第一章　绪论

1.1　钒（铬）及其化合物

1.1.1　金属钒（铬）

钒是位于元素周期表第四周期第ⅤB族的过渡金属元素，原子序数为23，其外层电子结构为3d34s2。1801年西班牙矿物学家里奥在钒铅矿中首次发现钒，但他错认为是已发现的铬；1830年瑞典化学家塞夫斯特穆在冶炼泰贝铬铁矿时再次发现，并命名；1927年，美国化学家马登和里奇制得纯度为99.7%的金属钒［1］。钒在地壳中的含量在0.02%～0.03%之间，居第22位。钒广泛分布于许多矿藏中，主要的有绿硫钒矿、钒云母等。自然界存在两种钒的稳定同位素：50V和51V，其中51V占99.76%。

钒具有可变的氧化价，能生成+2、+3、+4、+5价氧化态的化合物，其中+5价钒的化合物最稳定。常温下钒的化学性质较稳定，但在高温下能与碳、硅、氮、氧、硫、氯、溴等大部分非金属元素生成化合物［2］。

钒具有较好的耐蚀性，能耐淡水和海水的侵蚀，亦能耐氢氟酸以外的非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸）和碱溶液的侵蚀，但能被氧化性酸（浓硫酸、氯酸、硝酸和王水）溶解。在空气中，熔融的碱、碱金属碳酸盐可将金属钒溶解而生成相应的钒酸盐。此外，钒亦具有一定的耐液态金属和合金腐蚀的能力［3］。

铬是化学元素周期表中第ⅥB族的过渡金属元素，是一种具有银白色光泽的无毒金属，并且具有较好的延展性和化学稳定性。法国化学家沃克兰于1797年在分析铬铅矿时首先发现了铬的存在。

依据铬在地壳中的分布密度，铬虽然是比钴、镍等含量稍多的元素，但是总的来讲，铬在全球的含量并不多。并且铬的天然化合物物理化学性质非常稳定，很难发生氧化还原反应，且不易溶于水。此外，由于铬具有很高的分散性，因而在地壳中铬很难形成单独的矿物独立存在。在工业上生产制造铬的主要途径是通过电解铬酸或者铬氨矾。铬是一种微量元素，对人体起着很重要的作用，铬的化合价态决定着铬的毒性，+3价铬与+6价铬之间可以发生相互转化，但是+6价铬具有很高的毒性，人体很容易吸收+6价铬并蓄积在体内，皮肤接触+6价铬后会产生敏感反应，吸入+6价铬很可能会致癌［4］。