A. 世界上最硬的金屬
鉻(Cr),1797年在西伯利亞紅鉛礦中發現,由法國化學家沃奎林發現。由於其化合物有多種顏色,如黃、綠、桔紅、猩紅、藍紫色等,因此得名「Chromium」,意為顏色。鉻在地殼中豐度為122ppm,主要以鉻鐵礦形式存在。工業上,鉻主要通過焦炭還原鉻鐵礦或鋁、硅還原三氧化二鉻精煉而成。
金屬鉻具有銀白色光澤,是最堅硬的金屬。鉻合金能大大提高金屬硬度,延長使用壽命,如高鉻鑄鋼作為軋鋼導板材料,壽命比鑄鐵導板長500倍。鉻還具有優異的抗腐蝕能力。1913年,英國科學家布里爾利制備合金,將成品丟棄,卻發現合金光亮如新。重新研究後,製得不銹鋼,廣泛應用於日常生活、醫療器械、汽車、造船工業等。不銹鋼以鉻為主要添加元素。
鉻在電鍍中也發揮重要作用。金屬表面鍍鉻後,可增加硬度,防止腐蝕。我國秦始皇兵馬俑出土的秦俑佩戴的兵刃和劍上就鍍有金屬鉻,說明我國在2000年前就掌握了鍍鉻技術。鉻化合物廣泛用於各行各業,如重鉻酸鉀用於造革、紡織工業,溶解於濃硫酸或濃硝酸製成洗液清洗玻璃儀器,用於分析化學中測定鐵含量,鉻酸鋅是合成甲醇催化劑,三氧化二鉻是乙烯聚合反應催化劑,鉻綠和鉻黃是重要的顏料。
鉻是人體必需的微量元素。參與糖的代謝過程,促進脂肪和蛋白質合成,進而促進生長發育。糖尿病人的血液和頭發中含鉻量低,心血管疾病也與體內鉻含量低有關。有人認為近視眼與人體缺鉻有關。缺鉻導致胰島素作用降低,引起血內脂肪和類脂、特別是膽固醇含量增加,出現動脈硬化。高血糖、糖尿、血管硬化時,血糖增高引起滲透壓降低,促使眼睛晶狀體和房水滲透壓改變,形成近視。兒童10歲以下體內鉻含量較高,10到30歲體內鉻會突然降低,易發生近視。富含鉻的食物有動物肝臟、牛肉、胡椒、小麥、麵粉、紅糖等,但加工後鉻含量會大大降低。
三價鉻基本無毒,但六價鉻毒性很強,易造成環境污染。處理含鉻廢渣主要採用亞鐵還原法和鋇固定法。長期接觸含六價鉻的粉塵可引發肺癌。由於鉻的廣泛使用,電鍍行業的廢水廢渣中六價鉻含量高,易造成環境污染。處理方法主要有亞鐵還原法和鋇固定法,將六價鉻還原為無毒的三價,或使六價鉻生成不溶性的鉻酸鋇用於建材。
B. 世界上最硬的金屬是什麼
鉻是已知最硬的金屬之一。這種金屬以其銀白色的光澤和卓越的硬度而著稱。鉻與其他金屬結合製成的合金,可以顯著提升金屬的硬度,延長其使用壽命。例如,高鉻鑄鋼製成的軋鋼導板,其使用壽命是鑄鐵導板的500倍。
此外,鉻還具備出色的抗腐蝕性能。1913年,英國科學家布里爾利在嘗試將鉻與鐵等金屬結合制備合金時,雖然對最終產品的某個指標不滿意,將其廢棄。然而,經過一段時間,廢品堆中的其他金屬都已生銹,而那塊合金卻依然保持光澤如新。這促使布里爾利重新研究該合金,最終開發出了不銹鋼這一革命性的材料。