內(nèi)蒙古民族大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)吉大武大第22章鈦副族和釩副族

1、第二十二章第二十二章鈦副族和釩副族鈦副族和釩副族1.1 鈦?zhàn)甯攀鲡佔(zhàn)甯攀?.2 鈦的單質(zhì)鈦的單質(zhì)1.3 鈦的重要化合物鈦的重要化合物1.4 鋯鉿的化合物鋯鉿的化合物22-1 鈦副族鈦副族1.1 鈦?zhàn)甯攀鲡佔(zhàn)甯攀鲡仯衡仯?1791 年英國(guó)年英國(guó) cornish 教區(qū)牧師，兼業(yè)余化學(xué)家教區(qū)牧師，兼業(yè)余化學(xué)家william gregor 最先得到鈦的不純氧化物。最先得到鈦的不純氧化物。1795年德年德國(guó)化學(xué)家國(guó)化學(xué)家m. h. klaproth 獨(dú)立發(fā)現(xiàn)同樣的化合物，并獨(dú)立發(fā)現(xiàn)同樣的化合物，并按希臘神話中被罰生活于地球隱秘之火中的天與地的按希臘神話中被罰生活于地球隱秘之火中的天與地的子女子女tita

2、ns之名，將新元素命名為（之名，將新元素命名為（）。）。鋯：鋯： 1789年年klaproth 從被當(dāng)作寶石的鋯石中分離出從被當(dāng)作寶石的鋯石中分離出鋯的氧化物，直到鋯的氧化物，直到1925年年a.e.van 和和 j.h.de boer 用用碘化物分解法制得鋯（碘化物分解法制得鋯（）。）。鉿：鉿： 19221923年，在哥本哈根年，在哥本哈根 bohr 實(shí)驗(yàn)室工作實(shí)驗(yàn)室工作d.coster和和g.von hevesy 用用 x 射線分析法證實(shí)射線分析法證實(shí) 72號(hào)號(hào)元素存在于挪威的鋯石中。此元素被命名為鉿元素存在于挪威的鋯石中。此元素被命名為鉿（，哥本哈根的拉丁名稱是，哥本哈根的拉丁名稱是ha

3、fnia） ti、zr、hf 位于周期系第位于周期系第ivb族，統(tǒng)稱鈦副族，統(tǒng)稱鈦副 族，價(jià)電子層結(jié)構(gòu)（族，價(jià)電子層結(jié)構(gòu)（n-1）d2ns2，穩(wěn)定化態(tài)為，穩(wěn)定化態(tài)為iv 鈦主要存在于鈦鐵礦鈦主要存在于鈦鐵礦fetio3和金紅石和金紅石tio2 鋯主要存在于鋯英石鋯主要存在于鋯英石zrsio4和斜鋯石和斜鋯石zro2 鉿通常與鋯共生鉿通常與鋯共生1.2 鈦單質(zhì)鈦單質(zhì)1. 物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：銀白色，密度銀白色，密度 4.54，比鋼鐵的比鋼鐵的 7.8小，比鋁的小，比鋁的 2.7大，大，較輕，強(qiáng)度接近鋼鐵，兼有鋁鐵較輕，強(qiáng)度接近鋼鐵，兼有鋁鐵的優(yōu)點(diǎn)，既輕強(qiáng)度又高的優(yōu)點(diǎn)，既輕強(qiáng)度又高(航天材料，眼鏡

4、架等航天材料，眼鏡架等)。鈦鈦( (鎳鈦合金鎳鈦合金, nt), nt)，加工成形，在高溫下處理數(shù)分，加工成形，在高溫下處理數(shù)分鐘至半小時(shí)，于是鐘至半小時(shí)，于是ntnt合金對(duì)形狀產(chǎn)生了記憶。在室溫下，對(duì)合合金對(duì)形狀產(chǎn)生了記憶。在室溫下，對(duì)合金的形狀改變，以后遇到高溫加熱金的形狀改變，以后遇到高溫加熱, , 則自動(dòng)恢復(fù)形狀。如則自動(dòng)恢復(fù)形狀。如: : 固固定接頭定接頭: : 鈦?zhàn)褰饘僭诔叵虏换顫?，但在高溫條件下它們鈦?zhàn)褰饘僭诔叵虏换顫?，但在高溫條件下它們可以直接和大多數(shù)非金屬反應(yīng)：可以直接和大多數(shù)非金屬反應(yīng)： ti + o2 tio2 (紅熱紅熱) ； 3ti + 2n2 ti3n4 (點(diǎn)燃

5、點(diǎn)燃) ti + 4cl2ticl4 (300oc) 所以鈦是冶金中的消氣劑。所以鈦是冶金中的消氣劑。 不與稀酸反應(yīng)。鈦能與熱濃鹽酸或熱硝酸中，不與稀酸反應(yīng)。鈦能與熱濃鹽酸或熱硝酸中， 但但zr 和和 hf 則不溶，它們的最好溶劑是氫氟酸。則不溶，它們的最好溶劑是氫氟酸。2ti6hcl2ticl3 (紫色紫色) 3h2 ti + 6hno3tio(no3)2+4no2 +3h2oti + 6hf tif62- + 2h+ + 2h2zr + 6hfzrf62- + 2h+ + 2h2 基于上述性質(zhì)，鈦及其合金廣泛地用于制造噴基于上述性質(zhì)，鈦及其合金廣泛地用于制造噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、超音速飛機(jī)和潛水艇氣

6、發(fā)動(dòng)機(jī)、超音速飛機(jī)和潛水艇 ( 防雷達(dá)、防磁性防雷達(dá)、防磁性水雷水雷 ) 以及海軍化工設(shè)備。以及海軍化工設(shè)備。 此外，鈦與生物體組織相容性好，結(jié)合牢固，用此外，鈦與生物體組織相容性好，結(jié)合牢固，用于接骨和制造人工關(guān)節(jié)；鈦具有隔熱、高度穩(wěn)定、質(zhì)于接骨和制造人工關(guān)節(jié)；鈦具有隔熱、高度穩(wěn)定、質(zhì)輕、堅(jiān)固等特性，由純鈦制造的假牙是任何金屬材料輕、堅(jiān)固等特性，由純鈦制造的假牙是任何金屬材料無(wú)法比擬的，所以鈦又被稱為無(wú)法比擬的，所以鈦又被稱為“生物金屬生物金屬”。因此，。因此，繼繼fe、al之后，預(yù)計(jì)之后，預(yù)計(jì) ti 將成為應(yīng)用廣泛的第三金屬。將成為應(yīng)用廣泛的第三金屬。 ticl4 在在 950 真空分餾純

7、化真空分餾純化 1000下真空蒸餾除去下真空蒸餾除去 mg、 mgcl2， 電弧熔化鑄錠電弧熔化鑄錠ticl4 + 2 mg ti + 2 mgcl2800 articl4海綿鈦海綿鈦mgmgcl2 制備海綿鈦反應(yīng)器示意圖制備海綿鈦反應(yīng)器示意圖ar tio2 + 2 c +2 cl2 ticl4 + 2 co800900 2fetio3+ 7cl2 + 6c2ticl4+ 2fecl3+ 6co在充氬氣的密封爐中用在充氬氣的密封爐中用熔融熔融mg（na）還原）還原 為什么在由為什么在由 tio2 制備制備ticl4 時(shí)，反應(yīng)中要加入時(shí)，反應(yīng)中要加入 c 而不能直接由而不能直接由 tio2 和和

8、 cl2 反應(yīng)來(lái)制??？反應(yīng)來(lái)制取？ 單獨(dú)的反應(yīng)單獨(dú)的反應(yīng) tio2 (s) +2cl2 (g) = ticl4(l) + o2 (g) 在在25時(shí)的時(shí)的 即便增加溫度也無(wú)濟(jì)即便增加溫度也無(wú)濟(jì)于事，于事， 因?yàn)樗且粋€(gè)熵減反應(yīng)，因?yàn)樗且粋€(gè)熵減反應(yīng)， 如果把反應(yīng)如果把反應(yīng) c(s) + o2 (g) = co2 (g)耦合到上述反應(yīng)中，可得：耦合到上述反應(yīng)中，可得： tio2 (s) + 2c (s) +2cl2 (g) = ticl4 (l) + co2 (g) 原來(lái)不能進(jìn)行的反應(yīng)就能進(jìn)行了。原來(lái)不能進(jìn)行的反應(yīng)就能進(jìn)行了。,1mol151kjg。1mol-38.3kjs1mol-394kjg,

9、1mol-243kjg 1.3 鈦的重要化合物鈦的重要化合物 金紅石金紅石(rutile) 銳鈦礦銳鈦礦(anatase) 板鈦礦板鈦礦(brookite)。 其中最重要的金紅石屬四方晶系，其中最重要的金紅石屬四方晶系，ti 的配位數(shù)的配位數(shù)為為 6，氧的配位數(shù)為，氧的配位數(shù)為 3。自然界中是。自然界中是紅色紅色或或桃紅色桃紅色晶晶體，有時(shí)因含體，有時(shí)因含fe, nb, ta, sn , cr等雜質(zhì)而呈黑色。等雜質(zhì)而呈黑色。 (1) tio2不溶于水或酸，但溶于熱濃硫酸或熔化的不溶于水或酸，但溶于熱濃硫酸或熔化的 khso4中：中：tio2 + h2so4 tioso4 + h2o(2) ti

10、o2 + baco3 = batio3(偏鈦酸鋇偏鈦酸鋇) + co2 可以看出可以看出tio2 與酸、堿作用，表現(xiàn)出兩性。與酸、堿作用，表現(xiàn)出兩性。 batio3 是常用的電容材料，作為是常用的電容材料，作為壓電材料，用壓電材料，用于超聲波發(fā)生裝置。于超聲波發(fā)生裝置。 tio2的化學(xué)性質(zhì)不活潑，且覆蓋能力強(qiáng)、的化學(xué)性質(zhì)不活潑，且覆蓋能力強(qiáng)、折射率高，可用于制造高級(jí)白色油漆。它兼有鋅白折射率高，可用于制造高級(jí)白色油漆。它兼有鋅白(zno)的持久性和鉛白的持久性和鉛白pb(oh)2co3的遮蓋性，最的遮蓋性，最大的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)毒，在高級(jí)化妝品中作增白劑。大的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)毒，在高級(jí)化妝品中作增白劑。tio

11、2也用作高級(jí)銅板紙的表面覆蓋劑，以及用于生產(chǎn)增也用作高級(jí)銅板紙的表面覆蓋劑，以及用于生產(chǎn)增白尼龍。白尼龍。tio2粒子具有半導(dǎo)體性能，且以其無(wú)毒、粒子具有半導(dǎo)體性能，且以其無(wú)毒、廉價(jià)、催化活性高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，成為目前多廉價(jià)、催化活性高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，成為目前多相光催化反應(yīng)最常用的半導(dǎo)體材料。相光催化反應(yīng)最常用的半導(dǎo)體材料。80(2) 硫酸法硫酸法fetio3+ 2h2so4 feso4 + tioso4+2h2otioso4 + 2 h2o h2tio3 (鈦酸鈦酸) + h2so4 800850 （） tio2 + h2ohclnaohtiocl2na2tio3(1) 氣相氧化法氣相氧

12、化法 ticl4 + o2 = tio2 + 2cl2 為什么一些金屬的氫氧化物沉淀靜置一段時(shí)間為什么一些金屬的氫氧化物沉淀靜置一段時(shí)間后，其化學(xué)活性會(huì)顯著降低？后，其化學(xué)活性會(huì)顯著降低？ 結(jié)構(gòu)發(fā)生變化一般認(rèn)為下列變化是主要的：結(jié)構(gòu)發(fā)生變化一般認(rèn)為下列變化是主要的： 新沉淀出來(lái)的氫氧化物多是通過(guò)羥橋相連，陳化新沉淀出來(lái)的氫氧化物多是通過(guò)羥橋相連，陳化使羥橋失水變成氧橋。羥橋鍵能小，氧橋鍵能大，故使羥橋失水變成氧橋。羥橋鍵能小，氧橋鍵能大，故穩(wěn)定。因此下列系列氫氧化物穩(wěn)定。因此下列系列氫氧化物 ti(oh)4 tio(oh)2tio2 中，從左至右活性降低，與其從左至右活潑的中，從左至右活性降低

13、，與其從左至右活潑的 ti oh ti 鍵減少，較穩(wěn)定鍵減少，較穩(wěn)定 ti o ti 鍵增多有關(guān)鍵增多有關(guān)tio2 。 橋連形式的變化還常常會(huì)引起結(jié)構(gòu)型式的改變橋連形式的變化還常常會(huì)引起結(jié)構(gòu)型式的改變。moomm o m 2. 鹵化物鹵化物（1）四氯化鈦（）四氯化鈦（ticl4） 物理性質(zhì)物理性質(zhì) 無(wú)色液體（無(wú)色液體（mp249k，bp409.5k），有刺鼻氣味，），有刺鼻氣味，極易水解，在潮濕空氣中會(huì)發(fā)煙。極易水解，在潮濕空氣中會(huì)發(fā)煙。 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) ticl4 + 2h2o = tio2（或（或tiocl2 ）+ 4hcl 2ticl4 + h22ticl3 + 2hcl 2ticl4

14、 + zn = 2ticl3 + zncl2 ticl4 是分子物質(zhì)，無(wú)色液體，極易水解。由于是分子物質(zhì)，無(wú)色液體，極易水解。由于 ti4+ 離子電荷高，半徑小，極化力極強(qiáng)，所以在酸性離子電荷高，半徑小，極化力極強(qiáng)，所以在酸性溶液中或不完全水解主要存在溶液中或不完全水解主要存在tio2+ （鈦酰離子）。（鈦酰離子）。 利用利用 ticl4 的水解性，可制作煙幕彈。的水解性，可制作煙幕彈。 tio2+的檢驗(yàn)：的檢驗(yàn)：tio2+h2o2tio(h2o2)2+ (弱酸中弱酸中橙黃色，強(qiáng)酸中橙紅色橙黃色，強(qiáng)酸中橙紅色)（2）三氯化鈦）三氯化鈦 水合水合ticl3為為紫色紫色晶體，在晶體，在ticl3濃

15、溶濃溶液中加無(wú)水乙醚，并通入氯化氫至飽和，在乙醚層得液中加無(wú)水乙醚，并通入氯化氫至飽和，在乙醚層得到到綠色綠色的異構(gòu)體，結(jié)構(gòu)式分別是的異構(gòu)體，結(jié)構(gòu)式分別是：ti(h2o)6cl3、ti(h2o)5clcl2h2o。 ti3+為為d1構(gòu)型，紫色，有較強(qiáng)的還原性構(gòu)型，紫色，有較強(qiáng)的還原性（ti3+ sn2+） 3tio2+ + al + 6h+ = 3ti3+ + al3+ + 3h2o 可用作含鈦試樣的鈦含量測(cè)定可用作含鈦試樣的鈦含量測(cè)定 ti3+ + fe3+ + h2o = tio2+ + fe2+ + 2h+ 此反應(yīng)用于此反應(yīng)用于ti3+的滴定，用的滴定，用kscn作指示劑作指示劑ntic

16、lhcalchchchchchch)( 23)(2333522ticl4 zn 2ticl3 zncl2 2ti 6hcl 2ticl3 3h2ticl3可用作烯烴定向聚合的催化劑可用作烯烴定向聚合的催化劑根據(jù)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明產(chǎn)生各種現(xiàn)象的原因及有關(guān)反應(yīng)方程式根據(jù)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明產(chǎn)生各種現(xiàn)象的原因及有關(guān)反應(yīng)方程式（1）打開(kāi)裝有四氯化鈦的瓶塞，立即有白煙；）打開(kāi)裝有四氯化鈦的瓶塞，立即有白煙；（2）加入濃濃鹽酸和金屬鋅時(shí)，生成紫色溶液；）加入濃濃鹽酸和金屬鋅時(shí)，生成紫色溶液；（3）緩慢地加入氫氧化鈉至溶液呈堿性，則析出紫）緩慢地加入氫氧化鈉至溶液呈堿性，則析出紫 色沉淀；色沉淀；（4）沉淀過(guò)濾，先用硝酸，然后用

17、稀堿溶液處理，）沉淀過(guò)濾，先用硝酸，然后用稀堿溶液處理， 有白色沉淀生成；有白色沉淀生成；（5）將此沉淀過(guò)濾并灼燒，最后與等物質(zhì)的量的氧）將此沉淀過(guò)濾并灼燒，最后與等物質(zhì)的量的氧 化鎂共熔化鎂共熔 ticl4水解：水解： ticl4 3h2o = h2tio3 4hcl ticl4被還原：被還原： ticl4 2hcl = ticl62- 2h+ 2ticl62- zn = zncl2 2ticl3 (紫色紫色) 2cl- 反應(yīng)生成反應(yīng)生成 ti(oh)3 紫色沉淀紫色沉淀 ticl3 3naoh = ti(oh)3 3nacl ti(oh)3被硝酸氧化為被硝酸氧化為tio(no3)2，用稀堿

18、處理，用稀堿處理 生成鈦酸沉淀：生成鈦酸沉淀： 3ti(oh)37hno3 = 3tio(no3)2no8h2o tio(no3)22naoh = h2tio32nano3 鈦酸灼燒為鈦白，與氧化鎂共熔生成鈦酸鎂：鈦酸灼燒為鈦白，與氧化鎂共熔生成鈦酸鎂： ti(oh)4 = tio2 2h2o tio2 mgo = mgtio33.鈦（鈦（iv）的配合物）的配合物 ti(iv)：正電荷較高，半徑較?。赫姾奢^高，半徑較小(68nm)，電荷半，電荷半徑的比值較大，具有很強(qiáng)的極化力，以至在徑的比值較大，具有很強(qiáng)的極化力，以至在ti(iv) 的的水溶液中不存在簡(jiǎn)單的水合配離子水溶液中不存在簡(jiǎn)單的水合

19、配離子ti(h2o)64+，只存，只存在堿式的氧基鹽。在堿式的氧基鹽。 例如：在配位能力很弱的酸例如：在配位能力很弱的酸 ( 比如比如hclo4 ) 中，中， ti(iv) 存在形式是存在形式是 ti(oh)2(h2o)42+ (簡(jiǎn)寫(xiě)成簡(jiǎn)寫(xiě)成tio2,叫叫做鈦酰離子做鈦酰離子)；在堿性溶液中，主要存在形式是；在堿性溶液中，主要存在形式是 ti(oh)4(h2o)2，相當(dāng)于，相當(dāng)于 。(2) 與醇的配合物與醇的配合物 ticl4在醇中的溶劑分解作用生成二醇鹽在醇中的溶劑分解作用生成二醇鹽: ticl42rohticl2(or)2+2hcl 加入干燥的氨氣以除掉加入干燥的氨氣以除掉hcl，能生成四

20、醇鹽，能生成四醇鹽: ticl44roh+4nh3ti(or)4+4nh4cl(3)與過(guò)氧化氫（與過(guò)氧化氫（h2o2）的配合物）的配合物 在在ti（iv）的溶液中加入過(guò)氧化氫，在強(qiáng)酸性溶）的溶液中加入過(guò)氧化氫，在強(qiáng)酸性溶液中顯液中顯紅色紅色，在稀酸或中性溶液顯，在稀酸或中性溶液顯黃色黃色。顯色的主要。顯色的主要原因是由于原因是由于o22-離子的變形性。離子的變形性。利用這一性質(zhì)可用來(lái)利用這一性質(zhì)可用來(lái)進(jìn)行進(jìn)行ti（iv）和過(guò)氧化氫的鑒定。）和過(guò)氧化氫的鑒定。 ph小于小于1 有色配離子是有色配離子是ti(o2)(oh)(h2o)4+ ph13 有色配離子是有色配離子是ti2o52+ 鋯鉿化合物

21、主要呈鋯鉿化合物主要呈+4價(jià)價(jià); 由于由于d0結(jié)構(gòu)，所以它們的鹽幾乎都是無(wú)色結(jié)構(gòu)，所以它們的鹽幾乎都是無(wú)色; 氫氧化物的堿性要比酸性大，酸堿性之間的差別，氫氧化物的堿性要比酸性大，酸堿性之間的差別， 比鈦更顯著比鈦更顯著; 鋯鉿性質(zhì)相似，造成兩者分離上的困難。鋯鉿性質(zhì)相似，造成兩者分離上的困難。zro2有三種晶型：?jiǎn)涡庇腥N晶型：?jiǎn)涡?monoclinic)；四方四方(tetragonal)；立方；立方(cubic)。三者。三者之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系是之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系是（可逆）：（可逆）：monoclinic tetragonal cubic23701100 zro2 白色粉末，不溶于水，熔點(diǎn)很高。白色

22、粉末，不溶于水，熔點(diǎn)很高。 除除 hf 外不與其他酸作用。外不與其他酸作用。 zrocl2 (x1)h2o = zro2xh2o + 2hcl 所制的水合物所制的水合物 zro2xh2o 是一種白色凝膠，有微是一種白色凝膠，有微弱的兩性，酸性比弱的兩性，酸性比 tio2 xh2o更弱，和強(qiáng)堿熔融時(shí)生更弱，和強(qiáng)堿熔融時(shí)生成晶狀的鋯酸鹽。成晶狀的鋯酸鹽。2. 四氯化鋯（四氯化鋯（zrcl4） 白色粉末，在潮濕的空氣中產(chǎn)生鹽酸煙霧，遇水白色粉末，在潮濕的空氣中產(chǎn)生鹽酸煙霧，遇水劇烈水解：劇烈水解：zrcl4 + 9h2o = zrocl8h2o + 2hcl 水解所得到的產(chǎn)物水解所得到的產(chǎn)物 zro

23、cl28h2o，難溶于冷鹽酸，難溶于冷鹽酸中，但能溶于水，從溶液中析出的是四方形棱狀晶體中，但能溶于水，從溶液中析出的是四方形棱狀晶體或針狀晶體，或針狀晶體，。3. 四氟化鋯（四氟化鋯（zrf4） 無(wú)色晶體，具有高折射率，幾乎不溶于水無(wú)色晶體，具有高折射率，幾乎不溶于水; 與氟化銨作用可生成與氟化銨作用可生成 (nh4)2zrf6，它在稍加熱下，它在稍加熱下 就可分解：就可分解： (nh4)2zrf6 = zrf4 + 2nh4f 剩下的剩下的zrf4在在873k開(kāi)始升華，利用這一特性可以開(kāi)始升華，利用這一特性可以將鋯與鐵及其它雜質(zhì)分離。將鋯與鐵及其它雜質(zhì)分離。22-2 釩族概述釩族概述 釩：

24、釩：a.m.delrio在在1801年宣稱發(fā)現(xiàn)了一種新元素，但年宣稱發(fā)現(xiàn)了一種新元素，但 是遺憾的是四年后他卻放棄了自己的主張；直到是遺憾的是四年后他卻放棄了自己的主張；直到 1830年，年，n.g.sefstrm從瑞典某些礦石中從瑞典某些礦石中“再發(fā)再發(fā) 現(xiàn)現(xiàn)”了該元素，并以神話中斯堪的納維亞的美女了該元素，并以神話中斯堪的納維亞的美女 神神vanadis的名字命名，稱之為的名字命名，稱之為釩（釩（vanadium）鈮：鈮： 1801年，年，c .hatchett 化驗(yàn)了英國(guó)大不列顛博物化驗(yàn)了英國(guó)大不列顛博物 館一種礦石中分離出的一種新元素的氧化物并將館一種礦石中分離出的一種新元素的氧化物并

25、將 其命名為其命名為“鈳鈳”，1844年，年，h.rose將其稱之為將其稱之為鈮鈮 （niobium，以，以tantalus的女兒的女兒niobe命名）命名）鉭：鉭： 1801年，瑞典人年，瑞典人 a.g.ekeberg 研究芬蘭礦石并研究芬蘭礦石并 于于1802年宣稱驗(yàn)明一種新元素，他以希臘之神年宣稱驗(yàn)明一種新元素，他以希臘之神 tantalus命名為命名為鉭（鉭（tantalum）。）。 2. 元素性質(zhì)元素性質(zhì) 釩（釩（v）鈮（）鈮（nb）鉭（）鉭（ta）位于周期系第）位于周期系第 vb族，族，統(tǒng)稱釩副族，價(jià)電子構(gòu)型（統(tǒng)稱釩副族，價(jià)電子構(gòu)型（n-1）d3ns2，最高氧化態(tài)，最高氧化態(tài)為為+

26、5，屬于稀有元素。，屬于稀有元素。 釩族元素在自然界中分散而不集中，富集的釩礦釩族元素在自然界中分散而不集中，富集的釩礦不多；特別鈮鉭總是共生，分離困難。不多；特別鈮鉭總是共生，分離困難。 存在和冶煉存在和冶煉v主要礦物有綠硫釩礦主要礦物有綠硫釩礦 vs2或或v2s5、 鉛釩礦鉛釩礦pb5(vo4)3cl 等等。存在豐度為等等。存在豐度為0.001%nbta nb主要礦物是鈮鐵礦主要礦物是鈮鐵礦fe(nbo3) 2 ， 存在豐度存在豐度為為0.002%。ta主要礦物是鉭鐵主要礦物是鉭鐵fe(tao3)2，存，存在豐度為在豐度為2.510-4%。 釩的制備是用釩的制備是用活潑金屬還原釩的活潑金屬

27、還原釩的氧化物或氯化物氧化物或氯化物 v2o5 + 5ca = 5cao + 2v 2vcl3 + 3mg = 3mgcl2 + 2v 釩的主要用途在于冶煉特種鋼，釩鋼具有很大的強(qiáng)度、彈釩的主要用途在于冶煉特種鋼，釩鋼具有很大的強(qiáng)度、彈性以及優(yōu)良的抗磨和抗沖擊的性能，用于制造結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、性以及優(yōu)良的抗磨和抗沖擊的性能，用于制造結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、裝甲鋼和鋼軌等，是汽車(chē)和飛機(jī)的優(yōu)良原料鋼。裝甲鋼和鋼軌等，是汽車(chē)和飛機(jī)的優(yōu)良原料鋼。 v、nb、ta的礦物主要的礦物主要存在于其它礦物如鐵礦中存在于其它礦物如鐵礦中 2.1 釩的重要化合物釩的重要化合物(1) 弱兩性氧化物，以酸性為主，溶強(qiáng)堿生成釩酸鹽

28、弱兩性氧化物，以酸性為主，溶強(qiáng)堿生成釩酸鹽 溶于強(qiáng)酸，生成含釩氧離子的鹽：溶于強(qiáng)酸，生成含釩氧離子的鹽：ohvonanaohov25352326ohsovosohov24224252)(ohclvoclhclov22252326 (2) 氧化性氧化性2325222/12clnavoonaclovohnhovvonh23523422hclovohvocl6325223 (2) (3) (1) ：用氯化焙燒：用氯化焙燒 法處理釩鉛礦。法處理釩鉛礦。2. 釩酸鹽和多釩酸鹽釩酸鹽和多釩酸鹽釩酸鹽釩酸鹽: mivo3 和和 m3ivo4 多釩酸鹽多釩酸鹽: m4iv2o7 和和 m3iv3o9 簡(jiǎn)單的正釩酸根離子簡(jiǎn)單的正釩酸根離子 vo43- 只存在強(qiáng)堿溶液中，只存在強(qiáng)堿溶液中， 向正釩酸鹽向正釩酸鹽 m3ivo4 的溶液中加酸，使溶液的溶液中加酸，使溶液 ph 值逐值逐漸下降，會(huì)生成不同聚合度