不同形态钒的相互转化研究
石油焦碱法降钒及碱浸液中钒的结构研究
石油焦碱法降钒及碱浸液中钒的结构研究石油焦是生产铝电解用炭素阳极的主要原材料,石油焦质量的好坏对铝的电解效率起到至关重要的作用。
目前,国内外大多数石油焦中钒的含量超标,高钒石油焦生产的炭素阳极在电解铝的过程中会产生过度消耗,严重影响了铝的电解效率。
本文主要研究了用NaOH-Na2CO3碱性体系氧化浸出石油焦中的钒,并对浸出液中钒酸根的结构进行了多重分析,为进一步优化钒工艺提供理论依据。
本文的研究对象(高钒石油焦)是由山东某工厂提供的,前期初步探索研究了在常温常压条件下用碱法从高钒石油焦中浸出钒的工艺,并对此原料进行了槽浸、柱浸、堆浸等试验研究。
实验研究分析了槽浸过程中各个主要因素对浸出性能的影响,确定了在实验条件为:温度110℃,液固比为6:1,NaOH浓度为150g/L时,浸出效果达到最大,浸出率可达到67.89%,与实验初期相比,有明显增加。
在不同浓度的试验条件下对原料进行柱浸试验,发现NaOH浓度为75g/L时,浸出率最大可达53.76%,在NaOH 浓度为75g/L时对石油焦进行堆浸试验,浸出率最大可达47.97%。
第二阶段则是对NaOH-V2O5分析纯溶液体系进行了红外图谱的分析,确定了溶液中存在的离子结构以及随着各条件改变时,离子结构的变化情况。
针对溶液中的离子结构,改变浸出条件,分析浸出液中离子结构的变化,得出了三种钒酸根离子在浸出条件改变时的相互转化情况。
当浸出温度改变时,溶液中的V-O-H型钒酸根离子与V-O型离子相互转化;当改变浸出温度时,V-O-V型钒酸根离子与V-OH型离子和V-O型离子相互转化;当改变NaOH浓度时,在中低NaOH浓度下,V-OH型钒酸根离子与V-O-V型离子和V-O型离子相互转化,在高NaOH浓度下,离子结构基本不变化;当改变Na2CO3浓度时,V-OH型钒酸根离子与V-O-V型离子发生转化。
并且,通过研究不同NaOH浓度下石油焦浸出液的拉曼光谱的变化,进一步验证了溶液中的离子转变情况。
土壤中钒的化学结合形态与转化条件的研究
土壤中钒的化学结合形态与转化条件的研究
汪金舫;刘铮
【期刊名称】《中国环境科学》
【年(卷),期】1995(015)001
【摘要】为了利用和控制土壤条件，改善土壤供钒特征。
为农业生产和环境保护服务，综合参考国内外对土壤中其他微量元素形态划分的方法，初步区分出土壤中的钒以５种主要的化学结合形态存在，其含量多少依次为残留态＞无定形氧化铁结合态。
有机态结合态＞易还原锰结合态＞可溶态。
通常，残留态钒占土壤全钒含量的９０％以上，而可溶态钒的含量常低于１μｇ／ｇ，一般而言，在较高的温度，较强的还原条件以及酸性土壤条件下，土壤中其它化学结
【总页数】6页(P34-39)
【作者】汪金舫;刘铮
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】S151.93
【相关文献】
1.土壤中钒的环境地球化学研究现状 [J], 王平利;张成江
2.矿业城市攀枝花土壤中微量重金属元素钒的形态分布研究 [J], 黄艺;张仕鹏;倪师军;黄敏
3.耕作土壤中钒的形态特征研究 [J], 杨洁; 司傲男; 解琳; 瞿攀
4.攀枝花公园土壤中钒的地球化学形态及潜在生态风险 [J], 滕彦国;张庆强;肖杰;
王金生;王蕾;矫旭东
5.耕型红壤和红壤性水稻土铜的化学行为及施铜效应研究Ⅱ.土壤中铜的化学形态及施铜效应 [J], 张杨珠;刘学军;李法云;袁正平;肖永兰;黄运湘;周清
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钒化合物的化学性质和应用
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钒化合物的酸碱性
钒化合物在水中的溶解度
钒化合物的氧化还原反应
钒化合物与其他化合物的反应
钒化合物的热稳定性与其结构有关
钒化合物的热稳定性使其在冶金、化工等领域有广泛应用
钒化合物的热稳定性与其它性质相结合，使其成为重要的工业原料
钒化合物在高温下不易分解，具有较高的热稳定性
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钒化合物在精细化工中的催化作用
钒化合物在石油化工中的催化作用
钒化合物在环保领域的催化作用
钒化合物在其他工业领域的应用
钒电池：一种新型电池，具有高能量密度、长寿命、环保等特点
钒电池的工作原理：利用钒离子在正负极之间的迁移实现电能的储存和释放
钒电池的应用领域：可应用于电动汽车、储能系统、可再生能源等领域
风险控制策略：加强环境监测，制定排放标准，推广清洁生产技术
钒化合物的环境影响：对土壤、水体、大气的污染
钒化合物的安全性：对人体健康的影响，如致癌、致畸等
安全防护措施：加强个人防护，提高安全意识，加强应急处理能力
钒化合物的环境影响：对环境造成的污染和破坏
钒化合物的安全性：对人体健康和生态环境的影响
反应原理：利用化学反应在液相中进行合成
反应条件：温度、压力、催化剂等
反应产物：钒化合物的生成和纯化
应用领域：钒化合物在化学、材料、能源等领域的应用
钒化合物对生物体的抗肿瘤作用
钒化合物对生物体的抗病毒作用
钒化合物对生物体的抗氧化作用
钒化合物对生物体的免疫调节作用
钒化合物在生物体内的生理功能
钒化合物在生物体内的吸收和分布
,
汇报人：
钒化合物的氧化还原反应：钒离子与氧气、水、酸等反应生成不同价态的钒化合物
石煤提钒焙烧过程钒的价态变化及氧化动力学
石煤提钒焙烧过程钒的价态变化及氧化动力学嘿，朋友们！今天咱们来聊聊那个让矿工们眼睛发亮的石煤提钒技术。
想象一下，那些硬邦邦的石头里藏着金子般的钒元素，这可是个大发现啊！不过，别以为这个过程轻松简单，里面可是有不少学问呢。
首先得说说这个“石煤”，它可不是普通石头那么简单。
经过高温焙烧，那些小小的石煤变成了闪闪发光的钒矿石，这可是价值连城的宝贝哦！但在这过程中，钒元素的价态可有大变化，从游离态到化合态，再到离子态，每一步都像是在玩捉迷藏，让人捉摸不透。
接下来说说氧化，这可是个技术活。
氧化反应就像一场精彩的化学反应秀，钒元素在这个过程中变身为三价钒和五价钒，就像是变魔术一样神奇。
不过别担心，我们可是有专业的氧化剂来帮忙，确保这场秀能精彩上演。
说到氧化动力学，这可是个科学问题。
钒元素的氧化速率会受到好多因素的影响，比如温度、压力还有催化剂的作用。
这就像是一场赛跑，每个因素都在暗中较劲，看谁能更快地帮我们找到那完美的氧化平衡点。
不过，别看这个过程简单，里面的学问可是大了去了。
比如说，我们得想办法控制好焙烧的温度和时间，这样才能保证钒元素能够顺利地从游离态变成化合态，然后再变成离子态。
还有啊，我们要用合适的氧化剂来加速这个过程，让钒元素快快地变成三价钒和五价钒。
当然了，这里面也不乏一些趣事和轶闻。
比如说，有时候我们会发现，虽然钒元素已经变成了离子态，但它们好像还是不太愿意乖乖地待在溶液里，总是喜欢到处乱跑。
这时候怎么办呢？别急，我们可以用一种叫做络合剂的东西来把它们“锁”住，让它们不再乱跑。
还有啊，我们在做实验的时候，有时候会不小心把钒元素给搞丢了。
这时候别慌，我们可以用一种叫做沉淀法的方法来把它找回来。
这种方法就像是在大海捞针，但只要有耐心和细心，总能找到那颗丢失的珍珠。
石煤提钒焙烧过程虽然复杂，但只要我们用心去探索、去研究，就能揭开其中的奥秘，找到那些隐藏在石煤里的宝藏。
这个过程就像是一场冒险，充满了未知和挑战。
钒的催化作用了解这个重要的化学反应促进剂
钒的催化作用了解这个重要的化学反应促进剂钒的催化作用：了解这个重要的化学反应促进剂钒（Vanadium）是一种重要的化学元素，其在催化反应中起到了非常重要的作用。
钒具有多种氧化态，其中氧化态为+4和+5的钒化合物具有广泛的应用领域，在化学反应中起到了催化剂的作用。
本文将介绍钒的催化作用以及其在不同领域中的应用。
1. 钒催化剂的基本原理钒催化剂是指将钒化合物作为活性物质的催化剂。
钒具有多种氧化态，其中+4和+5的化合物在催化反应中较为常见。
钒的催化作用主要是通过参与反应物的中间体生成和解离，以及电子转移和氧化还原等过程来加速反应速率。
钒催化剂在不同的反应类型中表现出不同的催化特性，例如氧化反应、还原反应、氢化反应等。
2. 钒催化剂在有机合成领域的应用钒催化剂在有机合成领域中具有广泛的应用。
例如，钒催化剂可以促进卤代烃与芳香化合物的偶联反应，实现碳-碳键的构建。
此外，钒也常用于催化苯环的烯醇化反应、烷基化反应、羧基还原反应等。
这些反应在有机合成中起到了重要的作用，提高了反应的选择性和产率。
3. 钒催化剂在能源领域的应用钒催化剂在能源领域中也有着重要的应用。
例如，在催化汽车尾气处理中，钒催化剂可以将有害气体如一氧化碳、氮氧化物等转化为无害的氮和二氧化碳。
此外，钒催化剂还可以用于化学能源转化领域，例如催化甲烷燃烧、氧化重质烃等。
4. 钒催化剂在电化学领域的应用钒催化剂在电化学领域中也具有广泛的应用。
例如，在电池中，钒氧化物可以作为正极材料，利用其在不同氧化态下的可逆转换性质来储存和释放电能。
此外，钒催化剂还可以用于水电解和燃料电池等电化学反应中，提高反应效率和电化学性能。
5. 钒催化剂的发展趋势随着催化剂研究的不断深入，钒催化剂的设计和开发也在不断进步。
未来，钒催化剂的研究方向将主要集中在提高催化剂的活性和选择性，降低催化剂的成本，以及探索新的催化反应。
同时，研究者们还将利用纳米技术和表面改性等手段来改善钒催化剂的性能，以满足不同领域的应用需求。
电位滴定法测定钒电池电解液中不同价态的钒
理化检验-化学分册 P TCA (PA R T B :C H EM.ANAL.)2007年第43卷12知识与经验电位滴定法测定钒电池电解液中不同价态的钒刘素琴1,桑 玉1,李林德2,黄可龙1(1.中南大学化学化工学院功能材料化学研究所,长沙410083; 2.攀枝花钢铁研究院成都分院,成都610016)中图分类号:O657.31 文献标识码:B 文章编号:100124020(2007)1221077202 钒电池是以钒离子溶液为正负极活性物质的蓄电池[1,2]。
钒各种价态的化学行为都很活跃,其中VO +2/VO 2+及V 3+/V 2+两电对电位相差约为1.25V 。
钒电池的工作原理如下:正极: V (Ⅳ)→V (Ⅴ)+e 充电 V (Ⅴ)→V (Ⅳ)-e 放电负极: V (Ⅲ)+e →V (Ⅱ)充电 V (Ⅱ)-e →V (Ⅲ)放电基于钒电池具有优于其它氧化还原电池的特点,如无交叉污染、反应速度快、可深度放电、易于增减电池功率和容量等,因而有着广泛的用途,如电网调峰、应急电源、动力电源等。
由于钒电池正负极的活性物质均为钒离子,钒离子的电化学反应程度决定着电池的充放电效率,因此有必要建立一种经济、简便、安全、有效的价态钒分析方法。
价态钒的分析方法主要有发射光谱法和电位滴定法等,目前钒电池用电解液中价态钒的分析以电位滴定为主,但报道的均是使用毒性较强、对人体危害较大的重铬酸钾作为滴定剂[3,4],而且操作相对繁琐。
本法提出了一种以硫酸亚铁铵溶液为滴定剂的安全、简便、有效的各种价态钒的电位滴定分析方法。
1 试验部分1.1 分析原理在强酸性介质中,4种价态钒离子不能3种以上共存,高价钒与低价钒氧化还原反应,这个反应是完全的也是定量的。
因此本法以下面三个化学反应方程式为理论依据:V (Ⅴ)+Fe (Ⅱ)V (Ⅳ)+Fe (Ⅲ)(1)V (Ⅴ)+V(Ⅲ)V (Ⅳ) (2)V (Ⅴ)+V (Ⅱ)V (Ⅳ) (3)1.2 主要仪器与试剂收稿日期62823ZDJ 2AA 型自动电位滴定仪。
《钒微合金钢的热变形行为及相变动力学研究》
《钒微合金钢的热变形行为及相变动力学研究》篇一一、引言随着现代工业技术的飞速发展，钢铁作为基础性工程材料，其性能和应用范围持续拓宽。
钒微合金钢作为高性能钢的一种，其优良的力学性能和工艺性能备受关注。
而研究钒微合金钢的热变形行为及相变动力学，不仅有助于深入理解其微观组织和性能之间的关系，还可以为钒微合金钢的加工和优化提供理论支持。
二、钒微合金钢的热变形行为1. 热变形基本原理钒微合金钢的热变形行为主要涉及材料在高温下的塑性变形过程。
这一过程受到温度、应变速率和变形程度等因素的影响。
热变形过程中，钢的微观组织（如晶粒、相组成等）会发生变化，从而影响其宏观性能。
2. 实验方法与结果通过高温拉伸实验，可以研究钒微合金钢的热变形行为。
实验中，通过改变温度、应变速率和变形程度等参数，观察钢的力学性能变化。
结果表明，钒微合金钢的热变形行为具有明显的温度依赖性和应变速率敏感性。
三、相变动力学研究1. 相变基本原理钒微合金钢的相变是指其在加热或冷却过程中，由于温度的变化，其内部组织结构发生的转变。
相变过程中，钢的微观组织发生变化，从而影响其力学性能和物理性能。
2. 实验方法与结果通过差热分析（DSC）和金相观察等方法，研究钒微合金钢的相变动力学。
实验结果表明，钒微合金钢在加热和冷却过程中，会发生多种相变，如奥氏体相变、贝氏体相变等。
这些相变过程受到温度、时间和钒元素含量的影响。
四、影响热变形行为及相变的因素1. 温度的影响温度是影响钒微合金钢热变形行为及相变的关键因素。
在较高的温度下，钢的塑性变形能力增强，有利于热变形过程的进行；而在较低的温度下，相变过程更容易发生，但可能导致塑性降低。
2. 应变速率的影响应变速率也会影响钒微合金钢的热变形行为和相变过程。
较高的应变速率可能导致材料在热变形过程中产生较大的内应力，从而影响其组织和性能。
3. 钒元素含量的影响钒元素作为合金元素，对钒微合金钢的热变形行为和相变过程具有重要影响。
《钒微合金钢的热变形行为及相变动力学研究》
《钒微合金钢的热变形行为及相变动力学研究》篇一一、引言钒微合金钢作为一种重要的金属材料，具有优异的力学性能和工艺性能，广泛应用于汽车、桥梁、建筑等重要工程领域。
其热变形行为及相变动力学的研究对于理解其加工性能、优化生产工艺、提高产品质量具有重要意义。
本文旨在研究钒微合金钢的热变形行为及相变动力学，为相关领域的科研工作者和工程技术人员提供理论依据和实践指导。
二、钒微合金钢的组成与性能钒微合金钢是指在钢铁材料中添加一定量的钒元素，通过钒与钢铁中的其他元素相互作用，形成微合金化的一种新型钢铁材料。
其具有高强度、良好的塑性和韧性，同时具有良好的焊接性能和抗疲劳性能。
三、热变形行为研究1. 热变形过程及影响因素钒微合金钢的热变形过程是一个复杂的物理过程，涉及到材料的加热、保温、变形和冷却等多个阶段。
在这个过程中，温度、应变速率和变形程度等因素都会对材料的热变形行为产生影响。
2. 热变形行为实验方法本文采用热模拟实验的方法，对钒微合金钢的热变形行为进行研究。
通过控制加热速度、温度、应变速率和变形程度等参数，观察材料的热变形过程，并记录相关数据。
3. 热变形行为分析根据实验数据，我们可以得到钒微合金钢的热变形本构方程，分析温度、应变速率和变形程度对材料热变形行为的影响规律。
同时，结合微观组织观察，研究热变形过程中材料的微观结构变化。
四、相变动力学研究1. 相变过程及影响因素钒微合金钢的相变过程是指材料在加热或冷却过程中，由于温度的变化而发生的组织结构变化。
相变过程受到温度、时间、合金元素含量等因素的影响。
2. 相变动力学实验方法本文采用金相显微镜、X射线衍射等手段，观察钒微合金钢在相变过程中的组织结构变化，并记录相关数据。
同时，通过差热分析等方法，研究相变过程中的热力学参数。
3. 相变动力学分析根据实验数据，我们可以得到钒微合金钢的相变动力学方程，分析温度、时间等因素对相变过程的影响规律。
同时，结合材料的力学性能测试，研究相变过程对材料性能的影响。
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不同形态钒的相互转化研究
罗玉梅吕银华刘江燕余新武
（湖北师范学院化学与环境工程系 湖北 黄石435002）
钒是多价态元素，有+5、+4、+3、+2等价态的化合物，在固态或水溶液中都有美丽的颜色。
某一价态钒的颜色不仅与它的存在形式有关，也与介质有关。
不同无机化学实验教材[1-4]对钒的价态变化实验各有测重点，如由周宁怀主编的《微型无机化学实验》测重于对V2O5的提取和对不同价态钒离子的分离，由大连理工大学无机化学教研室编写的《无机化学实验》对钒价态变化进行了试验，但对酸化浓度和程度没有进一步的实验。
笔者试验了不同浓度盐酸对偏钒酸铵缩合反应影响、用锌作还原剂使高价态钒向低价态钒转化而引起的颜色变化、高锰酸钾作氧化剂使低价态钒向高价态钒转化而引起的颜色变化、酸化顺序对氧化还原反应的影响。
通过观察溶液颜色的变化确定钒的价态，并在实验的微型化上进行改进。
1 偏钒酸铵固体与不同浓度的盐酸混合的颜色变化
1.1 在5mL的井穴板中加入一小玻璃角匙的偏钒酸铵固体,滴加0.1mol•L-HCl观察所加滴数对颜色的影响:
表1 0.1mol•L-盐酸用量对钒存在形态的影响
酸用量实验现象
1滴白色固体先变成黄色,迅速变成红
色
2滴溶液为黄色，析出大量红色固体
3-11滴溶液为黄色，红色固体不溶,但随
滴数增多而减少
12滴溶液为黄色,有少许未溶的红色固
体于井穴板底部
从颜色变化可知,加0.1mol•L-HCl使偏钒酸根离子缩合为多种同多酸根离子，最后可得到橙红色的十钒酸根(V10O286-)离子, 溶液中有黄色的VO2+存在,还有橙红色的V2O5沉淀生成。
1.2 在5mL的井穴板中加入一小玻璃角匙的偏钒酸铵固体, 滴加2mol•L-HCl观察所加滴数对颜色的影响:
表2 2mol•L-HCl用量对钒存在形态的影响
酸用量实验现象
1滴白色固体先变成黄色,迅速变成红
色
2滴溶液为黄色，有大量红色固体未
溶
3-9滴溶液为黄色，红色固体未溶,但随
滴数增多而减少
10滴振荡静置后,红色固体完全溶解为
淡黄色溶液
从颜色变化可知,随着酸度增大,VO3-离子逐渐缩合为V10O286-离子,继续加酸至pH=1时变为V2O5,进一步加酸变为 VO2+(淡黄色)。
反应式Cl2+2e- =2Cl-的标准电极电势为1.3583V,VO2+ +2H++e-=VO2+ +H2O的标准电极电势为0.991V,比较电极电势,稀盐酸不能将钒(V)还原为低价态, 用6mol•L-HCl 10滴完全溶解偏钒酸铵成为淡黄色的溶液，不引起钒价态的变化，而用浓HCl则溶液变为棕黄色，这是由于随着酸度增大，电极电势减小，发生反应8HCl（浓）+2VO3-=2VO2++Cl2↑+6Cl-+4H2O。
由此可得出结论：稀盐酸只起酸化作用, 酸度的变化不改变+5价钒的价态，但改变钒的存在形式，酸度不同，偏钒酸根离子的缩合程度不同，选择2mol•L-HCl就可以达到酸化的目的。
2 酸化顺序不同对钒酸铵与足量锌粉反应的影响
2.1 在5mL的井穴板中加入一小玻璃角匙的偏钒酸铵固体和10滴2mol•L-HCl使固体溶解，再加入锌粉，观察溶液颜色变化。
结果为：加入锌粉少量，溶液颜色由黄色变为蓝色；加入锌粉增多，则溶液颜色渐渐由黄色变为绿色（VOCl2）、亮蓝、蓝，最后变为紫色，其反应原理为：
2VO2+（淡黄色）+4H++Zn =2VO2+（蓝色）+Zn2++H2O；2VO++4H++Zn =2V3+（绿色）+Zn2++H2O；2V3++Zn =2V2+（紫色）+Zn2+。
由此可知，在一定酸度下，+5价钒被还原的程度与还原剂的量有关。
通过观察溶液颜色的变化，可知反应进行的程度和钒的价态。
2.2 在5mL的井穴板中加入一小玻璃角匙的偏钒酸铵固体，先加一定量的2mol•L-1 HCl盐酸，再加足量锌粉，观察溶液颜色变化。
表3 酸化程度不同对锌与偏钒酸铵反应的影响
酸用量实验现象
4滴溶液由紫色变为黄棕色，有大量红色
固体存于试管底
6滴溶液变为蓝色
8滴溶液变为淡紫色
10滴溶液紫色变深
反应现象表明：酸化程度不同钒被还原的程度也不同。
2.3 在5mL的井穴板中加入一小玻璃角匙的偏钒酸铵固体和足量锌粉，再渐渐滴加2mol•L-HCl，振荡静置，观察溶液颜色变化。
表4 酸化顺序不同对锌与偏钒酸铵反应的影响
实验现象
酸用
量
1滴溶液由黄色变为青色再变为深绿色
最后变为棕黑色
2滴溶液恢复为未加盐酸时的灰色
4滴溶液由棕黄色变为无色
8滴溶液直接变成紫色
12滴溶液的紫色加深
15滴溶液仍为紫色，颜色不再发生
变化
反应现象表明：还原剂足量，但酸化程度和酸化顺序不同，反应现象也不同，所得产物不同。
表3和表4也说明酸化顺序不同，但只要盐酸和锌粉足量，通常VO2+最终都会被还原为V2+。
3 在酸化条件下，低价态的钒被氧化所引起的颜色变化
取10滴2.3中的紫色溶液，向其中滴加0.01 mol•L-KMnO4溶液,溶液颜色变化为:
表5 氧化剂用量对钒的低氧化态向高氧化态转化的影响
用量实验现象
4滴溶液由紫色变为蓝色
10滴溶液变为淡黄色
11-14
溶液黄色加深
滴
15滴KMnO4溶液紫红色不再褪去
由此可知, 将钒从低氧化态氧化成不同的高氧化态，与氧化剂的用量有关。
氧化剂用量少,将钒氧化为低价态,氧化剂用量多,则将钒氧化为高价态。
只要高锰酸钾和酸足量，通常都会将V2+氧化为V(V)。
4 V(V) 的存在形态
取少偏许钒酸铵固体加水溶解制成溶液，重复上述实验，所得现象基本相同，故钒酸铵的存在形态对反应无影响。
5 结论
5.1 在钒的不同氧化态转化实验中，钒的存在形式对转化不产生影响，主要是溶液中H+浓度、锌粉和高锰酸钾的用量起主要作用；
5.2 由V3+ +e- =V2+的电极电势为-0.255V，O2 + 4H+ +4e- =4H2O的电极电势为1.229V，V2+易被空气氧化成V3+，在空气中放置久了紫色溶液将变成绿色溶液，即V2+溶液不宜在空气中久置。
参考文献
[1] 黄佩丽《无机元素化学实验现象剖析》.北京师范大学出版社,1990,112-117
[2] 周宁怀主编《微型无机化学实验》..科学出版社,2001,165
[3] 大连理工大学无机化学元素教研室编《无机化学实验》.高等教育出版社1989,78-81
[4] 北京师范大学,华中师范大学,南京师范大学《无机化学》. 高等教育出版社第四版,2002。