三氧化鎢

三氧化鎢(化學式:WO3)是(VI)的氧化物,是從鎢礦制取單質鎢工業的重要中間體。[1]該冶煉過程涉及兩步:第一步用堿處理鎢礦,制得WO3,然後用碳或氫氣還原三氧化鎢,得到金屬鎢:

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

三氧化鎢制備
三氧化鎢可由很多方法制備:

先用鎢酸鈣與鹽酸反應生成鎢酸沉澱,然後鎢酸高溫分解成為三氧化鎢和水。
CaWO4 + 2HCl → CaCl2 + H2WO4
H2WO4 → H2O + WO3
氧化劑存在下,仲鎢酸銨熱分解:
(NH4)10[H2W12O42]·4H2O → 12 WO3 + 10NH3 + 11H2O

三氧化鎢結構
三氧化鎢的結構取決於溫度:它在740°C以上為四方晶系、330-740°C為正交晶系、17-330°C為單斜晶系、-50-17°C為三斜晶系。單斜的結構最常見,其空間群為P21/n。

三氧化鎢化學性質
三氧化鎢化學性質隨制備條件的不同(速率和溫度)而不同:低溫下制得的三氧化鎢較活潑,易溶於水;高溫制得的三氧化鎢則不溶於水。此外,若仲鎢酸銨熱分解時為還原性氣氛,則產物為藍色氧化鎢(鎢藍,WO3-x),組分不定,主要是三氧化鎢、銨鹽和二氧化鎢。

用還原劑,如錫還原鎢酸鹽溶液也可得到"鎢藍",使整個溶液呈藍色。

三氧化鎢用途
除制取金屬鎢外,黃色的三氧化鎢也可作為顏料,用在陶瓷和塗料中,使用紅外線的非接觸式車窗控制系統(Smart windows)中,也應用了三氧化鎢。