钒化合物性质
2 钒的性质
七、钒的毒性
课后作业
• 1、书54页1题 • 2、钒的钠盐种类及其主要性质有哪些？ • 3、钒的铵盐种类及其主要性质有哪些？
四、钒卤化合物性质
• 1、低价卤化物有强烈的还原性，高价卤化 物有强的氧化性； • 2、五价钒无碘化物； • 3、二价钒无卤氧化物。
五、钒的其它二元非金属化合物
名称
碳化物
分子式
V2C VC VN V3Si V5Si3 VSi2
颜色
暗黑 暗黑 灰紫
熔点，℃
2200 2830 2050 1350 2150 1750
• 3.钒的铵盐 • 偏钒酸铵(NH4VO3)是白色或带淡黄色的结晶粉末，在水中 的溶解度较小，20℃时为0.48g/100g水，50℃时为 1.78g/100g水，随温度升高而增大，在真空中加热到135℃ 开始分解，超过210℃时分解生成V2O4和V2O5。
温度/℃ 250 250 340 气氛 分解产物 V2O5 (NH4)2O· 3V2O5 (NH4)2O· V2O4· 5V2O5 空气665 5.649 6.04 5.67 4.8 4.7
结构
立方 立方 立方 立方 六方 六方
氮化物 硅化物
硫化物
V3S VS V5S4 V3S5 V2S3 VS4
黑 棕黑 黑 黑 灰黑 黑
825～950，相变 600，相变 700，歧化 450，分解 850-950，分解 500，分解
钒的性质
资源与环境工程学院 丁满堂
复习上次课的内容
• 钒钛的应用及发展方向
本次课重点内容
• 钒的氧化物的性质及其作用 • 钒酸盐的种类及其主要性质
一、钒及其化合物主要性质
• 钒是一种单晶金属，呈银灰色，具有体心立方 晶格，在1550℃和-28～-38℃时有多晶转变。 高熔点难熔金属，在低温时有良好的耐腐蚀性。 纯钒具有良好的延展性和可锻性，在常温下可 制成片、丝和箔。钒呈弱顺磁性，是电的不良 导体。钒的力学性能取决于它的纯度。少量的 杂质，如氧、氮、碳、氢可提高钒的硬度和抗 拉强度，但降低了它的延展性。 • 常温下钒的化学性质较稳定，但在高温下能与 碳、硅、氮、氧、硫、氯、溴等大部分非金属 元素生成化合物。
钒的性质及用途简介解析
钒的性质及用途简介解析2篇钒（vanadium）是一种化学元素，原子序数为23，化学符号为V。
它是一种过渡金属，具有一些独特的性质和广泛的应用。
本文将分别对钒的性质和用途进行简要解析。
1. 钒的性质钒是一种银白色的金属，具有较高的熔点和沸点。
其密度较高，硬度适中。
钒在常温下具有良好的耐腐蚀性，可以抵御空气、水和大多数常见的溶液的侵蚀。
它具有良好的导电和导热性能，是一种良好的强化剂和合金元素。
钒具有多种氧化态，包括+2、+3、+4和+5价态。
这使得钒能够参与多种化学反应，并在多个领域中发挥作用。
钒在高温下能够与氧气反应，形成氧化钒。
这种氧化物在陶瓷和染料工业中有一定的应用。
2. 钒的用途2.1 钒的应用于钢铁工业钒是钢铁中的重要合金元素之一。
它可以提高钢的强度、耐磨性和耐腐蚀性。
钒合金钢在造船、汽车制造、建筑和机械工程等领域中得到广泛应用。
钒还可以改善钢的焊接性能，使得钢结构具有更好的可塑性和可焊性。
2.2 钒的应用于化学工业钒在化学工业中有多种应用。
首先，钒氧催化剂广泛应用于硝酸和芳香烃的生产中。
这些催化剂可以提高生产效率和产物质量。
其次，钒化合物在生产乙烯、硫酸、硝酸和过氧化合物等化学品中起到重要作用。
此外，钒化合物还被用作染料和颜料的制造。
2.3 钒的应用于能源存储钒在能源存储领域具有广泛的应用前景。
钒氧化物可以作为锂离子电池正极材料，具有较高的电化学性能和循环稳定性。
这使得钒氧化物成为一种潜在的替代材料，用于传统的锂离子电池中的钴和镍。
此外，钒还可以作为钠离子电池和液流电池中的电极材料，有望应用于大规模能源存储系统中。
2.4 钒的应用于钢铁催化剂钒作为钢铁催化剂的应用也非常广泛。
在炼油工业中，钒可以催化硫的氧化和脱硫反应，使燃料更加清洁。
此外，钒还可以催化氨的合成、二氧化碳的还原以及有机物的氧化等反应。
这些反应对于化学工业和环境保护具有重要意义。
以上是钒的性质和用途的简要解析。
钒作为一种重要的过渡金属，具有多种独特的化学性质和应用价值。
9.2钒及其化合物的性质
50 C(NH4 )3[PMo12O40 ] 6H2O 29H2O
黄色晶体沉淀
12
为什么含氧酸越弱，越易形成多酸？
现象：一般地，含氧单酸越弱，缩合酸越强；含氧单酸越强，则
缩合 酸越弱. 例如：
酸性
H4SiO4 H3PO4 H2SO4
HClO4 强
缩合性
弱
解释：一般说来，缩合酸的强度是与成酸元素的电负性有关， 由于弱 酸中成酸元素的电负性小，容易缩合. 如 SiO44- 中， Si 的电负 性小，Si — O 之间电负性最大，使 Si — O 键中 的 O 有高的负电荷，即 O 原子上的电荷密度大，阴离子有 最大失去O2- 的倾向，缩合成多聚阴离子，使其电荷密度降
• 1 铬、钼、钨的单质 • 铬分族(VIB)：Cr, Mo, W
• 价层电子构型：(n-1)d 4-5ns1-2
• 灰白色金属，熔沸点高，硬度大,表面易形成氧化膜。 • 室温时纯铬溶于稀HCl,H2SO4，在浓HNO3中钝化。高温下与活泼
的非金属及C,B,N反应。
10
同多酸、杂多酸及其盐
（1） 聚含氧酸根阴离子的形成 周期表第 5 、第 6 两族金属元素的简
单酸的含氧酸根离子在酸性介质中发生缩 合 ，形成聚含氧酸根阴离子，其中以 Cr、
Mo、W 三种元素最特征.例如：
2
C
r
O
2 4
2H
2
H
C
r
O
4
C
r2
O
2 7
H 2O
（2）同多酸和杂多酸及其盐 ●同多酸和同多酸盐： 中心原子相同的聚含 氧酸，其盐称为同 多酸盐 ●杂多酸和杂多酸盐： 中心原子除 Mo 或 W 外，还掺入 P，As 等杂原子
钒化合物的化学性质和应用
添加标题
钒化合物的酸碱性
钒化合物在水中的溶解度
钒化合物的氧化还原反应
钒化合物与其他化合物的反应
钒化合物的热稳定性与其结构有关
钒化合物的热稳定性使其在冶金、化工等领域有广泛应用
钒化合物的热稳定性与其它性质相结合，使其成为重要的工业原料
钒化合物在高温下不易分解，具有较高的热稳定性
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
钒化合物在精细化工中的催化作用
钒化合物在石油化工中的催化作用
钒化合物在环保领域的催化作用
钒化合物在其他工业领域的应用
钒电池：一种新型电池，具有高能量密度、长寿命、环保等特点
钒电池的工作原理：利用钒离子在正负极之间的迁移实现电能的储存和释放
钒电池的应用领域：可应用于电动汽车、储能系统、可再生能源等领域
风险控制策略：加强环境监测，制定排放标准，推广清洁生产技术
钒化合物的环境影响：对土壤、水体、大气的污染
钒化合物的安全性：对人体健康的影响，如致癌、致畸等
安全防护措施：加强个人防护，提高安全意识，加强应急处理能力
钒化合物的环境影响：对环境造成的污染和破坏
钒化合物的安全性：对人体健康和生态环境的影响
反应原理：利用化学反应在液相中进行合成
反应条件：温度、压力、催化剂等
反应产物：钒化合物的生成和纯化
应用领域：钒化合物在化学、材料、能源等领域的应用
钒化合物对生物体的抗肿瘤作用
钒化合物对生物体的抗病毒作用
钒化合物对生物体的抗氧化作用
钒化合物对生物体的免疫调节作用
钒化合物在生物体内的生理功能
钒化合物在生物体内的吸收和分布
,
汇报人：
钒化合物的氧化还原反应：钒离子与氧气、水、酸等反应生成不同价态的钒化合物
钒的物化性质
钒--碳系中只有V2C和VC两个中间相在1320℃以上的温度下稳定，两种碳化钒均系非化学计量化合物，其物理性能均与其实际组成有依赖关系。
一、钒的物理性质
钒属于元素周期表第VB族。它与其他VB族金属一样，具有体心立方结构，没有任何晶型变化，致密钒的外观呈浅灰色，熔点较高，在冶金分类上与同一副族的铌和钽同属于稀有高熔点金属。琪硬度和抗拉强度极限与加工和热处理状况及杂质含量有密切关系。纯钒具有良好的可塑性，在常温下可轧成片、箔和拉成丝。少量的杂质，特别是碳、氧、氮和氢等间隙元素，可使钒的可塑性降低，硬度和脆性增加。
不同价态的钒离子在酸性溶液中具有不同的颜色。因此，可以根据离子的颜色和颜色的深浅初步鉴别酸性溶液中钒离子的价态和离子浓度。
室温下金属钒较稳定，不与空气、水和碱作用，也能耐稀酸。高温下，金属钒很容易与氧化氮作用。当金属钒在空气中加热时，钒氧化成棕黑色的三氧化二钒、铁红色的四氧化二钒，并最终成为桔黄色的五氧化二钒。钒在氮气中加热至900~1300℃会生成氮化钒。钒与碳在高温下可生成碳化钒，但碳化反应必须在真空中进行。当钒在真空下或惰性气氛中与硅、硼、磷、砷一同加热时，可形成相应的硅化物、硼化物、磷化物和砷化物。
3、3、2、钒酸铵
偏钒酸铵在钒的湿法冶金中占有重要地位。偏钒酸铵为白色或微黄色的晶体粉末，微溶于水和氨水，难溶于冷水。它在不同温度下在水中溶解度也不尽相同。
当水溶液中有铵盐存在时，因共同离子效应，偏钒酸铵的溶解度下降。这一现象在钒的湿法冶金中被广泛应用。偏钒酸铵在常温下稳定，加热时易分解。它在空气中的分解反应为：
3、3、钒酸盐
通常说的钒酸盐多指含（V）V的钒酸盐。钒酸盐分偏矾酸盐MVO3、正钒酸盐M3VO4、和焦钒酸盐M4V2O7，式中M代表一价金属。Bi、Ca、Cd、Cr、Co、Cu、Fe、Pb、Mg、Mn、Ni、K、Ag、Na、Sn和Zn均能生成钒酸盐。碱金属和镁的偏矾酸盐可溶于水，得到的溶液呈淡黄色。其他金属的钒酸盐不大能溶于水。
钒化合物性质资料
1．钒A．物理性质钒是一种单晶金属，呈银灰色，具有体心立方晶格，曾发现在1550℃以及－28～－38℃时有多晶转变。
钒的力学性质与其纯度及生产方法密切相关。
O、H、N、C等杂质会使其性质变脆，少量则可提高其硬度及剪切力，但会降低其延展性。
钒的主要物理性质见表2－1钒的力学性质如表2－2所示。
表2－1 金属钒的物理性质性质数值性质数值原子序数23 热导率(100℃)/J·(cm·s·K)－10.31原子量50.9415 外观浅灰晶格结构体心立方外电子层3d34s2晶格常数a/mm 0.3024 焓(298K)/kJ·(mol·K)－1 5.27密度/kg·m－36110 熵(298K)/J·(mol·K)－129.5熔点/℃1890～1929 热容c p(298K液态)/kJ·(mol·K)－124.35～25.59 47.43～47.51沸点/℃3350～3409熔化热/kJ·mol－116.0～21.5热容c p①(298～990K)/kJ·(mol·K)－1a.24.134b.6.196×10－3c.－7.305×10－7d.－1.3892×105蒸气压/Pa 1.3×10－6(1200℃)1.3(2067℃)3.73(2190K) 207.6(2600K)蒸发热/kJ·mol－1444～502热容c p②(900～2200K)/kJ·(mol·K)－1a.25.9b.－1.25×10－4c.4.08×10－6线膨胀系数(20～200℃)/K－1(7.88～9.7)×10－6比电阻(20℃)/μΩ·cm24.8 温度系数(100℃)/cm·K－10.0034钒同位素46V 47V 48V 49V 50V 51V 52V 53V 54V 半衰期0.426s 33min 16.0d 330d 6×1015a 稳定 3.75min 2.0min 55s 丰度/% 0.25 99.75①c p＝a＋b T＋c T 2＋d T －2；②c p＝a＋b T＋c T 2，式中，T为温度，K。
钒和矾的区别
钒和矾的区别钒和矾均是在地球上存在的化学元素，但它们的成分和性质却有很大的区别。
在这篇文档中，我们将深入探讨钒和矾的属于、化学性质、物理性质、应用等方面的区别。
一、属于不同的族和周期所有元素都有自己的周期表位置，钒和矾也不例外。
钒是第五行的元素，原子序数为23，它属于过渡金属族。
矾是第三行的元素，原子序数为13，它属于典型金属族。
这意味着，钒比矾原子量大，化学性质也与矾有所不同。
二、钒的化学性质钒是一种硬质、有银灰色光泽的过渡金属。
它的原子半径和电负性都比较小，外层电子结构为3d3 4s2。
简单来说，钒是可以形成多种氧化态的元素，从-1到+5不等。
钒对酸和碱都有反应，可以与氧气连接成氧化物。
三、钒的物理性质钒的密度约为6g/cm³，熔点达到了1890摄氏度，它是比较坚硬的元素。
钒的热导率和电导率很高，是比较优良的导体。
钒在空气中会生成一层防腐层，因此使用钒做的器具较为耐用。
四、矾的化学性质矾又称“铝石”，是产自火山区的一种硬石。
矾相对比钒更为普遍，化学性质也更为单一。
它是一种金属铝和硫酸的化合物，外观为白色晶体，易溶于水。
矾对碱具有很强的反应性，可以与碳酸钙、氢氧化钠等化合物发生反映。
矾还有很好的结晶性，常常等到达到可用的纯度后被用于制作香皂、造纸、清洁剂等。
五、矾的物理性质矾的密度为2.75g/cm³，热膨胀系数较高，熔点为只有770摄氏度，比较容易熔化。
矾易于溶解于水，但需要一定的温度和时间。
矾的结晶度高，因此可以制造出高质量的矾片。
六、钒和矾的应用钒和矾的应用领域也有很大的区别。
由于钒的化合物对水和油都有反应，在制造保险杠、钢丝等铁合金时有着重要的作用。
钒的化合物还可以用于制造电子材料，因为它的导电性能非常优异。
矾的应用范围相对较广，它是唇膏、洗涤剂等的主要成分，因为它可以溶于水、油和碱。
此外，矾的颗粒可以在钓鱼场上起到良好的辅助作用，通过吸水效应，增加鱼的觅食意愿。
总结：钒和矾是两种不同的元素，它们的成分、性质和应用领域都不同。
钒的性质及用途简介解析
钒的性质及用途简介钒是一种神奇的金属，化合价有2+、3+ 和5+ ，金属单质钒很少，其主要形态有：VO（氧化钒），V2O3（三氧化二钒），V2O5（五氧化二钒），FeV（钒铁）及偏钒酸铵等，工业上使用最多的是V2O5和FeV，主要用于冶金的添加剂，增强钢铁的强度和韧性。
一、性质1、钒的性质钒（Vanadium），化学符号V，元素周期表中序数为23，原子量为50.94。
钒是银白色略带蓝色的金属，具有延展性；含有氧、氮、氢时则变脆、硬。
钒在较高的温度下与原子量较小的非金属形成稳定的化合物；在低温下有良好的耐腐蚀性。
钒进入合金后可增强合金的强度，降低热膨胀系数。
钒在地壳中的丰度约为0.02%，比铜、锌、镍、铬都高。
按地壳中元素丰度排列第13位。
可以说，在地壳中含有非常丰富的钒金属。
但钒金属有一个特点，很难形成独立的矿床，伴生性非常明显，因此在自然界非常分散，通常和其他金属伴生，如：钒钛磁铁矿。
因此，不太容易单独对钒金属进行开采和提炼，钒产品多作为冶金业的副产品生产。
2、五氧化二钒的性质五氧化二钒（V2O5）为褐色固体，有两种形态：粉状和片状，因在富氧和缺氧的加热条件下而得到不同的形态。
五氧化二钒有毒性。
在国际化学剧毒品名录中排名第43位。
其毒性主要是对呼吸道有刺激，引起鼻粘膜充血。
如果过多的吸入了粉状的五氧化二钒，有头昏、恶心等感觉，擤鼻涕时可能会带有血丝。
如果五氧化二钒中毒，离开了现场症状自然缓解，休息一两天一般自然恢复，不需治疗。
在国内没有对五氧化二钒毒性检测的规程，但中华人民共和国国标中也明确列示其为剧毒物质，生产过程需要在省级安监部门办理安全生产许可证。
3 、偏钒酸铵偏钒酸铵（NH4VO3）为白色结晶体，既是一种独立的产品，也是制造五氧化二钒的上一道工序的中间产品，其性质与五氧化二钒相似，其生产也需要办理安全生产许可证。
4 、钒铁的性质工业上使用的钒，主要是元素钒。
五氧化二钒（V2O5）中，钒的原子量仅占56%，其余为氧原子量。
化学元素钒
化学元素钒1. 引言化学元素钒（vanadium）是一种过渡金属，原子序数为23，元素符号为V。
它在自然界中广泛存在于地壳中，并具有重要的工业应用。
本文将对钒的性质、用途、生产方法以及环境影响进行全面的探讨。
2. 钒的基本性质2.1 物理性质钒是一种银灰色的金属，在常温下呈固态。
它具有高熔点和高沸点，密度较大，是一种相对重的金属。
2.2 化学性质钒具有良好的耐腐蚀性，在常温下不易与氧气、酸、碱发生反应。
然而，在高温和一些特殊条件下，钒可以与氧、氮等元素形成化合物。
3. 钒的用途3.1 钢铁工业钒是一种重要的合金元素，在钢铁工业中广泛应用。
它可以改善钢的硬度、强度和耐磨性，提高钢的耐腐蚀性能，使钢具备更广泛的应用领域。
3.2 催化剂钒及其化合物在催化剂领域有着重要的地位。
氧化钒可以催化一些重要的化学反应，如氨氧化反应、烯烃氧化反应等。
钒催化剂具有高效率、选择性和稳定性的特点，被广泛用于化学工业的生产。
3.3 储能技术随着可再生能源的快速发展，钒电池作为一种储能技术逐渐受到关注。
钒电池具有高能量密度、长寿命、高效率等优点，可以用于储存大规模的电能，为可再生能源的应用提供支持。
3.4 医学应用钒化合物在医学领域有一定的应用。
钒化合物可以用于治疗糖尿病，具有降低血糖和改善胰岛素敏感性的作用。
钒还被用作放射治疗的辅助药物，用于治疗某些恶性肿瘤。
4. 钒的生产方法4.1 矿石提取钒矿石是钒的主要来源，主要含有钒的矿石有钒云母、钒矾石等。
通过矿石选矿、冶炼等工艺，可以提取出纯度较高的钒。
4.2 合成制备除了从矿石中提取钒外，还可以通过化学合成的方法制备钒。
常见的方法有还原法、氧化法等，可以得到不同形态和纯度的钒。
5. 钒的环境影响5.1 生态系统影响钒的广泛应用和生产会对环境造成一定的影响。
钒污染可能导致土壤和水体的污染，对生态系统产生负面影响。
5.2 人体健康影响高浓度的钒对人体健康有一定的危害。
长期接触钒可能导致呼吸系统疾病、消化系统问题等。
三价钒化合物
三价钒化合物
三价钒化合物是指钒元素的化合物中，钒的氧化态为+3的化合物。
钒是一种过渡金属元素，具有良好的物理和化学性质，因此在许多领域都有广泛的应用。
三价钒化合物作为钒化合物中的一种，也具有重要的应用价值。
三价钒化合物在电池领域中有着广泛的应用。
钒氧化物是一种重要的正极材料，可以用于锂离子电池和钠离子电池中。
其中，三价钒氧化物是一种优良的正极材料，具有高的比容量和较长的循环寿命。
此外，三价钒氧化物还可以用于超级电容器的正极材料，具有高的比电容和较低的内阻。
三价钒化合物在催化剂领域中也有着广泛的应用。
三价钒氧化物可以用作催化剂，用于有机合成反应、氧化反应和还原反应等。
其中，三价钒氧化物在有机合成反应中具有良好的催化效果，可以用于合成有机化合物和生物活性分子。
三价钒化合物还可以用于制备高性能的磁性材料。
三价钒氧化物可以与其他金属元素形成磁性材料，具有高的磁化强度和较低的磁滞损耗。
这种磁性材料可以用于制备高性能的磁存储器和磁传感器等。
三价钒化合物作为钒化合物中的一种，具有广泛的应用价值。
它可以用于电池、催化剂和磁性材料等领域，为这些领域的发展做出了重要的贡献。
随着科技的不断进步，相信三价钒化合物的应用前景
将会更加广阔。
钒的化学性质及其生物效应
钒及其化合物的化学性质及生物效应1210307417 刘显颖 2012级药学4班摘要：钒具有丰富的化学性质和生物效应，对机体产生积极影响。
本文将从钒在生理条件下的化学性质和生物学行为的关系入手，一一阐述钒化合物所表现的生理作用及其药用前景，并对钒化合物的发展做出展望。
关键词：钒；化学性质；生物效应前言：1978年，钒酸根对ATP酶的抑制作用被发现，引发人们开展研究钒酸根抑制或促进磷酸根代谢酶的作用的研究。
1980年钒酸盐具类胰岛素作用被揭示，开创钒的激素样效应的研究新领域。
这两个生物特性的发现，促使科学工作者们把研究目光放在钒化合物上。
一方面不断深入认识钒的生物效应的化学机理；另一方面，陆续发现钒化合物的其它药用价值：抗癌作用、抗炎作用、杀精子作用等。
尤其是近年来发现，在药理生理浓度下，钒化合物可作为一个潜在的治疗试剂。
而以上的研究必须基于钒化合物在生物体内的化学性质和生物学行为的关系，因而这一方面正成为科学工作者们重点研究的领域。
一、钒及其化合物的化学性质[1,2]（一）钒的氧化还原性钒N层上有2个价电子，M层上有3个价电子，存在的氧化态有-3，-1，0，+1，+2，+3，+4，+5等，其中在标准生理条件（pH3-7,、有氧、水溶液、室温）下只有+3，+4和+5价态可能存在，+4和+5价态是主要存在形式。
自然界常见的钒化合物有V2O5、V2O3、NH4VO3和VCl3等。
生理条件下钒主要以氧钒阳离子VO2+和含氧酸根VO43-等形式存在。
VO43-/VO2+电对是单电子氧化还原体系，可推动自由基的形成。
VO2+在中性介质中通过自氧化产生超氧阴离子·O2-和V(Ⅴ），并参与类似Fe2+的Fenton反应，与H2O2反应产生·OH。
VO2+ + H2O2→ VO+2 + ·OH + H+ (1)VO2+ + O22- + H2O → VO2+ + OH- + ·OH (2)继而·OH 触发自由基转化级联反应：·OH + H2O2→ H2O + HO2· (3)·O2- + H2O2→ O2 + OH- + ·OH (4)VO2+ + ·O2- + H2O → VO2+ + H2O2 (5)而且V( Ⅳ)通过类Fenton 反应催化上面反应( 4），产生·OH。
钒的生物学作用
钒的生物学作用铜仁市科技局主办一、钒的性质钒(V)位于元素周期表第四周期第VB族。
钒的原子序数为23,相对原子量为50.9414,化合价有+5、+4、+3、+2,可以阳离子状态存在,也可以阴离子状态存在,最稳定的是五价钒的化合物。
钒属于高熔点金属,熔点1900±25℃,沸点为3000℃。
金属钒呈银白色,很软,可塑,可于冷状锻制成薄片并拉成丝,容易磨光和擦亮。
当含有氧、氮或氢时则变得脆、硬。
是电的不良导体,在室温条件下,金属钒在空气中是最稳定的,当加热至高温,易于在空气中燃烧,但致密的金属钒在300℃以下不会被氧化,高于660℃时则很快氧化。
金属钒不溶于水、碱溶液、稀硫酸及盐酸,但溶于硝酸和王水,浓硫酸和氢氟酸仅在加热时才与钒发生作用。
熔融的碱、碳酸钾、硝酸钾可与钒作用生成钒酸盐。
钒与氧反应有从+2~+5价的各种化合物,其中最主要的是V2O5(红褐色粉末状物),在650~675℃熔化,熔化后呈红色。
V2O5具有酸性,在水中溶解度很小,通常饱和的水溶液只含0.4% V2O5。
钒还具有增强合金的强度,降低热膨胀系数的特点。
二、钒的用途由于钒具有许多宝贵的理化特性和机械特性,因而被广泛地应用于现代化工业技术中,是重要的战略物资。
80~85%的钒主要用于黑色冶金工业中作加制剂、作合金元素,以制备特种钢。
钒已成为我国发展新钢种所不可缺少的合金元素。
我国主要含钒合金钢已达139种,被广泛应用于工程机械、汽车、航空、航天、铁道、轮船、高层建筑、桥梁、输油(气)管道等制造多个领域。
在化学工业方面,钒的化合物作为催化剂和裂化剂,已广泛应用于接触法硫酸制造工业、石油炼制和有机合成工业中。
此外,在特种玻璃、陶瓷、纺织、橡胶、油漆、照相、电影、医药、电池等行业中也用到钒的化合物。
在有色金属合金工业方面,钛工业已成为钒的第二大市场,钒钛合金应用于喷气发动机的压缩机和飞机构件,固体燃料火箭、高速中子反应堆的结构材料等方面。
高考钒元素知识点
高考钒元素知识点钒（Vanadium）是一种化学元素，原子序数为23，化学符号为V。
它在自然界中以多种矿石的形式存在。
钒元素具有广泛的应用价值，尤其在冶金、化工、材料科学等领域具有重要作用。
下面就是高考钒元素知识点的详细介绍。
1. 钒元素的基本性质钒是一种过渡金属元素，在元素周期表中位于第五族，具有金属的典型性质。
它的原子序数为23，原子量为50.94。
钒的化学符号V源自其英文名Vanadium。
2. 钒元素的发现历史钒元素最早由瑞典科学家Nils Gabriel Sefström于1830年发现。
他从矿石中提取出了一种新的金属氧化物，并将其命名为Vanadium，以纪念斯堪的纳维亚神话中的女神Vanadis。
3. 钒元素的物理性质钒是一种银白色的金属，具有良好的延展性和导电性。
它的熔点为1910℃，沸点为3407℃。
钒的密度为6.11克/立方厘米，属于中等密度的金属。
4. 钒元素的化学性质钒是一种活泼的金属，容易与氧、硫等非金属元素形成化合物。
钒的氧化态多样，常见的氧化态有+2、+3、+4和+5。
此外，钒还能形成多种配合物，并参与到许多有机化合物的合成过程中。
5. 钒元素在生物体内的作用钒在生物体内以微量元素的形式存在，并参与到机体的多种生理过程中。
例如，钒对人体的葡萄糖代谢、骨骼发育和免疫调节等方面发挥着重要的作用。
6. 钒元素的应用领域钒具有广泛的应用价值，主要体现在以下几个领域：(1) 冶金工业：钒在钢铁生产中具有重要作用，能够显著提高钢材的强度和韧性。
(2) 化工工业：钒催化剂在有机化工合成反应中广泛应用，用于制备各种有机化合物。
(3) 电池工业：钒氧化物是一种重要的正极材料，常用于制造锂离子电池和钛酸锂电池。
(4) 材料科学：钒合金具有良好的耐热性和耐腐蚀性，用于制造高温工具和高强度材料。
(5) 医学领域：钒化合物被应用于放射性同位素治疗和成像检查。
7. 钒元素的环境影响钒元素在自然界中广泛存在，但过量的钒元素对环境和生物体可能造成一定的危害。
钒各价态的化合物
钒各价态的化合物
钒元素的化合物中可能存在的价态有多种，具体取决于钒与其他元素的化合物中钒的价电子数。
价电子数指的是原子中电子的数量，它决定了元素的化学性质。
常见的钒价态包括：
钒(II)化合物：在这类化合物中，钒原子的价电子数为2。
例如，钒(II)氧化物（VOF2）是一种黑色固体，用作染料、农药和催化剂。
钒(III)化合物：在这类化合物中，钒原子的价电子数为3。
例如，钒(III)氧化物（V2O3）是一种金属氧化物，可用作钒的金属材料。
钒(IV)化合物：在这类化合物中，钒原子的价电子数为4。
例如，钒(IV)氧化物（VO2）是一种金属氧化物，可用作钒的金属材料。
除了以上提到的价态，钒还可能存在其他价态的化合物，例如钒(V)化合物和钒(VI)化合物。
但是，这些化合物并不常见，且在自然界中也很难得到。
5价钒化合物
5价钒化合物5价钒化合物是一类含有5价钒离子（V5+）的化合物。
钒是一种过渡金属元素，其5价态的化合物在化学和材料科学领域具有重要的应用价值。
本文将介绍5价钒化合物的性质、制备方法以及其在不同领域的应用。
5价钒化合物的性质。
由于钒的5价态具有五个未成对的电子，因此5价钒化合物通常具有较强的氧化性和催化活性。
这些化合物的颜色通常为橙黄色或橙红色，具有良好的热稳定性和化学稳定性。
此外，它们还具有一定的磁性和电导性。
制备5价钒化合物的方法有多种。
常见的方法包括氧化法、还原法、水热法等。
氧化法是最常用的方法之一，通常通过将钒金属或钒的低价化合物与氧气或氧化剂反应制得。
还原法则是将高价态的钒化合物与还原剂反应制得5价钒化合物。
水热法则是利用高温高压条件下水溶液中的热力学和动力学性质制备5价钒化合物。
然后，5价钒化合物在不同领域具有广泛的应用。
在化学领域，它们常用作催化剂，在有机合成和氧化反应中发挥重要作用。
例如，五氧化二钒（V2O5）常用于合成有机酸和酯，氧化苯乙烯等反应中作为催化剂。
在材料科学领域，5价钒化合物常用于制备电池材料、光学材料和催化剂载体等。
例如，钒酸锂（LiVO3）是一种重要的锂离子电池正极材料，具有较高的比能量和循环稳定性。
此外，钒酸铋（BiVO4）是一种可见光响应的光催化剂，可用于水分解和有机废水处理等领域。
5价钒化合物还具有医学应用的潜力。
研究表明，一些5价钒化合物具有抗肿瘤和抗菌活性，可以作为新型的抗癌和抗菌药物的候选物。
例如，五氧化二钒和钒酸铋等化合物在体内具有抑制肿瘤细胞生长和诱导凋亡的作用。
5价钒化合物是一类具有重要应用价值的化合物。
它们具有较强的氧化性和催化活性，可以在化学、材料科学和医学领域发挥重要作用。
通过合适的制备方法可以得到这些化合物，并利用它们的特性来开发新的材料和药物。
随着对5价钒化合物的深入研究，相信它们的应用领域将进一步扩展，为人类的生活和科技发展带来更多的机遇和挑战。
钒最稳定的化合价
钒最稳定的化合价
钒是一种过渡金属元素，其化学性质非常活泼。
钒的化合价可以是+2、+3、+4、+5。
其中，+5价态的钒是最稳定的化合价。
在钒的化学反应中，+5价态的钒往往扮演着重要角色。
例如，钒在锰矿的冶炼过程中，往往以V2O5的形式存在。
这种形式的钒是非常稳定的，可以在高温高压的条件下长时间存在而不分解。
此外，+5价态的钒还可以与氧、氮、硫等元素形成稳定的氧化物、氮化物、硫化物等化合物。
这些化合物在工业、冶金、材料科学等领域具有广泛的应用。
总之，+5价态的钒是最稳定的化合价，其在各种应用领域中都有着重要的作用。
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1．钒A．物理性质钒是一种单晶金属，呈银灰色，具有体心立方晶格，曾发现在1550℃以及－28～－38℃时有多晶转变。
钒的力学性质与其纯度及生产方法密切相关。
O、H、N、C等杂质会使其性质变脆，少量则可提高其硬度及剪切力，但会降低其延展性。
钒的主要物理性质见表2－1钒的力学性质如表2－2所示。
性质数值性质数值原子序数23 热导率(100℃)/J·(cm·s·K)－10.31原子量50.9415 外观浅灰晶格结构体心立方外电子层3d34s2晶格常数a/mm 0.3024 焓(298K)/kJ·(mol·K)－1 5.27密度/kg·m－36110 熵(298K)/J·(mol·K)－129.5熔点/℃1890～1929 热容c p(298K液态)/kJ·(mol·K)－124.35～25.59 47.43～47.51沸点/℃3350～3409熔化热/kJ·mol－116.0～21.5热容c p①(298～990K)/kJ·(mol·K)－1a.24.134b.6.196×10－3c.－7.305×10－7d.－1.3892×105蒸气压/Pa 1.3×10－6(1200℃)1.3(2067℃)3.73(2190K) 207.6(2600K)蒸发热/kJ·mol－1444～502热容c p②(900～2200K)/kJ·(mol·K)－1a.25.9b.－1.25×10－4c.4.08×10－6线膨胀系数(20～200℃)/K－1(7.88～9.7)×10－6比电阻(20℃)/μΩ·cm24.8 温度系数(100℃)/cm·K－10.0034钒同位素46V 47V 48V 49V 50V 51V 52V 53V 54V 半衰期0.426s 33min 16.0d 330d 6×1015a 稳定 3.75min 2.0min 55s 丰度/% 0.25 99.75①c p＝a＋b T＋c T ＋d T ；②c p＝a＋b T＋c T 2，式中，T为温度，K。
表2－2 金属钒的力学性质性质工业纯品高纯品抗拉强度σb/MPa 245～450 210～250 180 延展性/% 10～15 40～60 40维氏硬度HV/MPa 80～150 60 60～70弹性模量/GPa 137～147 120～130泊松比0.35 0.36屈服强度/MPa 125～180B．钒的化学性质由图2－1可见，钒在周期表中位于第4周期、VB族，属于过渡金属元素中的高熔点元素，包括Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Re等10个元素。
它们的特点是：具有很高的熔点，例如钨的熔点是3180℃，钼的熔点是2610℃，它们主要是用作合金的添加剂，有些也可以单独使用，其中某些金属在高温下具有抗氧化性、高硬度、高耐磨性。
但这些金属的力学性质与其纯度和制备方法密切相关，少量的晶间杂质，会使其硬度和强度明显提高，但却使其延展性下降。
在原子结构方面，这些元素的外电子层具有相同的电子数，一般有两个电子（少数是一个电子），而在次外电子层的电子数目则依次递增，其化学性质介于典型金属与弱典型金属之间，处于过渡状态，具有彼此相互接近的性质，其共同的特点是：图2－1 高熔点元素在周期表中的位置（1）这些元素外电子层的电子比较稳定，但较易失去次外电子层的电子，而形成不同价态的离子，例如钒可以形成－1、＋2、＋3、＋4、＋5的价态，而Ti则可以形成＋2、＋3、＋4的价态。
图2－2所示为钒原子核的结构图；图2－2 钒原子核的结构图（质子数P＝23，中子数N＝28）（2）这些元素按其顺序，次外电子层的电子数目依次增加，由于电子的静电引力作用，遂使原子的半径也渐趋缩小；（3）这些元素的水溶液，由于电子的转移作用形成的光谱，都会使其离子呈现颜色，只有少数例外；（4）这些元素会形成硼化物、碳化物、氮化物、氢化物，它们多数都具有金属性质，只有少数例外。
钒在空气中250℃以下是稳定的，呈浅银灰色，有良好的可塑性和可锻性。
长期保存表面会呈现蓝灰、黑橙色，超过300℃会有明显的氧化。
超过500℃，钒吸附氢于晶格间隙，使其变得易脆，易成粉末。
真空下600～700℃加热，氢可逸出。
低温下存在氢化物VH。
钒在400℃开始吸收氮气，800℃以上钒与氮反应生成氮化钒，在高真空、1700～2000℃下，发生氮化钒的分解，但是氮不可能完全从金属中释出。
钒对碳有较高亲和力，800～1000℃下可形成碳化物。
钒对稀硫酸、稀盐酸、稀磷酸保持相对稳定。
但在硝酸、氟氢酸中溶解。
金属钒对自来水抗蚀性良好，对海水抗蚀性中等，但未出现点腐蚀。
钒能抗10%NaOH溶液腐蚀，但不能抗热KOH溶液的腐蚀。
钒及其合金对低熔点金属或合金的熔融体有良好的抗蚀性，特别是碱金属（它们在核反应堆中用作冷却剂或热交换介质）。
表2－3为钒的抗腐蚀性能。
溶液腐蚀速度/mg·(cm2·h)－1腐蚀速度/nm·h－1材料10%H2SO4（沸）0.055 20.5（70℃）钒板30%H2SO4（沸）0.25110%HCl（沸）0.318 25.4（70℃）钒板17%HCl（沸） 1.974溶液腐蚀速度(35℃)/μm·a－1腐蚀速度(60℃)/μm·a－1材料4.8%H2SO415.2 53.33.6%HCl 15.2 48.320.2%HCl 132 8993.1%HNO325.4 110011.8%HNO368.6 8839010%H3PO410.2 45.785%H3PO425.4 160溶液腐蚀速度/mg·(cm2·月)－1材料液体Na（500℃）0.2钒的化合物从广义上来说，可以包括化学化合物、晶间化合物、金属间物、取代基合金等。
这种区分主要是基于化学键的性质和晶体结构。
通常，化学化合物指的是一类化合价态比较明确的化台物，对钒而言，就是价态在＋2～＋5之间的化合物。
钒的价态或氧化态决定该化合物的性质，即使其物理性质也与它的价态密切相差。
例如＋5价钒是抗磁性的，形成的化合物常为无色或淡黄色；而低价钒则为顺磁性的，有颜色，存钒原子的第三能级（M 电子层）中，有一个或多个电子处于游离状态，这些未配合的电子，在游离过程中产生的光谱，即呈现为不同的颜色。
许多具有实际应用的钒化合物，是一类晶隙间化台物，如钒的碳化物、氮化物、硅化物等，这类含钒的化合物，作为添加剂在合金中可以起到细化晶粒的作用，以获取优异的性质。
但它们并无确切的价态，而不是真正意义上的化合物。
这一章里我们侧重介绍的是有确切价态的化台物。
C．钒氧化物，氢氧化物的性质常见的钒氧化物为＋2、＋3、＋4、＋5价的氧化物：VO、V2O3、VO2、V2O5，钒的氧化物从低价（二价）到高价（五价），系强还原荆到强氧化剂，其水溶液由强碱性逐渐变成弱酸性。
其间的关系如图2－3所示。
图2－3 不同价态钒氧化物间的关系低价氧化钒不溶于水，但遇强酸会形成强酸盐如VCl2、VSO4；如遇强碱则形成V(OH)2，V(OH)2水解会放出H2。
低价氧化钒在空气中易被氧化成高价氧化钒，反之，五价氧化钒则可借还原性气体还原成四、三、二价的氧化钒。
它们的物理与化学性质以及热力学性质等，见表2－4、表2－5和表2－6。
钒氧的系统相图，见图2－4。
从这个相图中可以看出，除VO外，其他的氧化物都有一个明确的相变点，其中还包括多个氧化物构成的配合物；而VO则系没有明确的化学计量的配合物，故有多个假稳态点，系统相当复杂。
表2－4 钒氧化物的性质性质VO V2O3VO2V2O4V2O5晶系面心立方菱形单斜α斜方颜色浅灰黑深蓝橙黄密度/kg·m－35550~5760 4870~4990 4330~4339 3352~3360 熔点/℃1790 1970~2070 1545~1967 650~690 分解温度/℃1690~1750 生成热ΔHθ/kJ·mol－1－432 －1219.6 －718 －1428 －1551 298/J·(mol·K)－138.91 98.8 62.62 102.6 131绝对熵Sθ298/kJ·mol－1－404.4 －1140.0 －659.4 －1319 －1420 自由能ΔGθ298水溶性无无微微酸溶性溶HF、HNO3溶溶碱溶性无无溶溶氧化还原性还原还原两性氧化酸碱性碱碱碱两性表2－5 钒氧化物的热容化合物c p/kJ·(mol·K)－1适用温度T/K V2O5128.2 298V2O5194.81－16.32×10－3T－55.34×105T －2298～熔点VO262.62 298～345VO274.72＋7.116×10－3T－16.58×105T －2345～熔点V2O3103.8 298V2O3122.8＋19.92×10－3T－22.69×105T －2298～1800 VO 45.47 298VO 47.38＋13.48×10－3T－5.27×105T －2298～1700表2－6 钒氧化物的标准生成自由能，ΔG＝A＋BT反应式A/kJ·mol－1A/kJ·(mol·K)－1适用温度T/K V(s)＋1/2O2(g)＝VO(s) －412.8 0.0817 298～20002V(s)＋3/2O2(g)＝V2O3(s) －1220 0.2364 600～20002V(s)＋2O2(g)＝V2O4(β) －1402 0.3066 600～1818 6V(s)＋13/2O2(g)＝V6O13(s) －4368.4 1.0042 600～10002V(s)＋5/2O2(g)＝V2O5(s) －1554.6 0.4224 298～943图2－4 钒氧系相图2．五氧化二钒V2O5，是钒氧化物中最重要的，也是最常用钒化工制品。
工业上首先是制取NH4VO3，然后加热至500℃，即可制得V2O5。
其反应如下：2NH4VO3→2NH3＋H2O＋V2O5另一个方法是用VOCl3水解，反应如下：2VOCl3＋3H2O＝V2O5＋6HClV2O5是原子缺失型半导体，其中的缺失型是V4＋离子，在700～1125℃，V2O5存在下列可逆反应：V2O5＝V2O5－x＋(x/2)O2式中，x随温度的升高而增大，此一性质使其呈现为催化性质。