A. 世界上最硬的金属
铬(Cr),1797年在西伯利亚红铅矿中发现,由法国化学家沃奎林发现。由于其化合物有多种颜色,如黄、绿、桔红、猩红、蓝紫色等,因此得名“Chromium”,意为颜色。铬在地壳中丰度为122ppm,主要以铬铁矿形式存在。工业上,铬主要通过焦炭还原铬铁矿或铝、硅还原三氧化二铬精炼而成。
金属铬具有银白色光泽,是最坚硬的金属。铬合金能大大提高金属硬度,延长使用寿命,如高铬铸钢作为轧钢导板材料,寿命比铸铁导板长500倍。铬还具有优异的抗腐蚀能力。1913年,英国科学家布里尔利制备合金,将成品丢弃,却发现合金光亮如新。重新研究后,制得不锈钢,广泛应用于日常生活、医疗器械、汽车、造船工业等。不锈钢以铬为主要添加元素。
铬在电镀中也发挥重要作用。金属表面镀铬后,可增加硬度,防止腐蚀。我国秦始皇兵马俑出土的秦俑佩戴的兵刃和剑上就镀有金属铬,说明我国在2000年前就掌握了镀铬技术。铬化合物广泛用于各行各业,如重铬酸钾用于造革、纺织工业,溶解于浓硫酸或浓硝酸制成洗液清洗玻璃仪器,用于分析化学中测定铁含量,铬酸锌是合成甲醇催化剂,三氧化二铬是乙烯聚合反应催化剂,铬绿和铬黄是重要的颜料。
铬是人体必需的微量元素。参与糖的代谢过程,促进脂肪和蛋白质合成,进而促进生长发育。糖尿病人的血液和头发中含铬量低,心血管疾病也与体内铬含量低有关。有人认为近视眼与人体缺铬有关。缺铬导致胰岛素作用降低,引起血内脂肪和类脂、特别是胆固醇含量增加,出现动脉硬化。高血糖、糖尿、血管硬化时,血糖增高引起渗透压降低,促使眼睛晶状体和房水渗透压改变,形成近视。儿童10岁以下体内铬含量较高,10到30岁体内铬会突然降低,易发生近视。富含铬的食物有动物肝脏、牛肉、胡椒、小麦、面粉、红糖等,但加工后铬含量会大大降低。
三价铬基本无毒,但六价铬毒性很强,易造成环境污染。处理含铬废渣主要采用亚铁还原法和钡固定法。长期接触含六价铬的粉尘可引发肺癌。由于铬的广泛使用,电镀行业的废水废渣中六价铬含量高,易造成环境污染。处理方法主要有亚铁还原法和钡固定法,将六价铬还原为无毒的三价,或使六价铬生成不溶性的铬酸钡用于建材。
B. 世界上最硬的金属是什么
铬是已知最硬的金属之一。这种金属以其银白色的光泽和卓越的硬度而着称。铬与其他金属结合制成的合金,可以显着提升金属的硬度,延长其使用寿命。例如,高铬铸钢制成的轧钢导板,其使用寿命是铸铁导板的500倍。
此外,铬还具备出色的抗腐蚀性能。1913年,英国科学家布里尔利在尝试将铬与铁等金属结合制备合金时,虽然对最终产品的某个指标不满意,将其废弃。然而,经过一段时间,废品堆中的其他金属都已生锈,而那块合金却依然保持光泽如新。这促使布里尔利重新研究该合金,最终开发出了不锈钢这一革命性的材料。