铬元素(Cr)的化学性质可综合以下方面进行说明:
一、物理性质
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外观与状态
铬为银白色有光泽的金属,纯度较高时呈微带天蓝色,具有立方体心结构。
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密度与熔沸点
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相对密度:7.14-7.15 g/cm³
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熔点:1857℃
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沸点:2672℃
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电导率与延展性
电阻率较高(12.7×10⁻⁸ Ω·m),纯铬延展性较好,但含杂质时变脆。
二、化学性质
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氧化态与化合物
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常见氧化态:+2、+3、+6(其中+3价最稳定)
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重要化合物:Cr₂O₃(三氧化二铬)、CrO₃(三氧化三铬)、FeCr₂O₄(铬铁矿)。
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耐腐蚀性
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在常温下对氧、湿气稳定,形成致密氧化膜(钝化层),耐腐蚀性强;
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但在浓硝酸中发生钝化,在高温下易与氮、碱反应。
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反应活性
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与酸反应:易溶于稀盐酸、稀硫酸,生成对应铬盐和氢气(如Cr + 2HCl = CrCl₂ + H₂↑);
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与碱反应:可溶于强碱溶液。
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特殊反应
- 高温下与氮、硫、碳等直接化合,形成Cr₃N₂、CrS₃等化合物。
三、应用与健康
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工业用途 :用于不锈钢、汽车零件、工具、磁带等,利用其耐腐蚀性和硬度;
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生物学意义 :参与葡萄糖代谢和胰岛素作用,但过量摄入可能致癌。
总结
铬元素凭借其独特的物理和化学性质,在工业、医疗等领域具有广泛的应用价值,但需注意其潜在的健康风险。