化学自习室移动版

一、钒及其化合物

VB族元素钒(3d³4s²)的存在形式变化很多。

一是价态的变化，化合物有＋5价的V₂O₅(棕黄色)，＋4价的VO₂(蓝黑色)、VO^2＋、VO₄^4－，＋3价的V₂O₃(黑色)、V^3＋，＋2价的VO(黑色)、V^2＋，等等(注意到高价态时不见有简单阳离子V^5＋和V^4＋)。

其中5价钒有较强的氧化性：

V₂O₅＋6HCl(浓)→2VOCl₂＋Cl₂↑＋3H₂O

V^2＋(紫色)有较强的还原性，可被酸性高锰酸钾逐步氧化成V^3＋(绿色)、VO^2＋(蓝色)、VO₂^＋(黄色)。

V₂O₅和VO₂都是两性氧化物。

二是5价和4价钒的阴阳离子含氧的变化，就是酸碱两性的变化。好比Al的Al(OH)₄^－、AlO₂^－—Al(OH)₃、Al₂O₃——Al^3＋变化，5价V的变化有：

VO₄^3－—VO₃^－—V₂O₅—VO₂^＋—VO^3＋

从左至右，溶液酸性增强，均为“＋2H^＋－H₂O”的变化，从右至左，均为“＋2OH^－－H₂O”的关系。例如：

2VO₄^3－＋6H^＋→V₂O₅＋3H₂O

2VO^3＋＋6OH^－→V₂O₅＋3H₂O

二、锰及其化合物

VIB族元素锰(3d⁵4s²)的化合价变化更多，从＋7到＋2，应有尽有。

MnO₄^－—MnO₄^2－—H₃MnO₄、MnO₄^3－—MnO₂—Mn^3＋、Mn₂O₃—Mn^2＋、Mn(OH)₂

其中Mn^2＋的3d⁵半满结构比较稳定。高锰酸盐不稳定，酸性条件下分解为MnO₂和O₂。

4MnO₄^－＋4H^＋→4MnO₂↓＋3O₂↑＋2H₂O

不稳定性与强氧化性并行，尤其酸性条件下，7价锰可将Cl^－氧化为Cl₂，将I₂氧化为IO₃^－，还原产物为Mn^2＋。

2MnO₄^－＋10Cl^－＋16H^＋→2Mn^2＋＋5Cl₂↑＋8H₂O

中性条件下MnO₄^－的还原产物为MnO₂，碱性条件下的还原产物是MnO₄^2－。

2MnO₄^－＋3SO₃^2－＋H₂O→2MnO₂↓＋3SO₄^2－＋2OH^－

2MnO₄^－＋SO₃^2－＋2OH^－→2MnO₄^2－＋SO₄^2－＋H₂O