关于铬介绍

[拼音]：ge

[外文]：chromium

一种化学元素，化学符号Cr，原子序数24，原子量51.9961，属周期系ⅥB族。1797年法国化学家N.-L.沃克兰从铬铅矿中发现铬。元素英文名来源于希腊文chromos，原意为“颜色”，因为铬的化合物都有颜色。

铬在地壳中的含量为1.0×10-2％，居第17位。自然界不存在游离状态的铬。最重要的含铬矿石是铬铁矿FeO·Cr2O3， 高品位矿含氧化铬 Cr2O342％～56％，一般混有氧化镁、氧化铝和氧化硅等杂质。铬有四种天然稳定同位素：铬50、铬52、铬53、铬54，其中以铬52丰度最高。

铬为钢灰色有光泽的立方晶体，有延展性，含氧、氢、碳和氮杂质时硬而脆；熔点1857℃，沸点2672℃;20℃时的密度：单晶为7.22克／厘米3；多晶为7.14克／厘米3。金属铬的晶体结构有两种;α铬为体心立方；β铬为面心立方(＞1830℃)。

铬的电子构型为(Ar)3d54s1， 氧化态有0、±1、±2、+3、+4、+5、+6。未钝化的金属铬，还原能力相当强，能溶于盐酸、硫酸和高氯酸，形成蓝色Cr2+离子，并放出氢气。经硝酸、铬酸、氯酸或磷酸等氧化剂钝化后，表面形成保护性氧化膜，不再与酸反应，连王水也不能溶解它。金属铬及其合金具有强抗腐蚀能力。有卤素离子存在时，铬在酸性条件下不能长期保持惰性。600～700℃时，铬能被强碱侵蚀，能与硫蒸气或硫化氢形成硫化物，也能与二氧化硫反应；800℃时能与磷起作用；850℃时能与氨形成氮化物，与氧化氮形成氧化铬和氮化铬；1000℃时能被一氧化碳氧化，高温下还能与水蒸气和氮气反应。铬的碳化物主要为碳化铬Cr3C2，具有硬度大、耐磨性能好、抗腐蚀能力强等特性，已在工业上使用。铬与硅在高温下生成硅化铬，能耐除氢氟酸以外的所有其他酸。铬能与许多金属生成合金、与铁和镍组成的合金，称不锈钢。

铬的主要氧化态是+2、＋3和＋6。以铬的氧化物为例， 有氧化亚铬 CrO、氧化铬 Cr2O3和三氧化铬CrO3。铬的0、+1、+4和+5价的代表性化合物是Cr（CO）6、Cr(bipy)幦、Cr(OC4H9)4、CrF5等[bipy为邻联吡啶， 分子式为(C5H4N)2]。

工业用的重要铬化合物有铬酸钠、 *** 、铬酸钾、重铬酸钾、三氧化铬和硫酸铬等。铬酸的钠盐或钾盐可用铬矿与碱在氧气氛中煅烧制得：2Cr2O3+4Na2CO3(或K2CO3)+3O2─→4Na2CrO4(或K2CrO4)+4CO2重铬酸盐由硫酸作用于铬酸盐制得：2Na2CrO4(或K2CrO4)+H2SO4─→Na2Cr2O7(或K2Cr2O7)+Na2SO4+H2O三氧化铬由硫酸作用于重铬酸盐制得，可用于电镀工业。

Na2Cr2O7+2H2SO4─→2CrO3+2NaHSO4+H2O

硫酸铬由二氧化硫还原重铬酸盐制得，可用于鞣革和纺织工业。

Na2Cr2O7+3SO2+H2SO4─→Cr2(SO4)3+Na2SO4+H2O

氧化铬由硫还原重铬酸盐制得，是一氧化碳高温氧化的催化剂，还可用于高温陶瓷。

Na2Cr2O7+S─→Cr2O3+Na2SO4

生产铬有化学还原法、电解法和热分解法。

（1）化学还原法 在电炉中用铝还原氧化铬是大量生产金属铬的方法：

Cr2O3+2Al─→2Cr+Al2O3

中间原料氧化铬是从铬铁矿经过碱煅烧制铬酸盐，然后用硫酸酸化和碳还原三个主要步骤而得到的。氧化铬可用硅还原：

2Cr2O3+3Si─→4Cr+3SiO2

也可用碳还原，再在真空条件下将铬蒸馏。用氢还原二氯化铬，可生产海绵铬。

（2）电解法 电解铵铬矾溶液或含少量硫酸的铬酸溶液均可获得金属铬。电解铬中的氧化物杂质经氢气还原处理后，可得高纯度铬，纯度达99％。

（3）热分解法 最纯的铬可采用真空条件下热分解二碘化铬CrI2或六羰基铬来制备，纯度可达99.99+％。

冶炼铬铁合金的方法有两种：

（1）在电炉中用硅还原铬铁矿，可得含铁量为 0.03％～0.1％的低碳铬铁合金；

（2）先将矿石预还原，使氧化铁还原成铁，然后在电弧炉中用碳还原，可得含碳量为4％的高碳铬铁合金。

铬与镍和铁生成的铬镍不锈钢和与锰、铁生成的铬锰不锈钢，可广泛用于制造化工设备。含铬25％的钴基合金具有高硬度和抗腐蚀性能，可用于切削工具；含铬20％的镍基合金可用于电热丝。用电解、喷镀、真空沉积和高温扩散等方法在铁或钢的表面形成铬的覆盖层或者合金层，可使外表美观、耐磨、抗腐蚀性好。

铬化合物中， *** （俗称红矾钠）和重铬酸钾（红矾钾）是有机合成和石油工业用的强氧化剂；铬黄、铬橙、铬绿等可用作无机颜料。

镀铬废液、鞣革厂废水、防腐剂冷却水都含有铬，排放前必须除去。常用方法是先通过阳离子交换树脂回收废水中的三价铬离子，再通过阴离子交换树脂回收六价铬离子（见离子交换）。棉絮状的水合氧化铬沉淀可用活性炭柱吸附除去。

金属铬毒性较小，仅对皮肤有敏感作用。三价铬的毒性比六价铬低。吸进铬化合物粉尘可导致萎缩性鼻膜炎、变态反应性鼻炎和支气管气喘等。铬盐进入血液会损伤血管壁，形成血栓。铬盐对神经系统也有损害。铬还会引起中毒性肾病。铬酸盐的致死量为6～8克。

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