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二氧化钨是一种褐色粉末，密度为10.9~11.1g/cm3，沸点约为1700℃，生成热134千卡/mol，在575~600℃时氢气还原三氧化钨生成二氧化钨。二氧化钨在水、碱溶液、盐酸和稀硫酸中都不溶解。硝酸能将二氧化钨氧化成高价氧化物。二氧化钨在空气中很快地被氧化成三氧化钨，在氧化钨中加热到500℃时变成蓝色氧化物。在1020℃进，二氧化钨可被碳还原成金属钨。