奇妙的晴雨花——钴
这奇妙的睛雨花，并不是真正的花，而是用滤纸做的人们把滤纸浸在二氯化钴的溶液里，晾干后做成花的形状。
二氯化钴是钴的重要的化合物，它有这样古怪的脾气：在无水状态时，是蓝色的；而一旦吸水，形成含水的晶体(CoCl2·6H2O)，便成了玫瑰红色。人们便利用它这怪脾气，制作睛雨花：晴天时，空气中水分少，二氯化钴保持无水状态，呈蓝色；即将下雨，空气中水分渐多，它便部分变成含水化合物，红蓝相混，成了紫色；到了下雨时，空气中水汽很多，绝大部分二氯化钴都成了含水化合物，便呈玫瑰红色。人们利用这“花”的颜色的变化，便可预知晴雨，因此称它为“睛雨花”。
金属钴却是银白色的。金属钴很坚硬，而且与铁一样；具有磁性，能被吸铁石吸起。钴比铁重，比重为8.8；在 1490℃熔化。
钴的化学性质比铁稳定，在常温下，在空气和水中，不会被锈蚀。在稀酸中，也很难被溶解。但在加热时，钴会与氯、氧、硫等起化学作用，生成氯化物、氧化物、硫化物等。
在无色的玻璃中，如果加入一些钴的化合物，可以制得深蓝色的玻璃。这种玻璃，能很好地挡住紫外线，电焊工人、炼钢工人在工作时，便常戴这种钴眼镜，保护眼睛。在景泰蓝、搪瓷、陶瓷的制造过程中，也常用钴的化合物作为蓝色的颜料。
在生物学上，钴是重要的微量元素。据试验，如果在羊的饲料中缺少钴，将会引起严重的脱毛症，然而，只要在调料中加入微量的钴——每昼夜1毫克，便可治好脱毛症。维生素B12，是钴的有机化合物，含有4.5％的钴。现在，人们已人工地大量合成维生索B12，用来医治恶性贫血、气喘、脊髓肋病等。
在地壳中，钴的含量约为十万分之一。重要的钴矿有砷钴矿、辉砷钴矿、硫钴矿、钴华等。在陨石中约含有千分之五的钴，这证明在其他天体中，也含有不少的钴。大自然中，不仅有稳定的钴，还有放射性钴。放射性钴—60，现在已用来代替镭治疗癌症，并广泛地用作示踪原子。
“汽车的基础”——钒
钒钢是如何炼成的。
纯钒的用途不很广，只是用作X射线的滤波器和电子管中的阴极材料。钒的最重要的用途是制造合金。
钒钢，是在钢中加入不到1％的钒制成的。含量虽少，作用却不小，这少量的钒使钢的弹性显著增加，坚硬、结实，在低温下也仍保持很好的抗冲强度，在海水中不被腐蚀。钒钢大量被用来制造汽车、飞机的发动机、轴、弹簧，火车头的汽缸，被誉为“汽车的基础”。钒钢制的穿甲炮弹，能够射穿40厘米厚的钢板。当然，在工业上并不是先制得纯钒，再把它加到钢中，而是直接用含钒的铁矿石炼制钒钢。
在生铁中加入钒，也能大大提高抗张、抗压、抗弯、耐磨性能，使用寿命延长一倍。钒铜合金也很耐腐蚀，不怕海水，常用来制造船舶的推进器。钒铝合金具有很高的硬度、弹性，耐海水，轻盈，用来制造水上飞机和水上滑翔机。
红色的钒的氧化物——五氧化二钒，钒，是近年来发现的重要的催化剂。在硫酸工业上，用它代替昂贵的铂作催化剂，加速二氧化硫变成三氧化硫的反应。
钒的盐类，五光十彩。
如二价钒盐常呈紫色，三价钒盐呈绿色，四价钒盐呈浅蓝色，四价钒的碱性衍生物常是棕色或黑色，而五氧化二钒则是红色的。这些彩色缤纷的钒的化合物，被用作颜料。人们还把它们加到玻璃中，制成彩色玻璃；涂到陶瓷器上，作彩色的釉料。
钒的化合物大都是有毒的，人吸多了，会得肺水肿。不过，如果在牡牛和猪的饲料中加入微量的钒盐，却能使它们的食量增加，脂肪层也加厚。
这真是咄咄怪事，颜色奇异的血液。
每个人都知道，人体内的血液是红色的。不仅人体如此，绝大多数的高等动物的血液都是鲜红色的。
在自然界中还有许多低等动物，它们的血液是蓝色的。而在高等动物与低等动物之间还有一些动物的血液是绿色的。
原来，高等动物的血液中含有铁离子，铁离呈规出的是红色，所以高等动物的血液就是红色的。低等动物的血液中含的是铜离子，铜离子的溶液是蓝色的，比如硫酸铜溶液是天蓝色的，因而低等动物的血液是蓝色的。居于它们之间的那些动物的血液中含有三价钒离子，细心的小朋友会记得三价钒离子显绿色，所以这些动物的血液就是绿色的。
水一样的银子——汞
金属之中唯有汞是液态
在八十多种金属中，在常温下绝大部分都是固态，唯有汞是液态。汞，我国俗名叫水银，如李时珍著《本草纲目》中便说：“其状如水、似银，故名水银。”汞的希腊文的原意也是“液态的银”的意思。汞的熔点为-39.3℃，直到357℃才沸腾，因此在常温下总是呈液态。人们很早就知道汞了。我国在三千多年前，便已利用汞的化合物来作药剂医治癞疾。希腊著名哲学家亚里斯多德，在公元前350年也在自己的作品中描写过汞。古代的炼金家们常常想用普通金属制造金子、银子，汞便是最常被用来炼金的一种。
汞是非常重的液体：1立方米的汞重达13.6吨。汞的内聚力又大，在平整的表面上，会散成一粒粒银珠，犹如荷叶上滚动着的水珠。古希腊的炼金家们曾用土星的符号来表示汞，因为土星又重又圆，有点象汞珠。
汞被称为“金属的溶剂”
因为它能溶解许多金属，形成柔软的合金——“汞齐”(希腊文的原意便是“柔软的物体”)不光是锌、铅等很易被汞镕解，金、银也都能被汞溶解！正因为这样，在上世纪，人们便曾用汞从砂中溶解金，以提取金。钠溶解于汞，得钠汞齐，它是有机化学上常用的还原剂。锌汞齐则是在稀硫酸中常用的还原剂。用汞溶解银锡合金，得银锡汞齐，它能在很短的时间内变硬，常用来补牙。铁不溶于汞，不生成汞齐，所以汞通常是装在铁罐中。汞能溶于熔化了的白磷中，而冷后又从中折出。
汞有着广泛的用途
气压表、压力计、温度计、真空泵、曰光灯、汞整流器等，都用到汞。如果在汞中加入8．5％的铊，形成铊汞齐，凝固点可低至-60，比纯汞更低，被用来制造低温温度计。在目光灯管中，装着汞蒸气，这是因为汞蒸气在电场的激发下会射出紫外线来，照射到玻璃壁上那白色的涂料——硫化锌上，使它产生白色的冷光。
汞是有毒的
在工厂中，总是在汞的表面上倒一层水，防止汞蒸发。如果不惧将盛汞的罐打翻了，应立即把地上的汞滴收拾起来，或者撒上硫磺粉，使汞变成硫化汞，这样可以不致使汞蒸发到空气中去。在制汞或使用汞的工厂中，常常定期用碘熏蒸，碘能与汞化合，生成碘化汞，消除汞患。
汞的化合物也大都是有毒的。如氯化汞，又称升汞，便是剧毒的。但是，适量使用，氯化汞可作为消毒剂。在医院里，便常用千分之一的氯化汞水溶液作消毒剂，消毒外科所用的刀剪。雷酸汞，俗称“雷汞”，则是常用的炸药起爆剂。
汞的重要化合物----硫化汞
在大自然中，汞有时以游离态存在，形成巨大的银光闪闪的水银湖。汞更多是以红色的硫化汞的形式存在。硫化汞俗称辰砂、朱砂，是著名的红色颜料。红色印泥中，便含有它。我国是世界上最早利用和研究辰砂的。据《广黄帝本行记》记战：“带遂炼九鼎之丹服之，以丹法传于玄子，重盟而付之。”这里所说的“丹”，便是硫化汞。可见我国早在公元的2500年便知道硫化汞了。而古希腊在公元前700年才开始采掘硫化汞。人们把硫化汞加热，硫硬被氧化成二氧化硫跑掉，而汞被还原成金属汞。我国古代的炼丹家们，便常把硫化汞加热进行炼丹。我国汉朝(公元二世纪)魏伯阳著的炼丹书籍《周易参同契》，便详细地谈到了如何用硫化汞炼丹。1972年1月到4月，我国考古工作者在湖南长沙市郊马王堆发掘出一座汉代古墓，这座汉墓离现在已有二千一百多年了，而墓中尸体仍保存完好。尸体的半身是泡在带红色的水里。据分析，这水中的红色东西便含有硫化汞。
未来的钢铁———钛
钛并不是稀有金属
在人类历史上，第一种得到普遍使用的金属是铜。在发明了炼铁之后，铁很快又代替了铜，成为使用最广泛的金属。二十世纪初，炼铝工业又迅速发展，现在世界铝产量已超过了铜，仅次子钢铁。然而，在最近二十多年来，钛又引起了人们的普遍重视。钛，在1789年英国化学家马克·格列戈尔就从矿石中发现了它，但在1910年才第一次制得纯净的金属钛。1910年，全世界钛的年产量仅0.2克！到1947年，增至两吨；1955年，迅速增加到两万吨；到了1962年，猛增到十万吨！
在几十年前，钛被称为是“希有金属”。然而，经过地球化学家们的仔细勘探，发现钛在地壳中的储藏量比常见的铜、锡、锰、锌等金属还多，在地球上居于第七位，仅次于铝、铁、钙、钠、钾和镁。
钛不怕王水
纯净的钛，是银白色的金属，它具有比重小、强度高、耐高温、抗蚀性强的优点。钛的硬度和钢铁差不多，重量却只有同体积的钢铁的一半。据试验，如果采用钛和钛合金作为火车头的蒸气机零件，可以比钢制的蒸气机轻30％，而且更为坚固耐用。钛耐高热，在l668℃的高温下才熔化，比号称“不怕火”的黄金熔点还高出六百度左右。钛在常温下很稳定，就是在强酸、强碱的溶液里，甚至在“凶猛”的王水(三体积盐酸和一体积硝酸的混合物)中，也不会被腐蚀。有人曾把一块钛片沉到海底，经过五年后取出来，还是亮闪闪的，没生一点锈！
钛在现代科学技术上有着广泛的用途
轻盈而结实的钛已被用来制造飞机的发动机。钛制的轮船，银光闪闪，用不着涂漆，在海中航行几年也不生锈。钛制的坦克、潜水艇；军舰也已出现，它们没有磁性，不会被雷达所发现，这在军事上十分重要。在化学工业上，钛可以代替不锈钢；不锈钢虽号称“不锈”，在遇上具有强烈腐蚀性的酸碱，例如热硝酸，还会生锈、腐烂，因此在化工厂中常要更换用不锈钢制成的反应罐、输液管等。如果改用钛制造，就可以使用好几年。近年来，钛的应用越来越广。据统计，在化学工业上，约有50％的钛用于使用氯化物的工厂，25％钛用于使用硫酸的工厂，10％钛用于使用硝酸的工厂，15％钛用于其他的工厂。
钛在医学上有着独特的用途。在骨头损坏了的地方，用钛片和钛螺丝钉钉好，过儿个月，骨头就会重新生长在钛片的小孔和钛螺丝钉的螺纹里，新的肌肉纤维就包在钛的薄片上，这钛的“骨头”犹如真的骨头一样，因此，钛被称为“亲生物金属”。
如果用钛作罐头盒，能长久保存食品的色、香、味。
钛，被誉为“未来的钢铁”
钛的最大的缺点，是难于提炼。因为钛的熔点极高，要在高温下进行熔炼，而在那样高的温度下钛的化学性质变得比较活泼，能和氧、碳、氮及其他许多元素化合，因此，钛必须在隔绝了空气、水分的环境中进行冶炼。现在，人们都在努力研究这个关键性的问题，最近每年发表的关于钛的科学文献已在三百篇以上，其中大部分是谈关于钛的冶炼，近年来已获得很大进展，因而钛的年产量也随着逐年激增。七十年代以来，世界的钛的年产量逐年以增加15％的稳定速度上升，而钛在化学工业中的用量则以20％的速度逐年增加。钛的价格在逐年下降，1970年的价格为1960年的2／3。在不久的将来，钛的冶炼问题终将会得到彻底解决，那时，炼钛厂将会和钢铁厂一样普遍，钛成为继钢、铁、铝之后的第四种被广泛使用的金属！
主要的钛矿是金红石(二氧化钛)、铁钛矿(钛酸铁)、钙钛矿(钛酸钙)等。许多铁矿中常含钛。
重要的钛的化合物有三种----二氧化钛、四氯化钛和钛酸钡
纯净的二氧化钛是雪白的粉末，是目前最好的白色颜料，商业上称为“钛白”。钛白的遮盖性优于锌白(氧化锌)，而且不会变黑，持久性优于铅白(碳酸铅)。人们常把钛白加在油漆、纸浆中，制成白漆、白纸。在制造白色或浅色的塑料、合成纤维时，也往往加入钛白。在1947年前，人们开采钛矿的主要目的，还不是炼制金属钛，而是制取二氧化钛作颜料。现在，世界上每年用作颜料的二氧化钛，达几十万吨。
四氯化钛是一种无色的液体。它有个怪脾气——极易水解。在湿空气中，它会大冒白烟，即水解成氯化氢与氢氧化钛。在军事上，人们便利用四氯化钛的这个怪脾气，作为人造烟雾剂。特别是在海洋上，水蒸气多，一放四氯化钛，顿时白烟四起，浓雾重重，象一道白色的长城，挡住了敌人的视线。在农业上，人们用四氯化钛形成的浓雾，减少夜间地面热量的散射，可以防霜。
至于钛酸钡晶体，它又另有一种怪脾气——受压会产生电；一通电，又会改变形状。这样，人们把钛酸钡放在超声波中，它受压便产生电流，通过测量电流的强弱可测出超声波的强弱。同样，用高频电流通过它，则可产声超声波。现在，几乎所有的超声波仪器中，都要用到钛酸钡。
月亮般的金属——银
银，永远闪耀着月亮般的光辉
我国古代常把银与金铜并列，称为“唯金三品”。《禹贡》一书便记载着“唯金三品”，可见我国早在公元前二十三世纪，即距今四千多年前便发现了银。在大自然中，银常以纯银的形式存在，人们便曾找到一块重达13.5吨的纯银！另外，也有以氯化物与硫化物的形式存在，常同铅、铜、锑、砷等矿石共生在一起。
银的这些本领你知道吗？
银的导电本领，在金属中数第一。一些袖珍无线电中用银作导线。银也很富有延展性。
我国内蒙古一带的牧民，常用银碗盛马奶，可以长期保存而不变酸。据研究，这是由于有极少量的银以银离子的形式溶于水。银离子能杀菌，每升水中只消含有一千亿分之二克的银离子，便足以使大多数细菌死亡。古埃及人在两千多年前，也已知道把银片覆盖在伤口上，进行杀菌。现在代，人们用银丝织成银“纱布”，包扎伤门，用来医治某些皮肤创伤或难治的溃疡。
银不会与氧气直接化合，化学性质十分稳定。奇怪的是，1902年2月，在拉丁美洲古巴附近的马提尼岛上，银器在几天之内都发黑了。后来查明，原来火山爆发了，火山气中含有少量硫化氢，它与银作用生成黑色的硫化银。平常，空气中也含有微量的硫化氢，因此，银器在空气中放久了，表面也会渐渐变暗，发黑。另外，空气中夹杂着微量的臭氧，它也能和银直接作用，生成黑色的氧化银。正因为这样，古代的银器到了现在，表面不象古金器那么明亮。不过，含有30％钯的银钯合金，遇硫化氢不发黑，常被用来制作假牙及装饰品。
银在稀盐酸或稀硫酸中，不会被腐蚀。但是，热的浓硫酸、浓盐酸能溶解银。至于硝酸，更能溶解银。不过，银能耐碱，所以在化学实验室中，熔融氢氧化钾或氢氧化钠时，常用银坩埚。
银与金一样，也是金属中的“贵族”，被称为“贵金属”，过去只被用作货币与制作装饰品。现在，银在工业上有了三项重要的用途：电镀、制镜与摄影。
在一些容易锈蚀的金属表面镀上一层银，可以延长使用寿命，而且美观。镀银时，以银为正极，工件为负极(图34)，不过，不能直接用硝酸银溶液作为电解液，因为这样银离子的浓度太高，电镀速度快，银沉积快，镀上去的银很松，容易成片脱落。一般在电解液中加入氰化物，由于氰离子能与银离子形成络合物，降低了溶液中银离子的浓度，降低了负极银的沉积速度，提高了电镀质量。随着银的折出，电解液中银离子浓度下降，这时银氰络离子不断解离，源源不断地把银离子输送到溶液中，使溶液中的银离子始终保持一定的浓度。不过，氰化物剧毒，是个很大缺点。
玻璃镜银光闪闪，那背面也均匀地镀着一层银。不过，这银可不是用电镀法镀上去的，而是用“银镜反应”镀上去的：把硝酸银的氨溶液与葡萄糖溶液倒在一起，葡萄糖是一种还原剂(现在制镜厂也有用甲醛、氯化亚铁作还原剂)，它能把硝酸银中的银还原成金属银，沉淀在玻璃上，于是便制成了镜子。热水瓶胆也银光闪闪，同样是镀了银。
银在制造摄影用感光材料方面，具有特别重要的意义。因为照像纸、胶卷上涂着的感光剂，都是银的化合物——氯化银或溴化银。这些银化合物对光很放感。一受光照，它们马上分解了。光线强的地方分解得多，光线弱的地力分解很少。不过，这时的“像”还只是隐约可见，必须经过显形，才使它明朗化并稳定下来。显影后，再经过定影，去掉底片上未感光的多余的氯化银或溴化银。底片上的像，与实景相反，叫做负片—光线强的地方，氯化银或溴化银分解得多，黑色深(底片上黑色的东西就是极细的金属银)，而光线弱的地方反而显得白一些。在印照片时，像片的黑白与负片相反，于是便与实景的色调一致了。现代摄影技术已能在微弱的火柴的光下、在几十分之一到几百分之一秒中拍出非常清晰的照片。如今，全世界每年用于电影与摄影事业的银，已达150吨。
银的最重要的化合物是硝酸银。在医疗上，常用硝酸银的水溶液作眼药水，因为银离子能强烈地杀死病菌
最难熔的金属——钨
电灯泡里头的灯丝，就是钨丝。钨是最难熔的金属，熔点高达3410℃。当电灯点亮时，灯丝的温度高达3000℃以上，在这样高的温度下，只有钨才顶得住，而其他大多数金属会熔成液体或以至变成蒸气。
钨，是瑞典化学家社勒在178l年用酸分解钨酸时发现的，但过了六十七年，人们才制得纯净的金属钨。纯钨是银白色的金属，只有粉末状或细丝状的锅才是灰色或黑色的。电灯泡用久了会发黑，便是由于灯泡内壁有一层钨的粉末。钨很重，1立方米的钨重达19.1吨，与金差不多，因此它的瑞典语原意，便是“重”的意思。钨又非常坚硬，人们是用最硬的石头——金刚石作拉丝模，使直径为l毫米的钨丝通过二十多个逐渐小下去的金刚石孔，才把它抽成直径只有几百分之一毫米的灯丝。一公斤的钨锭可抽成长达四百公里的细丝。现在，白炽灯、真空管以至连我国近年来制成的新颖的“碘钨灯”。都是用钨作灯丝。据统计，现在全世界每年白炽灯和电子管的产量达几十亿只以上！
钨的最大的用途，还不是制造灯丝，而是制造钨钢。全世界每年有90％的钨是用于制造钨钢。在我国古代，常有所谓“削铁如泥”的宝刀，《水浒》里说把头发放在“青面兽”杨志的那把宝刀的刀刃上一吹，头发便断成两半。这些传说固然有夸张之处，不过，的确有些刀是格外锋利的。据现代用化学方法分析。原来，在这些钢刀中含有钨！现在，人们便用钨矿和铁矿放在一起，炼成钨钢。钨钢一般含钨9—17％。
钨是最耐高温的金属。钨钢也继承了钨的这一优良特性。用普通碳素钢做的车刀，加热到250℃以上便变软了，自然也就没法切削金属了。然而，钨钢做的车刀，温度高达1000℃，仍然坚硬如故。1900年，人们才第一次在世界博览会上展出用钨钢制造的车刀。然而，由于钨钢车刀具有很大的优越性，便迅速地在工业上得到推广。在短短的五十年间，由于钨钢车刀的使用，使金属切削速度增加了二百倍，从每分钟十米增加到两千米以上。现在，炮筒、枪筒也常用钨钢做，因为在连续发射时，会被炮弹、枪弹摩擦得滚烫，但耐热的钨钢依然保持良好的弹性和机械强度。
钨很坚硬，钨纲也很坚硬、锋利。不过，如果用碳化钨和钴粉制成硬质合金，比钨钢还要坚硬，以至可与金刚石比美。这种硬质合金并不是从炼钢炉里炼出来的，而是用金属粉末做成的。这种制造方法，叫做“粉末冶金”。在制造时，人们先把碳粉与钨粉混合，加热到1500℃左右，制成碳化钨。然后，再把碳化钨粉与黑色的钴粉混合，模压成一定形状，先加热到1000℃进行预烧。预烧后的合金，进行一些机械加工(因为变硬后几乎无法再加土)，再加热到1500℃左右，这时，原先是“一盘散沙”般的黑粉，却烧结成非常结实的硬质合金。我国现在正大力推广使用这种简便的粉末冶金法，制造硬质合金。用这种碳化钨硬质合金制成的刀具，在加工同样的机械零件时，切削速度比钨钢刀具还快十五倍。用这种碳化钨硬质合金制成的模具，可以冲三百多万次，而普通的合金钢模具只能冲五万多次。更可贵的是，由于它不易被磨损，所以冲出来的产品，十分精确。硬质合金现在已广泛地用于我国各工业部门，如制造手表中的零件、化工厂用的高压喷嘴以及制造无缝钢管的顶芯、钻探机的钻头等。
钨的其他合金——钨钛合金、钨铬钴合金等，也都是著名的硬质合金。
钨的化学性质很稳定，即使在加热的情况下，也不会与盐酸、硫酸作用，甚至不会溶解在王水里——在王水中，钨只是表面缓慢氧化而已。只有腐蚀性极强的氢氟酸和硝酸的混合物，才能溶解钨。
钨有许多化合物，其中碘化钨、溴化钨可用于制造新光源；钨酸钠可用来制作防火布；钨酸铅可作白色颜料，氧化钨则是黄色的颜料。
在地壳中，钨的含量为十万分之四。我国钨的储藏量，占世界第一位！其中以江西的大庚山脉藏量最多，此外广西、广东、湖南等地也都盛产钨。
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