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鐵（Ferrum）是一(yi)種金(jin)屬元素，原子序數為(wei)26，位(wei)于(yu)周期(qi)表第四周期(qi)，第VIII族。

純鐵是銀(yin)白色有(you)光(guang)澤的金屬，密度7.86g/cm3，熔點1539℃。鐵除了有(you)導電性、導熱(re)性、延展(zhan)性外，還能被磁鐵吸(xi)引，具有(you)鐵磁性。

鐵(tie)(tie)的(de)(de)重要化(hua)(hua)合(he)物有三(san)氧化(hua)(hua)二(er)鐵(tie)(tie)、四氧化(hua)(hua)三(san)鐵(tie)(tie)、氯化(hua)(hua)鐵(tie)(tie)及鐵(tie)(tie)的(de)(de)配合(he)物等。自然界中主要礦(kuang)物是(shi)赤鐵(tie)(tie)礦(kuang)（主要是(shi)三(san)氧化(hua)(hua)二(er)鐵(tie)(tie)），磁鐵(tie)(tie)礦(kuang)（主要是(shi)四氧化(hua)(hua)三(san)鐵(tie)(tie)）和菱鐵(tie)(tie)礦(kuang)（主要是(shi)碳(tan)酸(suan)亞鐵(tie)(tie)）等。工業上用鐵(tie)(tie)礦(kuang)、焦炭和石灰石混合(he)在高爐中冶煉而得，根據含碳(tan)量不同可分(fen)為生鐵(tie)(tie)、熟鐵(tie)(tie)和鋼。

研究簡史

古代(dai)(dai)(dai)社會鐵(tie)(tie)(tie)(tie)器時代(dai)(dai)(dai)大約起始(shi)于前(qian)2000年，但(dan)最(zui)早(zao)發(fa)現(xian)和使用(yong)的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)來(lai)自外空的(de)(de)隕鐵(tie)(tie)(tie)(tie)。隕鐵(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)和鎳、鈷等(deng)金屬的(de)(de)混合物、含鐵(tie)(tie)(tie)(tie)量較(jiao)高。在埃及(ji)、西(xi)南亞等(deng)地一些文明(ming)古國(guo)所發(fa)現(xian)的(de)(de)最(zui)早(zao)的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)器，都是(shi)由隕鐵(tie)(tie)(tie)(tie)加工(gong)而成的(de)(de)。1972年中國(guo)河北(bei)省(sheng)藁城縣(xian)臺西(xi)村(cun)出土了一把商代(dai)(dai)(dai)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)刃(ren)(ren)青(qing)銅(tong)(tong)鉞，制造年代(dai)(dai)(dai)約在前(qian)14世紀。在青(qing)銅(tong)(tong)鉞上(shang)嵌的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)刃(ren)(ren)，是(shi)將(jiang)隕鐵(tie)(tie)(tie)(tie)經加熱鍛(duan)打后，和鉞體(ti)嵌鍛(duan)在一起的(de)(de)。中國(guo)還(huan)(huan)曾出土過(guo)類(lei)似(si)的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)刃(ren)(ren)銅(tong)(tong)鉞和鐵(tie)(tie)(tie)(tie)援銅(tong)(tong)戈各(ge)一件，年代(dai)(dai)(dai)相當(dang)于商末周初(chu)，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)部分(fen)也是(shi)由隕鐵(tie)(tie)(tie)(tie)加工(gong)成的(de)(de)。古埃及(ji)人把鐵(tie)(tie)(tie)(tie)叫做“天石(shi)”，可見人類(lei)最(zui)早(zao)認識(shi)(shi)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)從隕石(shi)開始(shi)的(de)(de)。天外來(lai)的(de)(de)隕石(shi)數量很少(shao)，因此用(yong)隕石(shi)制作的(de)(de)器具(ju)當(dang)然稀少(shao)而珍貴，同時還(huan)(huan)帶有神秘(mi)的(de)(de)色彩。用(yong)隕石(shi)作工(gong)具(ju)是(shi)很少(shao)的(de)(de)，所以對生產進步沒(mei)有什(shen)么(me)明(ming)顯(xian)影響(xiang)，但(dan)通過(guo)隕石(shi)的(de)(de)利用(yong)，畢竟使人類(lei)最(zui)早(zao)接觸并(bing)認識(shi)(shi)到鐵(tie)(tie)(tie)(tie)。

冶鐵(tie)(tie)(tie)技術發(fa)(fa)明于原(yuan)始(shi)社(she)(she)會(hui)的(de)(de)末期。冶鐵(tie)(tie)(tie)技術的(de)(de)發(fa)(fa)明，代表冶金史的(de)(de)一(yi)(yi)個新階段的(de)(de)開始(shi)。居住(zhu)在亞(ya)(ya)美尼亞(ya)(ya)山地(di)的(de)(de)基茲溫達部落在前2000年(nian)(nian)時，就(jiu)發(fa)(fa)明了(le)一(yi)(yi)種煉鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)有效方法，后來(lai)逐步傳開了(le)。小亞(ya)(ya)細亞(ya)(ya)的(de)(de)赫(he)梯人在前1400年(nian)(nian)左(zuo)右(you)也(ye)已掌握了(le)冶鐵(tie)(tie)(tie)技術；兩河流域北部的(de)(de)亞(ya)(ya)述人，在前1300年(nian)(nian)已進入(ru)鐵(tie)(tie)(tie)器(qi)時代。鐵(tie)(tie)(tie)制(zhi)工具(ju)的(de)(de)大(da)(da)量出現，社(she)(she)會(hui)生(sheng)(sheng)產(chan)力(li)(li)顯著提高，從而(er)對(dui)社(she)(she)會(hui)的(de)(de)發(fa)(fa)展產(chan)生(sheng)(sheng)巨大(da)(da)影響。有些民族因此而(er)迅速地(di)由(you)原(yuan)始(shi)公社(she)(she)制(zhi)過(guo)渡到奴隸社(she)(she)會(hui)。古(gu)希臘和古(gu)羅馬的(de)(de)奴隸社(she)(she)會(hui)的(de)(de)產(chan)生(sheng)(sheng)，就(jiu)是由(you)于鐵(tie)(tie)(tie)制(zhi)工具(ju)的(de)(de)廣泛使用，促使生(sheng)(sheng)產(chan)力(li)(li)大(da)(da)大(da)(da)提高的(de)(de)結(jie)果。在古(gu)代中國(guo)(guo)、埃(ai)及等文明古(gu)國(guo)(guo)，則因有適合(he)農業(ye)耕作的(de)(de)沖積(ji)平原(yuan)，有便(bian)(bian)利的(de)(de)灌溉系統，所以在擁有青銅(tong)工具(ju)后，便(bian)(bian)已進入(ru)奴隸社(she)(she)會(hui)，而(er)一(yi)(yi)旦鐵(tie)(tie)(tie)制(zhi)工具(ju)逐步取代了(le)青銅(tong)工具(ju)，生(sheng)(sheng)產(chan)力(li)(li)獲得(de)飛速發(fa)(fa)展，生(sheng)(sheng)產(chan)關系進一(yi)(yi)步發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)變化(hua)，社(she)(she)會(hui)便(bian)(bian)又前進一(yi)(yi)步向封建(jian)制(zhi)度(du)過(guo)渡。

冶鐵(tie)技術(shu)(shu)和青(qing)銅(tong)冶煉(lian)技術(shu)(shu)一樣(yang)，首先(xian)是(shi)由(you)于社會(hui)生產發展的需(xu)要。青(qing)銅(tong)工(gong)具(ju)在生產中的作用誘使人(ren)們(men)去尋(xun)找更多(duo)的金屬資源，但因銅(tong)礦(kuang)分布不(bu)廣(guang)，錫、鉛礦(kuang)更是(shi)稀少(shao)，人(ren)們(men)很(hen)自然地要去尋(xun)找新(xin)的金屬。另(ling)外，在當(dang)時已(yi)具(ju)備了冶鐵(tie)的物質和技術(shu)(shu)條件，特別(bie)是(shi)許多(duo)民族已(yi)有冶煉(lian)青(qing)銅(tong)的經(jing)驗(yan)，發明(ming)冶鐵(tie)技術(shu)(shu)是(shi)很(hen)自然的。

早期(qi)的(de)(de)(de)冶(ye)(ye)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)技術(shu)，大(da)多采用“固體還(huan)(huan)原(yuan)法”，即冶(ye)(ye)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)時，將鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦石和木炭(tan)一(yi)(yi)層夾(jia)一(yi)(yi)層地碼放在爐窯中(zhong)(zhong)，點火焙(bei)燒(shao)，在650—1000℃溫度(du)下，利用碳(tan)的(de)(de)(de)不(bu)完全燃燒(shao)，產生一(yi)(yi)氧(yang)化碳(tan)，使(shi)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)氧(yang)化鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)被還(huan)(huan)原(yuan)成鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)。但由(you)于溫度(du)不(bu)夠高，還(huan)(huan)原(yuan)出(chu)來的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)以塊狀(zhuang)沉到(dao)爐底，人(ren)們(men)只能待(dai)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)煉成爐窯冷卻后將鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)塊取(qu)出(chu)。這種(zhong)(zhong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)實際上(shang)是海綿鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)，表面粗糙，夾(jia)雜渣滓(zi)，不(bu)具有明顯(xian)金(jin)屬特征，有的(de)(de)(de)其堅韌性(xing)還(huan)(huan)不(bu)如青(qing)銅(tong)。因此。中(zhong)(zhong)國古代(dai)人(ren)稱這種(zhong)(zhong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)為“惡金(jin)”。這就(jiu)造成一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)情況，盡管冶(ye)(ye)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)技術(shu)的(de)(de)(de)發明雖比青(qing)銅(tong)技術(shu)只稍(shao)晚一(yi)(yi)些(xie)，但在有發達(da)的(de)(de)(de)青(qing)銅(tong)冶(ye)(ye)煉業的(de)(de)(de)民族(zu)那(nei)里，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)器的(de)(de)(de)廣(guang)泛(fan)使(shi)用卻常較(jiao)使(shi)用青(qing)銅(tong)器推遲了很(hen)多年(nian)。

在人(ren)(ren)們經過一(yi)段實踐摸索的認識過程后，終(zhong)于發現，將(jiang)煉出的鐵塊(kuai)反復加熱和(he)壓(ya)延錘打，才能使(shi)鐵柔韌(ren)不(bu)脆。人(ren)(ren)們還發現將(jiang)赤熱的鍛(duan)鐵猛淬(cui)入冷(leng)水(shui)，會(hui)變成堅韌(ren)的好(hao)鐵。這種(zhong)好(hao)鐵的性能遠(yuan)遠(yuan)超越(yue)于青銅之(zhi)上。當人(ren)(ren)們能廣泛用這種(zhong)鍛(duan)鐵制造(zao)工具時，青銅工具才逐(zhu)漸被鐵器取代。

理化性質

物理性質

鐵(tie)是(shi)一(yi)種銀白色頗(po)軟的(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)，有良好的(de)(de)(de)延展(zhan)性(xing)(xing)，鐵(tie)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)質會(hui)因摻(chan)雜了痕量的(de)(de)(de)其它元素而(er)發(fa)(fa)生變化。鐵(tie)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)性(xing)(xing)在極大程(cheng)度(du)(du)上決定于(yu)所含的(de)(de)(de)雜質，并且會(hui)因退火的(de)(de)(de)程(cheng)度(du)(du)而(er)變。鐵(tie)的(de)(de)(de)純(chun)度(du)(du)越(yue)(yue)高(gao)磁(ci)(ci)導(dao)率越(yue)(yue)大，且降低了鐵(tie)的(de)(de)(de)滯后損失。以鐵(tie)和(he)(he)鈷為(wei)基體的(de)(de)(de)鋼或合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)用于(yu)制造永(yong)(yong)磁(ci)(ci)體，常用鐵(tie)與其它鐵(tie)磁(ci)(ci)性(xing)(xing)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)鈷和(he)(he)鎳所制的(de)(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)，例如FeNi和(he)(he)FeNi?都有很高(gao)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)導(dao)率。鐵(tie)一(yi)鈷一(yi)鎳系(xi)的(de)(de)(de)永(yong)(yong)磁(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)和(he)(he)鐵(tie)氧(yang)體磁(ci)(ci)性(xing)(xing)材料屬(shu)于(yu)第(di)(di)一(yi)代(dai)合(he)(he)成的(de)(de)(de)永(yong)(yong)磁(ci)(ci)體。近20年來(lai)發(fa)(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)第(di)(di)二(er)代(dai)永(yong)(yong)磁(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)是(shi)稀土鈷系(xi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)，如SmCo5和(he)(he)Sm2Co17等，近10年來(lai)則發(fa)(fa)展(zhan)了第(di)(di)三代(dai)永(yong)(yong)磁(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)Nd一(yi)Fe一(yi)B系(xi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)。近年又發(fa)(fa)展(zhan)起來(lai)Sm一(yi)Fe一(yi)N系(xi)永(yong)(yong)磁(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)，是(shi)以Sm2Fe17為(wei)基質進行滲氮而(er)得到的(de)(de)(de)一(yi)種綜合(he)(he)性(xing)(xing)能優越(yue)(yue)的(de)(de)(de)永(yong)(yong)磁(ci)(ci)體，有可(ke)能成為(wei)第(di)(di)四(si)代(dai)新型永(yong)(yong)磁(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)。

化學性質

同單質的反應

鐵(tie)(tie)能在(zai)高(gao)(gao)溫下吸(xi)收(shou)氫生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)固溶體。在(zai)溫度高(gao)(gao)于800℃時鐵(tie)(tie)能與(yu)(yu)少量氮反(fan)(fan)應(ying)(ying)，但反(fan)(fan)應(ying)(ying)速度很(hen)慢，在(zai)溫度超過(guo)400℃時很(hen)容易(yi)與(yu)(yu)氨氣(qi)(qi)(qi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)，生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)Fe?N。這是(shi)(shi)鋼鐵(tie)(tie)表(biao)面氮化生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)硬保護膜層的反(fan)(fan)應(ying)(ying)原理。鐵(tie)(tie)容易(yi)和(he)(he)大(da)多數(shu)非金屬在(zai)適當高(gao)(gao)溫下反(fan)(fan)應(ying)(ying)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)二元化合(he)物(wu)。鐵(tie)(tie)與(yu)(yu)氧(yang)的反(fan)(fan)應(ying)(ying)決定于反(fan)(fan)應(ying)(ying)條件，新還原出來(lai)的微細鐵(tie)(tie)粉在(zai)空氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)室溫下就會(hui)自(zi)燃(ran)。塊狀鐵(tie)(tie)在(zai)溫度超過(guo)150℃時在(zai)干燥空氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)就開始氧(yang)化，在(zai)過(guo)量氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)的主(zhu)要(yao)產物(wu)是(shi)(shi)Fe?O?和(he)(he)Fe?O?，高(gao)(gao)于575℃和(he)(he)低氧(yang)空氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)則主(zhu)要(yao)氧(yang)化產物(wu)為FeO。鐵(tie)(tie)與(yu)(yu)硫或磷(lin)反(fan)(fan)應(ying)(ying)時放出大(da)量熱，分別生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)FeS和(he)(he)Fe?P。鹵素(su)則可在(zai)較低溫度（-200℃）與(yu)(yu)鐵(tie)(tie)反(fan)(fan)應(ying)(ying)，氟、氯和(he)(he)溴與(yu)(yu)鐵(tie)(tie)反(fan)(fan)應(ying)(ying)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)Fe（Ⅲ）化合(he)物(wu)FeX?，而碘則只生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)Fe（Ⅰ）化合(he)物(wu)FeI?。

同化合物的反應

以上電勢表(biao)明，單質鐵(tie)(tie)在酸(suan)(suan)(suan)性(xing)溶(rong)液(ye)中(zhong)是(shi)一種還(huan)(huan)原(yuan)劑(ji)(ji)，而在堿性(xing)溶(rong)液(ye)中(zhong)則(ze)是(shi)一種更強的(de)還(huan)(huan)原(yuan)劑(ji)(ji)。依照鐵(tie)(tie)的(de)電勢在電位序中(zhong)的(de)位置(zhi)。可(ke)以從稀酸(suan)(suan)(suan)水溶(rong)液(ye)中(zhong)置(zhi)換(huan)出氫(qing)氣(qi)，能從銅（Ⅱ）鹽(yan)(yan)溶(rong)液(ye)中(zhong)置(zhi)換(huan)銅，本身則(ze)轉化成(cheng)(cheng)鐵(tie)(tie)（Ⅱ）鹽(yan)(yan)。當(dang)用普通鐵(tie)(tie)與(yu)稀硫酸(suan)(suan)(suan)或鹽(yan)(yan)酸(suan)(suan)(suan)反應時(shi)，放出的(de)氫(qing)氣(qi)有一種極特別的(de)氣(qi)味，這(zhe)是(shi)由于氫(qing)氣(qi)中(zhong)夾雜了鐵(tie)(tie)中(zhong)雜質元素（如(ru)碳、硫、磷(lin)、砷等）的(de)氫(qing)化物所致。氧(yang)化性(xing)酸(suan)(suan)(suan)，如(ru)硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)(suan)、冷稀酸(suan)(suan)(suan)仍可(ke)與(yu)鐵(tie)(tie)生成(cheng)(cheng)鐵(tie)(tie)（Ⅱ）鹽(yan)(yan)，但(dan)熱濃(nong)(nong)酸(suan)(suan)(suan)只能生成(cheng)(cheng)鐵(tie)(tie)（Ⅲ）鹽(yan)(yan)。當(dang)鐵(tie)(tie)與(yu)濃(nong)(nong)硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)(suan)短時(shi)間接觸(chu)后(hou)，便(bian)表(biao)現有抗御與(yu)硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)(suan)進一步(bu)反應的(de)作用，稱為(wei)表(biao)面鈍化，不(bu)再能溶(rong)于稀硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)(suan)，也(ye)(ye)不(bu)再能從銅（Ⅱ）鹽(yan)(yan)溶(rong)液(ye)中(zhong)置(zhi)換(huan)銅，但(dan)它能溶(rong)于還(huan)(huan)原(yuan)性(xing)酸(suan)(suan)(suan)，如(ru)稀鹽(yan)(yan)酸(suan)(suan)(suan)中(zhong)。這(zhe)種鈍化作用是(shi)由于在鐵(tie)(tie)表(biao)面上生成(cheng)(cheng)了一層(ceng)氧(yang)化物保護膜。用其它氧(yang)化劑(ji)(ji)，如(ru)鉻(ge)（Ⅵ）酸(suan)(suan)(suan)也(ye)(ye)可(ke)以使鐵(tie)(tie)表(biao)面鈍化。

鐵在(zai)高(gao)于(yu)500℃時可(ke)(ke)以(yi)快速地(di)(di)同水蒸氣(qi)反(fan)(fan)應放(fang)出(chu)氫氣(qi)，溫(wen)度(du)(du)低于(yu)570℃時生成(cheng)(cheng)的氧(yang)化(hua)物是Fe3O4，而(er)高(gao)于(yu)此溫(wen)度(du)(du)時生成(cheng)(cheng)的氧(yang)化(hua)物是FeO。二氧(yang)化(hua)碳也可(ke)(ke)以(yi)同樣地(di)(di)與(yu)鐵反(fan)(fan)應生成(cheng)(cheng)這兩種(zhong)氧(yang)化(hua)物（決定于(yu)溫(wen)度(du)(du)條件(jian)），同時二氧(yang)化(hua)碳被還原(yuan)成(cheng)(cheng)一(yi)氧(yang)化(hua)碳。鐵粉在(zai)100一(yi)200℃與(yu)200atm的一(yi)氧(yang)化(hua)碳反(fan)(fan)應生成(cheng)(cheng)揮發(fa)性的劇毒(du)化(hua)合物五羰合鐵Fe（CO）5。

鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)是鐵(tie)(tie)(tie)與空(kong)氣和水(shui)(shui)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)作用(yong)生(sheng)(sheng)成水(shui)(shui)合氧化(hua)物(wu)的(de)(de)(de)(de)過程。這是一個特殊(shu)的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)問(wen)題，因為(wei)有重(zhong)大的(de)(de)(de)(de)經濟重(zhong)要性(xing)而受到(dao)重(zhong)視。鐵(tie)(tie)(tie)在室溫下的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)現象與水(shui)(shui)、氧氣和一種(zhong)電解質的(de)(de)(de)(de)存在是不可少的(de)(de)(de)(de)。二(er)氧化(hua)碳(tan)(tan)對鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)影響不大，高(gao)濃度(du)的(de)(de)(de)(de)二(er)氧化(hua)碳(tan)(tan)氣氛其實對鐵(tie)(tie)(tie)還有表面(mian)(mian)保護作用(yong)。鐵(tie)(tie)(tie)完全(quan)浸(jin)泡在表面(mian)(mian)上有空(kong)氣的(de)(de)(de)(de)淡水(shui)(shui)或鹽水(shui)(shui)中會(hui)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)緩慢(man)的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)作用(yong)，但(dan)如(ru)果此鐵(tie)(tie)(tie)是部(bu)分浸(jin)沒(mei)的(de)(de)(de)(de)，在鐵(tie)(tie)(tie)一水(shui)(shui)交界面(mian)(mian)上的(de)(de)(de)(de)氧氣會(hui)迅速得到(dao)補(bu)充，便(bian)會(hui)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)快速的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)。在空(kong)氣中，如(ru)果濕(shi)度(du)達到(dao)50（水(shui)(shui)蒸氣分壓約為(wei)6mmHg），鐵(tie)(tie)(tie)件會(hui)開(kai)始發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)；如(ru)果濕(shi)度(du)達到(dao)80%，則鐵(tie)(tie)(tie)件會(hui)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)嚴重(zhong)的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)。

此時溶液中(zhong)的Fe2?和OH?在氧氣的作用下(xia)便生成了黃(huang)棕色的水合氧化(hua)鐵(tie)（Ⅲ）沉(chen)淀物鐵(tie)銹。

大氣銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)速度會因(yin)(yin)(yin)塵(chen)埃粒子和(he)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)硫(liu)(liu)(liu)的(de)存在(zai)(zai)(zai)(zai)而大大被加(jia)速。在(zai)(zai)(zai)(zai)濱海地(di)區，空(kong)氣塵(chen)埃中(zhong)含有(you)(you)鹽分，如果(guo)沒有(you)(you)其它促(cu)銹(xiu)(xiu)(xiu)因(yin)(yin)(yin)素的(de)話，銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)速度將隨(sui)距(ju)海的(de)距(ju)離而變，距(ju)海越(yue)遠銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)速度越(yue)慢。在(zai)(zai)(zai)(zai)城區和(he)工業區，空(kong)氣中(zhong)的(de)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)硫(liu)(liu)(liu)將是(shi)促(cu)銹(xiu)(xiu)(xiu)的(de)主要因(yin)(yin)(yin)素。在(zai)(zai)(zai)(zai)空(kong)氣和(he)水的(de)作用(yong)下，二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)硫(liu)(liu)(liu)轉化(hua)(hua)成硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)，硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)將侵蝕(shi)(shi)(shi)鐵(tie)制器件。當(dang)鐵(tie)或(huo)(huo)鋼的(de)表面(mian)上出(chu)現了硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鐵(tie)（Ⅱ）之后，在(zai)(zai)(zai)(zai)潮濕空(kong)氣中(zhong)，即使不再有(you)(you)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)硫(liu)(liu)(liu)，銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)過程就(jiu)繼續(xu)進行(xing)。防(fang)止鐵(tie)器銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)方法(fa)之一是(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)表面(mian)涂刷(shua)阻銹(xiu)(xiu)(xiu)劑，如氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈉、磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鈉或(huo)(huo)鉻(ge)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鉀(jia)溶液。還有(you)(you)一種(zhong)“磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鹽化(hua)(hua)處(chu)理”，是(shi)將鐵(tie)器浸置在(zai)(zai)(zai)(zai)磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)錳（Ⅱ）或(huo)(huo)磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鋅(xin)（Ⅱ）溶液中(zhong)，使鐵(tie)表面(mian)上生成一層(ceng)磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鐵(tie)（Ⅱ）蓋層(ceng)。還有(you)(you)一種(zhong)防(fang)銹(xiu)(xiu)(xiu)辦(ban)法(fa)是(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)鐵(tie)表面(mian)上遮鍍一層(ceng)其它金屬，如鍍鋅(xin)鐵(tie)（白鐵(tie)）、鍍錫鐵(tie)（馬口鐵(tie)）等(deng)。涂刷(shua)紅鉛(qian)漆(qi)或(huo)(huo)油漆(qi)也是(shi)常用(yong)的(de)防(fang)銹(xiu)(xiu)(xiu)辦(ban)法(fa)。

制備方法

工業制備

純(chun)鐵(tie)可(ke)(ke)用(yong)氫(qing)(qing)還(huan)原純(chun)氧化(hua)(hua)鐵(tie)或氫(qing)(qing)氧化(hua)(hua)鐵(tie)來制(zhi)備。例如將(jiang)氫(qing)(qing)氧化(hua)(hua)鐵(tie)在純(chun)氫(qing)(qing)氣(qi)流(liu)中加熱，并將(jiang)溫度(du)從400℃升高至(zhi)700℃直到還(huan)原過程完成。還(huan)原鐵(tie)冷卻(que)后吸收的氫(qing)(qing)量(liang)可(ke)(ke)以忽略不計，在低溫（360一530℃）下還(huan)原氧化(hua)(hua)物所(suo)得純(chun)鐵(tie)是(shi)粉末狀固體，遇空氣(qi)會著火(huo)。

將五羰合鐵(tie)Fe（CO）5氣化(hua)并在250℃左右(you)使之分解可得到不(bu)含任何(he)雜(za)質的微細粉末狀純(chun)鐵(tie)，將這種純(chun)鐵(tie)在高真空下(xia)煅(duan)燒可以除(chu)去殘留在鐵(tie)中的痕量碳(tan)和氧，以一(yi)氧化(hua)碳(tan)的形式被除(chu)去。

單(dan)質鐵的制(zhi)備一般采用(yong)冶煉法(fa)。以(yi)赤鐵礦（Fe2O3）或磁(ci)鐵礦（Fe3O4）為(wei)原料(liao)，與焦炭(tan)和(he)助(zhu)溶劑在熔礦爐內(nei)反應(ying)，焦炭(tan)燃燒產(chan)生(sheng)(sheng)二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)（CO2），二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)與過量的焦炭(tan)接觸就(jiu)生(sheng)(sheng)成(cheng)一氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)（CO），一氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)和(he)礦石(shi)(shi)內(nei)的氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鐵作用(yong)就(jiu)生(sheng)(sheng)成(cheng)金屬(shu)鐵。加入CaCO3在高溫下生(sheng)(sheng)成(cheng)CaO除去鐵礦石(shi)(shi)中的SiO2，生(sheng)(sheng)成(cheng)CaSiO3（爐渣）。

工業制備步驟

步驟 方程式

造氣

（提供熱量）

（產生CO）

煉鐵

（赤鐵礦煉鐵）

（磁鐵礦煉鐵）

造渣

實驗室制備

實驗室(shi)通常用一氧(yang)化碳(tan)還原氧(yang)化鐵制備少量單質鐵。

應用領域

工業用途

鐵(tie)用于(yu)(yu)農藥(yao)、粉末冶金(jin)、熱氫發生器、凝膠(jiao)推進(jin)劑(ji)、燃(ran)燒(shao)活(huo)性劑(ji)、催(cui)化劑(ji)、水(shui)清(qing)潔吸(xi)附(fu)劑(ji)、燒(shao)結活(huo)性劑(ji)、粉末冶金(jin)制(zhi)(zhi)品(pin)、各種機(ji)械零部件制(zhi)(zhi)品(pin)、硬質(zhi)合(he)金(jin)材(cai)料(liao)制(zhi)(zhi)品(pin)等。純鐵(tie)用于(yu)(yu)制(zhi)(zhi)發電機(ji)和電動機(ji)的鐵(tie)芯，還(huan)原鐵(tie)粉用于(yu)(yu)粉末冶金(jin)，鋼鐵(tie)用于(yu)(yu)制(zhi)(zhi)造(zao)機(ji)器和工具。此外，鐵(tie)及其化合(he)物還(huan)用于(yu)(yu)制(zhi)(zhi)磁(ci)鐵(tie)、藥(yao)物、墨(mo)水(shui)、顏料(liao)、磨料(liao)等。

鐵(tie)(tie)的最重(zhong)(zhong)要(yao)用(yong)途是冶煉鋼和合金(jin)，少部(bu)分(fen)的鐵(tie)(tie)以鑄鐵(tie)(tie)和生鐵(tie)(tie)的形式應用(yong)。鐵(tie)(tie)是特(te)種(zhong)合金(jin)鋼的重(zhong)(zhong)要(yao)組(zu)(zu)成部(bu)分(fen)，特(te)種(zhong)合金(jin)鋼材(cai)料(liao)的鐵(tie)(tie)含量有(you)(you)時(shi)(shi)低于50%，其它組(zu)(zu)成物有(you)(you)鉻、鎳、鈷等。在某些鎳基(ji)合金(jin)和鈷基(ji)合金(jin)中鐵(tie)(tie)僅為低含量組(zu)(zu)成物，有(you)(you)時(shi)(shi)低于10%。

醫療用途

鐵(tie)有一些少數化合(he)物可作為人的(de)內服藥物，例(li)(li)如(ru)硫酸(suan)亞鐵(tie)曾(ceng)用為兒(er)童缺鐵(tie)性貧血的(de)治(zhi)(zhi)療藥劑(ji)，但(dan)也有報道說有兒(er)童誤(wu)服大(da)量硫酸(suan)亞鐵(tie)而(er)導(dao)致死(si)亡的(de)事例(li)(li)。誤(wu)服有毒鐵(tie)化合(he)物的(de)治(zhi)(zhi)療一般為內服碳酸(suan)氫鈉（小蘇打）水溶液和(he)致嘔吐藥劑(ji)。

分布情況

鐵(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)地(di)(di)殼中第四個(ge)豐度最(zui)大的(de)(de)(de)(de)元素，人們認為(wei)地(di)(di)球的(de)(de)(de)(de)核(he)心主要是(shi)由(you)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)構(gou)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)。在地(di)(di)殼中存(cun)在的(de)(de)(de)(de)單質鐵(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)極為(wei)少(shao)見(jian)的(de)(de)(de)(de)，但廣泛以化(hua)合態出(chu)現(xian)(xian)，許多礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)由(you)于含(han)有鐵(tie)(tie)(tie)(tie)化(hua)合物(wu)(wu)(wu)而呈現(xian)(xian)特有的(de)(de)(de)(de)顏(yan)色(se)。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)最(zui)重要礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)是(shi)氧化(hua)物(wu)(wu)(wu)和碳(tan)酸(suan)(suan)鹽。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)含(han)量最(zui)高(gao)的(de)(de)(de)(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)是(shi)磁鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)（Fe3O4），磁鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)是(shi)一(yi)種黑色(se)有鐵(tie)(tie)(tie)(tie)磁性的(de)(de)(de)(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)，磁鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)(de)一(yi)個(ge)變(bian)種稱(cheng)為(wei)“羅底石(shi)”（Lodestone）。赤鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)（Fe2O3）為(wei)紅棕色(se)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)，含(han)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)量最(zui)高(gao)可達(da)70%。褐鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)是(shi)氧化(hua)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)（Ⅲ）礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)一(yi)個(ge)變(bian)種，褐鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)含(han)有可變(bian)量的(de)(de)(de)(de)水，但其近似(si)組成(cheng)(cheng)往(wang)往(wang)是(shi)2Fe2O3?3H2O。碳(tan)酸(suan)(suan)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)FeCO3。出(chu)現(xian)(xian)為(wei)菱鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)，碳(tan)酸(suan)(suan)鹽礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)往(wang)往(wang)與黏土和煤共生，稱(cheng)為(wei)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)石(shi)。黃(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)（FeS2）是(shi)一(yi)種常(chang)見(jian)的(de)(de)(de)(de)脈石(shi)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)，但黃(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)不直接用為(wei)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)，因為(wei)黃(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)有很高(gao)含(han)量的(de)(de)(de)(de)硫(liu)而被看成(cheng)(cheng)是(shi)一(yi)種重要的(de)(de)(de)(de)非金屬化(hua)工原(yuan)料礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。在自然(ran)界中還存(cun)在有多種多樣(yang)的(de)(de)(de)(de)硅酸(suan)(suan)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。

安全措施

環境危害

（1）侵(qin)占(zhan)土地城(cheng)市生(sheng)活垃圾(ji)如不能得到(dao)及時處理(li)和處置，將會占(zhan)用農田(tian)，破壞(huai)農業生(sheng)產，以(yi)及地貌、植被、自然(ran)景(jing)觀等。

（2）廢鐵的堆積，產生銹味，嚴重影響(xiang)了(le)空氣質量。

健康危害

鐵本身不具有毒性(xing)，但當攝入過量或誤服過量的鐵制劑時也(ye)可能導致鐵中毒。

短期暴露：吸(xi)(xi)(xi)入鐵(tie)(tie)粉或氧(yang)化鐵(tie)(tie)煙粉塵(chen)刺激(ji)呼吸(xi)(xi)(xi)道，引起咽喉發(fa)炎、咳嗽、呼吸(xi)(xi)(xi)短促、乏(fa)力、疲勞、寒(han)戰、出汗(han)、肌肉和關節疼(teng)痛；皮膚接(jie)觸熱金屬會灼傷，眼睛接(jie)觸粉塵(chen)可(ke)導致發(fa)炎和灼傷；食(shi)入可(ke)導致昏睡、呆滯、心跳和呼吸(xi)(xi)(xi)加(jia)速(su)、休克、吐血、腹瀉；

長期(qi)暴露：吸入過量(liang)會(hui)導致(zhi)肺、脾、淋巴系統產生(sheng)鐵積沉；吸入粉塵導致(zhi)肺部產生(sheng)色斑。

毒理資料

鐵(tie)及其(qi)氧化物的蒸汽和煙(yan)氣會對(dui)人產生一(yi)種非致命(ming)性的刺激與病痛，稱為(wei)金屬煙(yan)熱癥。但鐵(tie)的化合(he)物羰(tang)基鐵(tie)Fe（CO）5卻是(shi)極毒(du)的，羰(tang)基鐵(tie)遇(yu)熱或在陽光照射(she)下分解(jie)產生一(yi)氧化碳。

生理作用

鐵(tie)(tie)是(shi)動物(wu)身體組(zu)織和(he)血液的(de)(de)(de)極重要(yao)(yao)(yao)的(de)(de)(de)組(zu)成物(wu)。鐵(tie)(tie)是(shi)人體中必(bi)需的(de)(de)(de)痕量(liang)元(yuan)素中含量(liang)最高的(de)(de)(de)一個(ge)，約(yue)占人體總重量(liang)的(de)(de)(de)0.006%。鐵(tie)(tie)在人體內主要(yao)(yao)(yao)分布于(yu)血紅(hong)細胞中，約(yue)占人體總鐵(tie)(tie)量(liang)的(de)(de)(de)60%一70%。在鐵(tie)(tie)蛋白(bai)和(he)肌(ji)紅(hong)蛋白(bai)中，鐵(tie)(tie)則分別約(yue)占人體總鐵(tie)(tie)量(liang)的(de)(de)(de)7%—15%和(he)3%—5%。鐵(tie)(tie)不僅是(shi)人體血液中交(jiao)換與輸送氧氣所必(bi)需的(de)(de)(de)，而且(qie)又是(shi)某(mou)些酶（如過氧化(hua)氫酶、過氧化(hua)物(wu)酶、苯(ben)丙氨酸羥化(hua)酶等）和(he)許多氧化(hua)還原體系所不可缺少的(de)(de)(de)元(yuan)素，在生物(wu)催化(hua)、在呼(hu)吸鏈上傳(chuan)遞(di)電子等方面都起著重要(yao)(yao)(yao)的(de)(de)(de)作用。

血(xue)(xue)(xue)紅(hong)蛋(dan)白(bai)(bai)是(shi)(shi)由一(yi)(yi)(yi)種(zhong)稱為珠朊(ruan)的(de)(de)(de)(de)蛋(dan)白(bai)(bai)和含鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)亞鐵(tie)(tie)血(xue)(xue)(xue)紅(hong)素結(jie)合(he)在(zai)(zai)一(yi)(yi)(yi)起組(zu)成的(de)(de)(de)(de)，亞鐵(tie)(tie)血(xue)(xue)(xue)紅(hong)素是(shi)(shi)卟(bu)啉(lin)(lin)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)（Ⅱ）絡合(he)物(wu)，在(zai)(zai)其(qi)中鐵(tie)(tie)（Ⅱ）原子(zi)的(de)(de)(de)(de)配位數為6。鐵(tie)(tie)（Ⅱ）與卟(bu)啉(lin)(lin)平(ping)面(mian)(mian)上的(de)(de)(de)(de)四個(ge)(ge)吡咯環氮(dan)原子(zi)相聯結(jie)，并(bing)與珠朊(ruan)上組(zu)氨(an)酸的(de)(de)(de)(de)咪唑(zuo)氮(dan)在(zai)(zai)垂直于(yu)卟(bu)啉(lin)(lin)平(ping)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)方向上聯結(jie)，第六個(ge)(ge)位置(zhi)則(ze)可能被一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)水分(fen)子(zi)所(suo)占(zhan)據(ju)。這(zhe)個(ge)(ge)結(jie)構(gou)允許在(zai)(zai)此第六個(ge)(ge)配位位置(zhi)上可逆地吸放分(fen)子(zi)氧(yang)，使紅(hong)血(xue)(xue)(xue)球得(de)以(yi)把氧(yang)分(fen)子(zi)輸載到身(shen)體的(de)(de)(de)(de)各部分(fen)，這(zhe)是(shi)(shi)動物(wu)呼吸作(zuo)用的(de)(de)(de)(de)機理。血(xue)(xue)(xue)紅(hong)蛋(dan)白(bai)(bai)對一(yi)(yi)(yi)氧(yang)化碳的(de)(de)(de)(de)親合(he)作(zuo)用大于(yu)對氧(yang)分(fen)子(zi)的(de)(de)(de)(de)親合(he)作(zuo)用，生成碳氧(yang)血(xue)(xue)(xue)紅(hong)蛋(dan)白(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)過程是(shi)(shi)不可逆的(de)(de)(de)(de)，這(zhe)就導致了(le)一(yi)(yi)(yi)氧(yang)化碳的(de)(de)(de)(de)劇毒性。

儲存運輸

儲存方法

放入緊(jin)封的儲藏器內，儲存于陰涼、干(gan)燥的庫(ku)房。

運輸方法

一般是鐵水(shui)運輸方式(shi)。

1.魚(yu)雷罐標準鐵(tie)路運(yun)輸方式魚(yu)雷罐具有(you)容量大、保溫性(xing)(xing)能好(hao)、重心低(di)、安全性(xing)(xing)高等特點，可作為鐵(tie)鋼(gang)界(jie)面間的緩(huan)沖(chong)(chong)環(huan)節，對煉(lian)鐵(tie)和煉(lian)鋼(gang)起著銜接(jie)、匹配、協調、緩(huan)沖(chong)(chong)的作用，在大型鋼(gang)鐵(tie)企業中得到廣泛(fan)應(ying)用。

2.鐵水罐(guan)運(yun)輸方式該(gai)方式采用鐵水罐(guan)作為鐵水從高(gao)爐(lu)到煉鋼(gang)的(de)運(yun)輸和儲存(cun)容(rong)器，從高(gao)爐(lu)出(chu)鐵場(chang)受鐵開始(shi)至煉鋼(gang)鐵水兌入轉爐(lu)終止，全過程采用一(yi)個鐵水罐(guan)，減少了(le)魚(yu)雷罐(guan)運(yun)輸流程中的(de)鐵水倒罐(guan)環(huan)節。