钛副族元素和钒副族元素.ppt

当 pH 13 时，以单聚钒酸 根 VO43－ 形式存在； 当 pH 降低，经二聚、四聚、 五聚 … … 聚合度逐渐升高； 当 pH = 2 时，以红色的 V2O5 形式析出； 当 pH ≤ 1 时，以淡黄色 的阳离子 VO2+ 存在。 EA ? 酸性介质中： VO2+ 是稳定的； V3+ 和 V2+ 有还原性； VO2+ 有氧化性。 V OH 4 （ ） ＋ VO2+ V3+ V2+ V _____ 1.00 V _____ 0.34 V _____ -0.26V _____ -1.13V 钒有几种不同价态的离 子，各有特征颜色。 紫色的 V2+ 绿色的 V3+ 蓝色的 VO2+ 黄色的 VO2+ 许多种还原性物质，如 H2S， SO2，FeSO4，HCOOH，H2C2O4， 可以将正钒酸盐的酸性溶液还原， 形成蓝色的 VO2+ 离子。 2 H3VO4 + H2S + 4 H+ —— 2 VO2+ + 6 H2O + S↓ 2 H3VO4 + HCOOH + 4 H+ —— 2 VO2+ + CO2↑ + 6 H2O 锌、 铝 等活泼金属可以还原正钒（V）的酸性溶液，经蓝色的 +4氧化态、绿色的 +3 氧化态，最后得到紫色的氧化数为 +2 的钒离子。 2 VO2+ + 3 Zn + 8 H+ —— 2 V2+ + 3 Zn2+ + 4 H2O 体系由 V2+ 的紫色， 用 KMnO4 溶液滴定 V2+ 到 V3+ 的绿色， 到 VO2+ 的蓝色， 最后到 VO2+ 的黄色。 5 V2+ + MnO4－ + 8 H+ —— 5 V3+ + Mn2+ + 4 H2O 5 V3+ + MnO4－ + H2O —— 5 VO2+ + Mn2+ + 2 H+ 5 VO2+ + MnO4－ + H2O —— 5 VO2+ + Mn2+ + 2 H+ 20. 2. 4 卤化物 钒的卤化物是一类重要的 化合物，它们可以作为合成钒 的其他化合物的起始原料。 在各种氧化态的钒的卤 化物中，只有 VF5 能稳定存 在，为无色液体。 +2 ～ +4 氧化态的钒的卤化物 都是已知的，如 固态的 VF4 为灰绿色， 固态的 VF3 呈黄绿色， 液态的 VCl4 呈红色， 固态的 VCl3 呈红紫色。 一般来说，钒的碘化物最不稳 定。 同一氧化态时，随着卤素原子 量的增加，卤化物的稳定性降低。 钒的卤化物会发生歧化或自 氧化还原分解： 2VCl3 —— VCl2 + VCl4 ? 2VCl4 —— 2 VCl3 + Cl2 ? 钒的卤化物对氧和潮湿气氛 十分敏感，所有的卤化物都有吸 潮性，并会水解，且其水解趋势 随着氧化态升高而增加。 Nb 和 Ta 均为灰色的高熔点金 属，性质十分相似。 20. 2. 5 铌和钽 常温下， Nb 的塑性极高，不易 硬化，耐腐蚀性强。 Ta 坚硬，熔点 极高，是最难熔的金属之一。 Nb 和 Ta 在室温下特别稳定， 尤其是 Ta，甚至不和王水反应。 但是 Ta 可以缓慢地溶于氢氟 酸，尤其是 HF － HNO3 的混酸中。 在空气中加热 Nb 和 Ta，均可 得氧化数为 +5 的氧化物。 4 Nb + 5 O2 —— 2 Nb2O5 4 Ta + 5 O2 —— 2 Ta2O5 直接加热 Nb 和 Cl2 的混合 物至 300 ~ 350℃，可得到黄色的