<p><b>五氧化二釩</b>，IUPAC名稱為<b>氧化釩(V)</b>，是釩(V)的氧化物，化學式為V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>。它是一種有毒的橙黃色固體，微溶於水，加熱時失去氧而分解。可作化學工業中的催化劑，最重要的是對硫酸工業中二氧化硫轉化為三氧化硫一步的催化。
</p><p>五氧化二釩中的釩（+5）為最高氧化態，具有兩性和氧化性。
</p>


<h2><span id=".E5.8C.96.E5.AD.A6.E6.80.A7.E8.B4.A8"></span><span id="化学性质">化學性質</span></h2>
<h3><span id=".E9.85.B8.E7.A2.B1.E5.8F.8D.E5.BA.94"></span><span id="酸碱反应">酸鹼反應</span></h3>
<p>五氧化二釩具有兩性，可溶於鹼生成多聚釩酸鹽，也可溶於非還原性酸生成淡黃色含VO<sub>2</sub><sup>+</sup>的溶液：
</p>
<dl><dd>V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>  +  2 HNO<sub>3</sub>  →  2 VO<sub>2</sub>(NO<sub>3</sub>)  +  H<sub>2</sub>O</dd></dl><p>與鹼如氫氧化鈉反應，鹼過量時產物為無色的釩酸鈉（Na<sub>3</sub>VO<sub>4</sub>），酸度升高時，顏色逐漸由無色變為橙色再到紅色。pH處於9-13時的微粒主要是HVO<sub>4</sub><sup>2−</sup>、V<sub>2</sub>O<sub>7</sub><sup>4−</sup>，低於9時變為V<sub>4</sub>O<sub>12</sub><sup>4−</sup>、HV<sub>10</sub>O<sub>28</sub><sup>5−</sup>。pH為2時沉澱出棕色的五氧化二釩水合物。
</p><p>五氧化二釩與亞硫醯氯反應得到三氯氧釩：
</p>
<dl><dd>V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>(s)  +  3 SOCl<sub>2</sub>(l)  →  2 VOCl<sub>3</sub>(l)  +  3 SO<sub>2</sub>(g)</dd></dl><h3><span id=".E6.B0.A7.E5.8C.96.E8.BF.98.E5.8E.9F.E5.8F.8D.E5.BA.94"></span><span id="氧化还原反应">氧化還原反應</span></h3>
<p>五氧化二釩中的正五價釩可被還原，在酸性介質得到V<sup>IV</sup>，藍色的VO(H<sub>2</sub>O)<sub>5</sub><sup>2+</sup>釩氧基離子。以鹽酸和氫溴酸作還原劑，氧化產物是相應的鹵素單質：
</p>
<dl><dd>V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>(s)  +  6 HCl  + 7 H<sub>2</sub>O  → 2 [VO(H<sub>2</sub>O)<sub>5</sub>]<sup>2+</sup>  +  4 Cl<sup>−</sup>  + Cl<sub>2</sub></dd></dl><p>固態的五氧化二釩可被草酸、一氧化碳或二氧化硫還原為深藍色的二氧化釩固體，還原劑過量會經由V<sub>4</sub>O<sub>7</sub>與V<sub>5</sub>O<sub>9</sub>之類的複雜氧化物混合物，最終產物是黑色的三氧化二釩。
</p><p>溶液中，釩酸鹽或VO<sub>2</sub><sup>+</sup>離子被鋅汞齊還原，會發生一系列的顏色變化，最終得到V<sup>II</sup>離子：
</p>
<dl><dd>無色"VO<sub>3</sub><sup>−</sup>" → 黃色"VO<sub>2</sub><sup>+</sup>" →  藍色"VO<sup>2+</sup>"  →  綠色"V<sup>3+</sup>"  →  紫色"V<sup>2+</sup>"</dd></dl><h2><span id=".E5.88.B6.E5.A4.87"></span><span id="制备">製備</span></h2>
<p>首先用碳酸鈉處理含釩礦物生成偏釩酸鈉，而後用硫酸控制pH為2-3，沉澱，加熱至690°C熔化便可得到粗五氧化二釩。
</p><p>金屬釩與過量氧氣反應的主要產物是五氧化二釩，但常常含有釩的其他低價氧化物雜質。實驗室中，可用偏釩酸銨在200°C時的分解反應製備五氧化二釩：
</p>
<dl><dd>2 NH<sub>4</sub>VO<sub>3</sub>  →  V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>(s)  +  2 NH<sub>3</sub>  +  H<sub>2</sub>O</dd></dl><h2><span id=".E5.BA.94.E7.94.A8"></span><span id="应用">應用</span></h2>
<p>五氧化二釩最重要的應用，是在接觸法制硫酸時，作二氧化硫氧化為三氧化硫的催化劑。三氧化硫進一步與硫酸反應可以得到焦硫酸，而一個焦硫酸可加水形成兩個硫酸。
</p>
<dl><dd>2 SO<sub>2</sub>  +  O<sub>2</sub>  <span> ⇌ </span>  2 SO<sub>3</sub></dd></dl><p>一般催化反應於400-620°C時發生。低於此溫度時，五氧化二釩無法發揮出催化活性；高於此溫度時，五氧化二釩則分解。反應的催化機理如下，經由低價的二氧化釩中間產物：
</p>
<dl><dd>SO<sub>2</sub>  +  V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>(s)  →  SO<sub>3</sub>(g)  +  2 VO<sub>2</sub>(s)</dd>
<dd>2 VO<sub>2</sub>(s)  +<sup>1</sup>/<sub>2</sub> O<sub>2</sub>(g)  →  V<sub>2</sub>O<sub>5</sub></dd></dl><h2><span id=".E5.8F.82.E8.A7.81"></span><span id="参见">參見</span></h2>
<ul><li>五氧化二釩性質表</li></ul><h2><span id=".E5.8F.82.E8.80.83.E8.B5.84.E6.96.99"></span><span id="参考资料">參考資料</span></h2>
**五氧化二釩**，IUPAC 名稱為**氧化釩 (V)**，是釩 (V) 的氧化物，化學式為 V2O5。它是一種有毒的橙黃色固體，微溶於水，加熱時失去氧而分解。可作化學工業中的催化劑，最重要的是對硫酸工業中二氧化硫轉化為三氧化硫一步的催化。

五氧化二釩中的釩（+5）為最高氧化態，具有兩性和氧化性。

## 化學性質

### 酸鹼反應

五氧化二釩具有兩性，可溶於鹼生成多聚釩酸鹽，也可溶於非還原性酸生成淡黃色含 VO2+ 的溶液：

　
: V2O5 + 2 HNO3 → 2 VO2(NO3) + H2O

與鹼如氫氧化鈉反應，鹼過量時產物為無色的釩酸鈉（Na3VO4），酸度升高時，顏色逐漸由無色變為橙色再到紅色。pH 處於 9-13 時的微粒主要是 HVO42−、V2O74−，低於 9 時變為 V4O124−、HV10O285−。pH 為 2 時沉澱出棕色的五氧化二釩水合物。

五氧化二釩與亞硫醯氯反應得到三氯氧釩：

　
: V2O5(s) + 3 SOCl2(l) → 2 VOCl3(l) + 3 SO2(g)

### 氧化還原反應

五氧化二釩中的正五價釩可被還原，在酸性介質得到 VIV，藍色的 VO (H2O)52+ 釩氧基離子。以鹽酸和氫溴酸作還原劑，氧化產物是相應的鹵素單質：

　
: V2O5(s) + 6 HCl + 7 H2O → 2 [VO(H2O)5]2+ + 4 Cl− + Cl2

固態的五氧化二釩可被草酸、一氧化碳或二氧化硫還原為深藍色的二氧化釩固體，還原劑過量會經由 V4O7 與 V5O9 之類的複雜氧化物混合物，最終產物是黑色的三氧化二釩。

溶液中，釩酸鹽或 VO2+ 離子被鋅汞齊還原，會發生一系列的顏色變化，最終得到 VII 離子：

　
: 無色 "VO3−"→ 黃色"VO2+"→ 藍色"VO2+"→ 綠色"V3+"→ 紫色"V2+"

## 製備

首先用碳酸鈉處理含釩礦物生成偏釩酸鈉，而後用硫酸控制 pH 為 2-3，沉澱，加熱至 690°C 熔化便可得到粗五氧化二釩。

金屬釩與過量氧氣反應的主要產物是五氧化二釩，但常常含有釩的其他低價氧化物雜質。實驗室中，可用偏釩酸銨在 200°C 時的分解反應製備五氧化二釩：

　
: 2 NH4VO3 → V2O5(s) + 2 NH3 + H2O

## 應用

五氧化二釩最重要的應用，是在接觸法制硫酸時，作二氧化硫氧化為三氧化硫的催化劑。三氧化硫進一步與硫酸反應可以得到焦硫酸，而一個焦硫酸可加水形成兩個硫酸。

　
: 2 SO2 + O2 ⇌ 2 SO3

一般催化反應於 400-620°C 時發生。低於此溫度時，五氧化二釩無法發揮出催化活性；高於此溫度時，五氧化二釩則分解。反應的催化機理如下，經由低價的二氧化釩中間產物：

　
: SO2 + V2O5(s) → SO3(g) + 2 VO2(s)

　
: 2 VO2(s) +1/2 O2(g) → V2O5

## 參見

* 五氧化二釩性質表

## 參考資料
1314-62-1