三氧化钨

三氧化钨（化学式：WO₃）是钨(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
IUPAC名 Tungsten trioxide
别名	氧化钨、钨酸酐、氧化钨(VI)
识别
CAS号	1314-35-8  Y
PubChem	14811
SMILES	O=[W](=O)=O
InChI	1S/3O.W
RTECS	YO7760000
性质
化学式	WO3
摩尔质量	231.84 g·mol⁻¹
外观	黄色粉末
密度	7.16 g/cm3
熔点	1473 °C
沸点	~1700 °C
溶解性（水）	不可溶
溶解性（其他溶剂）	可溶于碱，微溶于酸
结构
晶体结构	单斜晶系
配位几何	平面三角形
危险性
警示术语	R：R22-R36/37/38
安全术语	S：S26-S36
MSDS	External MSDS
主要危害	可能对眼部、皮肤、呼吸和消化系统造成损害
闪点	N/A
相关物质
相关化学品	WO2、H2WO4
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

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。^[1]

CaWO₄ + 2HCl → CaCl₂ + H₂WO₄

H₂WO₄ → H₂O + WO₃

• 氧化剂存在下，仲钨酸铵热分解：^[2]

(NH₄)₁₀[H₂W₁₂O₄₂]·4H₂O → 12 WO₃ + 10NH₃ + 11H₂O

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。^[2]

化学性质

三氧化钨的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；^[2]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，WO_3-x），^[3]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。

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。^[1]使用红外线电致变色的非接触式车窗控制系统（Smart windows）中，也应用了三氧化钨。^[4]

参考资料

1. Patnaik, Pradyot. Handbook of Inorganic Chemicals. New York: McGraw-Hill, 2003.
2. Lassner, Erik and Wolf-Dieter Schubert. Tungsten: Properties, Chemistry, Technology of the Element, Alloys, and Chemical Compounds. New York: Kluwer Academic, 1999.
3. "Tungsten Oxides & Acids" International Tungsten Industry Association. 2003<http://www.itia.org.uk/Default.asp?Page=44 （页面存档备份，存于互联网档案馆）>.
4. Lee, W.J.; Fang, Y.K.; Ho, J.; Hsieh, W.T.; Ting, S.F. J. Electron. Mater. 2000, 29 (2), 183.