三氧化钨

三氧化钨(化学式:WO3)是(VI)的氧化物,是从钨矿制取单质钨工业的重要中间体。[1]该冶炼过程涉及两步:第一步用碱处理钨矿,制得WO3,然后用碳或氢气还原三氧化钨,得到金属钨:

WO3 + 3H2 → W + 3H2O
2WO3 + 3C → 2W + 3CO2

三氧化钨制备
三氧化钨可由很多方法制备:

先用钨酸钙与盐酸反应生成钨酸沉淀,然后钨酸高温分解成为三氧化钨和水。
CaWO4 + 2HCl → CaCl2 + H2WO4
H2WO4 → H2O + WO3
氧化剂存在下,仲钨酸铵热分解:
(NH4)10[H2W12O42]·4H2O → 12 WO3 + 10NH3 + 11H2O

三氧化钨结构
三氧化钨的结构取决于温度:它在740°C以上为四方晶系、330-740°C为正交晶系、17-330°C为单斜晶系、-50-17°C为三斜晶系。单斜的结构最常见,其空间群为P21/n。

三氧化钨化学性质
三氧化钨化学性质随制备条件的不同(速率和温度)而不同:低温下制得的三氧化钨较活泼,易溶于水;高温制得的三氧化钨则不溶于水。此外,若仲钨酸铵热分解时为还原性气氛,则产物为蓝色氧化钨(钨蓝,WO3-x),组分不定,主要是三氧化钨、铵盐和二氧化钨。

用还原剂,如锡还原钨酸盐溶液也可得到“钨蓝”,使整个溶液呈蓝色。

三氧化钨用途
除制取金属钨外,黄色的三氧化钨也可作为颜料,用在陶瓷和涂料中,使用红外线的非接触式车窗控制系统(Smart windows)中,也应用了三氧化钨。