl2
+3H2O
V2O5对应的VO43-只存在强碱性溶液中
(2)+2,+3氧化态
+2,+3氧化态的钒化合物不稳定有以下反应
V2O5+2H2=(加热)V2O3(黑色)+2H2O
V2O3+V=(低压加热)3VO(灰色)
(3)+4氧化态
V2O5+V2O3=(加热,需要SO2)4VO2(深蓝色)
二氧化钒