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鐵(tie)（Ferrum）是一(yi)種金屬元(yuan)素(su)，原子(zi)序(xu)數為26，位于周期表第(di)四周期，第(di)VIII族。

純(chun)鐵是銀(yin)白(bai)色有(you)(you)光澤的(de)金屬，密度7.86g/cm3，熔點1539℃。鐵除了(le)有(you)(you)導電性、導熱性、延展性外，還(huan)能被磁鐵吸(xi)引，具有(you)(you)鐵磁性。

鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)的重要(yao)(yao)(yao)化合物(wu)有三氧化二鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)、四氧化三鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)、氯化鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)及鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)的配(pei)合物(wu)等。自然界中主要(yao)(yao)(yao)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)是(shi)(shi)赤鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)（主要(yao)(yao)(yao)是(shi)(shi)三氧化二鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)），磁(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)（主要(yao)(yao)(yao)是(shi)(shi)四氧化三鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)）和(he)(he)菱鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)（主要(yao)(yao)(yao)是(shi)(shi)碳酸亞鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)）等。工業上用(yong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、焦炭(tan)和(he)(he)石灰(hui)石混合在高爐中冶煉而得，根據含碳量不同可分為生鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)、熟鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)和(he)(he)鋼(gang)。

研究簡史

古代社(she)會鐵(tie)(tie)(tie)(tie)器時代大約起始于(yu)前2000年(nian)(nian)，但(dan)(dan)最早(zao)發現(xian)和(he)使用的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)是來自(zi)外空的(de)(de)(de)(de)隕(yun)(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)。隕(yun)(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)是鐵(tie)(tie)(tie)(tie)和(he)鎳、鈷等金屬的(de)(de)(de)(de)混(hun)合(he)物、含鐵(tie)(tie)(tie)(tie)量較(jiao)高。在(zai)(zai)埃(ai)及、西南亞等地一(yi)(yi)些文明古國所發現(xian)的(de)(de)(de)(de)最早(zao)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)器，都是由隕(yun)(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)加(jia)工(gong)而成的(de)(de)(de)(de)。1972年(nian)(nian)中國河北省藁城(cheng)縣臺西村出土(tu)了一(yi)(yi)把商代鐵(tie)(tie)(tie)(tie)刃青銅(tong)鉞(yue)，制(zhi)造年(nian)(nian)代約在(zai)(zai)前14世紀(ji)。在(zai)(zai)青銅(tong)鉞(yue)上嵌的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)刃，是將隕(yun)(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)經加(jia)熱鍛(duan)打后(hou)，和(he)鉞(yue)體嵌鍛(duan)在(zai)(zai)一(yi)(yi)起的(de)(de)(de)(de)。中國還(huan)曾出土(tu)過類似的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)刃銅(tong)鉞(yue)和(he)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)援銅(tong)戈(ge)各一(yi)(yi)件，年(nian)(nian)代相當(dang)于(yu)商末周(zhou)初，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)部分也是由隕(yun)(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)加(jia)工(gong)成的(de)(de)(de)(de)。古埃(ai)及人把鐵(tie)(tie)(tie)(tie)叫做“天(tian)石(shi)”，可見人類最早(zao)認(ren)識鐵(tie)(tie)(tie)(tie)是從(cong)隕(yun)(yun)(yun)石(shi)開始的(de)(de)(de)(de)。天(tian)外來的(de)(de)(de)(de)隕(yun)(yun)(yun)石(shi)數量很少，因此用隕(yun)(yun)(yun)石(shi)制(zhi)作的(de)(de)(de)(de)器具當(dang)然(ran)稀少而珍貴，同時還(huan)帶有神秘的(de)(de)(de)(de)色彩。用隕(yun)(yun)(yun)石(shi)作工(gong)具是很少的(de)(de)(de)(de)，所以對生產進步沒有什么明顯影響，但(dan)(dan)通過隕(yun)(yun)(yun)石(shi)的(de)(de)(de)(de)利用，畢(bi)竟(jing)使人類最早(zao)接觸并認(ren)識到鐵(tie)(tie)(tie)(tie)。

冶(ye)鐵(tie)(tie)(tie)技(ji)術發(fa)(fa)(fa)明于(yu)(yu)原(yuan)(yuan)始社會的(de)(de)末(mo)期。冶(ye)鐵(tie)(tie)(tie)技(ji)術的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)明，代表(biao)冶(ye)金史的(de)(de)一(yi)個新(xin)階段的(de)(de)開始。居住在(zai)(zai)亞美尼亞山地(di)的(de)(de)基茲溫(wen)達(da)部落在(zai)(zai)前2000年(nian)時(shi)，就發(fa)(fa)(fa)明了一(yi)種煉鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)有(you)效方(fang)法(fa)，后來逐步傳開了。小亞細亞的(de)(de)赫梯人(ren)在(zai)(zai)前1400年(nian)左右也已掌(zhang)握(wo)了冶(ye)鐵(tie)(tie)(tie)技(ji)術；兩河流域(yu)北部的(de)(de)亞述(shu)人(ren)，在(zai)(zai)前1300年(nian)已進(jin)入鐵(tie)(tie)(tie)器時(shi)代。鐵(tie)(tie)(tie)制(zhi)工(gong)具的(de)(de)大(da)量出現，社會生產(chan)力顯(xian)著提高，從而對社會的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展產(chan)生巨大(da)影響。有(you)些民族因此而迅速(su)地(di)由(you)(you)原(yuan)(yuan)始公(gong)社制(zhi)過渡到奴(nu)隸(li)(li)社會。古(gu)希臘和古(gu)羅馬(ma)的(de)(de)奴(nu)隸(li)(li)社會的(de)(de)產(chan)生，就是由(you)(you)于(yu)(yu)鐵(tie)(tie)(tie)制(zhi)工(gong)具的(de)(de)廣泛使用，促(cu)使生產(chan)力大(da)大(da)提高的(de)(de)結果。在(zai)(zai)古(gu)代中國、埃及等文(wen)明古(gu)國，則(ze)因有(you)適合農業耕(geng)作(zuo)的(de)(de)沖積平原(yuan)(yuan)，有(you)便利的(de)(de)灌(guan)溉(gai)系統(tong)，所以在(zai)(zai)擁有(you)青銅(tong)工(gong)具后，便已進(jin)入奴(nu)隸(li)(li)社會，而一(yi)旦鐵(tie)(tie)(tie)制(zhi)工(gong)具逐步取(qu)代了青銅(tong)工(gong)具，生產(chan)力獲得飛速(su)發(fa)(fa)(fa)展，生產(chan)關系進(jin)一(yi)步發(fa)(fa)(fa)生變化，社會便又前進(jin)一(yi)步向(xiang)封建(jian)制(zhi)度過渡。

冶(ye)(ye)鐵技(ji)術(shu)和(he)青(qing)銅冶(ye)(ye)煉(lian)技(ji)術(shu)一(yi)樣，首先是(shi)由于社會生產發展的(de)(de)(de)需(xu)要(yao)。青(qing)銅工具在生產中的(de)(de)(de)作用誘使(shi)人(ren)們去尋(xun)(xun)找(zhao)(zhao)更多的(de)(de)(de)金(jin)屬資源，但因(yin)銅礦(kuang)分(fen)布不廣，錫、鉛礦(kuang)更是(shi)稀少，人(ren)們很(hen)(hen)自然地要(yao)去尋(xun)(xun)找(zhao)(zhao)新的(de)(de)(de)金(jin)屬。另(ling)外(wai)，在當時已具備了冶(ye)(ye)鐵的(de)(de)(de)物質(zhi)和(he)技(ji)術(shu)條件，特別是(shi)許多民(min)族已有(you)冶(ye)(ye)煉(lian)青(qing)銅的(de)(de)(de)經驗，發明冶(ye)(ye)鐵技(ji)術(shu)是(shi)很(hen)(hen)自然的(de)(de)(de)。

早(zao)期的(de)(de)冶(ye)(ye)(ye)鐵(tie)(tie)技術，大多采(cai)用“固體還(huan)原(yuan)(yuan)法”，即冶(ye)(ye)(ye)鐵(tie)(tie)時，將(jiang)鐵(tie)(tie)礦(kuang)石和木炭(tan)一(yi)層夾一(yi)層地碼放(fang)在爐窯中(zhong)，點(dian)火(huo)焙燒，在650—1000℃溫(wen)度下，利(li)用碳(tan)的(de)(de)不(bu)完全燃燒，產生一(yi)氧化碳(tan)，使(shi)鐵(tie)(tie)礦(kuang)中(zhong)的(de)(de)氧化鐵(tie)(tie)被還(huan)原(yuan)(yuan)成鐵(tie)(tie)。但由于溫(wen)度不(bu)夠高(gao)，還(huan)原(yuan)(yuan)出(chu)來的(de)(de)鐵(tie)(tie)以塊狀沉到爐底，人們(men)只(zhi)能待鐵(tie)(tie)煉成爐窯冷卻(que)后將(jiang)鐵(tie)(tie)塊取(qu)出(chu)。這(zhe)種(zhong)鐵(tie)(tie)實際上是海綿鐵(tie)(tie)，表面粗糙，夾雜渣滓，不(bu)具有(you)明顯金屬特征，有(you)的(de)(de)其堅(jian)韌性還(huan)不(bu)如青(qing)銅(tong)(tong)。因此。中(zhong)國(guo)古代人稱這(zhe)種(zhong)鐵(tie)(tie)為(wei)“惡(e)金”。這(zhe)就造成一(yi)種(zhong)情況，盡管冶(ye)(ye)(ye)鐵(tie)(tie)技術的(de)(de)發明雖比青(qing)銅(tong)(tong)技術只(zhi)稍晚(wan)一(yi)些，但在有(you)發達(da)的(de)(de)青(qing)銅(tong)(tong)冶(ye)(ye)(ye)煉業的(de)(de)民族那(nei)里，鐵(tie)(tie)器(qi)的(de)(de)廣泛使(shi)用卻(que)常較使(shi)用青(qing)銅(tong)(tong)器(qi)推遲了很多年。

在人們經過一段實(shi)踐摸索(suo)的認識過程(cheng)后，終于(yu)發現(xian)，將(jiang)煉出的鐵(tie)塊反復加熱(re)和壓延錘打，才(cai)能(neng)使鐵(tie)柔韌不脆(cui)。人們還發現(xian)將(jiang)赤熱(re)的鍛鐵(tie)猛淬入(ru)冷水，會變成堅韌的好(hao)鐵(tie)。這(zhe)種好(hao)鐵(tie)的性(xing)能(neng)遠遠超越于(yu)青銅(tong)之(zhi)上。當人們能(neng)廣泛用這(zhe)種鍛鐵(tie)制造工具時，青銅(tong)工具才(cai)逐漸被鐵(tie)器取代(dai)。

理化性質

物理性質

鐵是(shi)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)銀白色(se)頗軟的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬，有(you)良好(hao)的(de)(de)延展性(xing)，鐵的(de)(de)性(xing)質(zhi)會因摻雜(za)了(le)痕量的(de)(de)其(qi)它元素而發(fa)(fa)生變化。鐵的(de)(de)磁(ci)(ci)性(xing)在極大程度(du)上(shang)決定于(yu)(yu)所含的(de)(de)雜(za)質(zhi)，并且(qie)會因退火(huo)的(de)(de)程度(du)而變。鐵的(de)(de)純度(du)越高磁(ci)(ci)導率越大，且(qie)降低了(le)鐵的(de)(de)滯后損失。以(yi)鐵和(he)(he)鈷(gu)(gu)(gu)為(wei)基(ji)(ji)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)鋼或合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)用于(yu)(yu)制造永(yong)磁(ci)(ci)體(ti)(ti)(ti)，常用鐵與(yu)其(qi)它鐵磁(ci)(ci)性(xing)金(jin)(jin)(jin)屬鈷(gu)(gu)(gu)和(he)(he)鎳所制的(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)，例如FeNi和(he)(he)FeNi?都有(you)很高的(de)(de)磁(ci)(ci)導率。鐵一(yi)(yi)(yi)鈷(gu)(gu)(gu)一(yi)(yi)(yi)鎳系(xi)的(de)(de)永(yong)磁(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)和(he)(he)鐵氧體(ti)(ti)(ti)磁(ci)(ci)性(xing)材料屬于(yu)(yu)第(di)一(yi)(yi)(yi)代合(he)(he)成的(de)(de)永(yong)磁(ci)(ci)體(ti)(ti)(ti)。近(jin)20年來(lai)發(fa)(fa)展的(de)(de)第(di)二代永(yong)磁(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)是(shi)稀土鈷(gu)(gu)(gu)系(xi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)，如SmCo5和(he)(he)Sm2Co17等，近(jin)10年來(lai)則發(fa)(fa)展了(le)第(di)三(san)代永(yong)磁(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)Nd一(yi)(yi)(yi)Fe一(yi)(yi)(yi)B系(xi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)。近(jin)年又發(fa)(fa)展起來(lai)Sm一(yi)(yi)(yi)Fe一(yi)(yi)(yi)N系(xi)永(yong)磁(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)，是(shi)以(yi)Sm2Fe17為(wei)基(ji)(ji)質(zhi)進行滲(shen)氮而得到的(de)(de)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)綜合(he)(he)性(xing)能優越的(de)(de)永(yong)磁(ci)(ci)體(ti)(ti)(ti)，有(you)可能成為(wei)第(di)四代新型永(yong)磁(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)。

化學性質

同單質的反應

鐵(tie)能在(zai)(zai)高(gao)溫(wen)下(xia)吸收氫生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)固(gu)溶體。在(zai)(zai)溫(wen)度(du)(du)高(gao)于800℃時(shi)(shi)鐵(tie)能與(yu)少量(liang)氮反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)，但反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)速度(du)(du)很慢(man)，在(zai)(zai)溫(wen)度(du)(du)超過400℃時(shi)(shi)很容(rong)易與(yu)氨氣反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)，生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)Fe?N。這是鋼鐵(tie)表面(mian)氮化(hua)(hua)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)硬保(bao)護(hu)膜(mo)層的反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)原(yuan)理。鐵(tie)容(rong)易和(he)大多數非金屬在(zai)(zai)適當高(gao)溫(wen)下(xia)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)二元化(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)。鐵(tie)與(yu)氧(yang)的反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)決定(ding)于反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)條件，新還原(yuan)出來(lai)的微(wei)細鐵(tie)粉在(zai)(zai)空氣中室溫(wen)下(xia)就會自(zi)燃。塊狀鐵(tie)在(zai)(zai)溫(wen)度(du)(du)超過150℃時(shi)(shi)在(zai)(zai)干燥空氣中就開始氧(yang)化(hua)(hua)，在(zai)(zai)過量(liang)氧(yang)氣中生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)的主要(yao)產物(wu)是Fe?O?和(he)Fe?O?，高(gao)于575℃和(he)低氧(yang)空氣中則主要(yao)氧(yang)化(hua)(hua)產物(wu)為FeO。鐵(tie)與(yu)硫(liu)或磷反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)時(shi)(shi)放出大量(liang)熱，分別生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)FeS和(he)Fe?P。鹵素則可在(zai)(zai)較低溫(wen)度(du)(du)（-200℃）與(yu)鐵(tie)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)，氟、氯和(he)溴與(yu)鐵(tie)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)Fe（Ⅲ）化(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)FeX?，而碘(dian)則只(zhi)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)Fe（Ⅰ）化(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)FeI?。

同化合物的反應

以(yi)上電(dian)勢表明，單質(zhi)鐵(tie)(tie)(tie)在酸(suan)(suan)性(xing)溶(rong)液(ye)(ye)中是(shi)一種(zhong)還原劑，而在堿性(xing)溶(rong)液(ye)(ye)中則是(shi)一種(zhong)更強的(de)還原劑。依照(zhao)鐵(tie)(tie)(tie)的(de)電(dian)勢在電(dian)位序中的(de)位置(zhi)。可以(yi)從(cong)稀(xi)酸(suan)(suan)水溶(rong)液(ye)(ye)中置(zhi)換出氫(qing)(qing)氣，能從(cong)銅(tong)（Ⅱ）鹽(yan)溶(rong)液(ye)(ye)中置(zhi)換銅(tong)，本(ben)身則轉化(hua)(hua)成鐵(tie)(tie)(tie)（Ⅱ）鹽(yan)。當用(yong)普(pu)通鐵(tie)(tie)(tie)與稀(xi)硫酸(suan)(suan)或鹽(yan)酸(suan)(suan)反應時(shi)，放出的(de)氫(qing)(qing)氣有一種(zhong)極特別(bie)的(de)氣味，這(zhe)是(shi)由于(yu)氫(qing)(qing)氣中夾雜(za)了鐵(tie)(tie)(tie)中雜(za)質(zhi)元素（如碳、硫、磷、砷等）的(de)氫(qing)(qing)化(hua)(hua)物所致。氧(yang)(yang)化(hua)(hua)性(xing)酸(suan)(suan)，如硝酸(suan)(suan)、冷(leng)稀(xi)酸(suan)(suan)仍可與鐵(tie)(tie)(tie)生(sheng)成鐵(tie)(tie)(tie)（Ⅱ）鹽(yan)，但熱濃酸(suan)(suan)只能生(sheng)成鐵(tie)(tie)(tie)（Ⅲ）鹽(yan)。當鐵(tie)(tie)(tie)與濃硝酸(suan)(suan)短時(shi)間接觸后，便表現(xian)有抗御與硝酸(suan)(suan)進一步反應的(de)作用(yong)，稱(cheng)為(wei)表面鈍(dun)化(hua)(hua)，不(bu)再能溶(rong)于(yu)稀(xi)硝酸(suan)(suan)，也不(bu)再能從(cong)銅(tong)（Ⅱ）鹽(yan)溶(rong)液(ye)(ye)中置(zhi)換銅(tong)，但它能溶(rong)于(yu)還原性(xing)酸(suan)(suan)，如稀(xi)鹽(yan)酸(suan)(suan)中。這(zhe)種(zhong)鈍(dun)化(hua)(hua)作用(yong)是(shi)由于(yu)在鐵(tie)(tie)(tie)表面上生(sheng)成了一層氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物保(bao)護膜。用(yong)其它氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑，如鉻（Ⅵ）酸(suan)(suan)也可以(yi)使鐵(tie)(tie)(tie)表面鈍(dun)化(hua)(hua)。

鐵(tie)在高于500℃時可(ke)以(yi)快速地同(tong)水蒸氣反應(ying)放出氫氣，溫(wen)(wen)度低于570℃時生(sheng)成(cheng)的氧(yang)(yang)化物是Fe3O4，而高于此(ci)溫(wen)(wen)度時生(sheng)成(cheng)的氧(yang)(yang)化物是FeO。二氧(yang)(yang)化碳(tan)也可(ke)以(yi)同(tong)樣地與鐵(tie)反應(ying)生(sheng)成(cheng)這兩種氧(yang)(yang)化物（決定于溫(wen)(wen)度條件(jian)），同(tong)時二氧(yang)(yang)化碳(tan)被還原成(cheng)一(yi)氧(yang)(yang)化碳(tan)。鐵(tie)粉在100一(yi)200℃與200atm的一(yi)氧(yang)(yang)化碳(tan)反應(ying)生(sheng)成(cheng)揮發性的劇毒化合物五(wu)羰合鐵(tie)Fe（CO）5。

鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)銹(xiu)蝕(shi)(shi)是鐵(tie)(tie)(tie)與空(kong)氣(qi)(qi)(qi)和水(shui)(shui)發生(sheng)作用(yong)生(sheng)成水(shui)(shui)合氧化物(wu)的(de)(de)過(guo)程。這是一(yi)個特(te)殊的(de)(de)腐蝕(shi)(shi)問(wen)題，因為有(you)重(zhong)大的(de)(de)經濟重(zhong)要性而受到(dao)重(zhong)視。鐵(tie)(tie)(tie)在(zai)室溫下(xia)的(de)(de)銹(xiu)蝕(shi)(shi)現(xian)象與水(shui)(shui)、氧氣(qi)(qi)(qi)和一(yi)種電解質的(de)(de)存在(zai)是不可(ke)少的(de)(de)。二(er)氧化碳(tan)對(dui)鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)銹(xiu)蝕(shi)(shi)影響不大，高濃度的(de)(de)二(er)氧化碳(tan)氣(qi)(qi)(qi)氛其(qi)實對(dui)鐵(tie)(tie)(tie)還有(you)表(biao)面保(bao)護作用(yong)。鐵(tie)(tie)(tie)完全浸(jin)泡(pao)在(zai)表(biao)面上(shang)有(you)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)淡水(shui)(shui)或鹽水(shui)(shui)中(zhong)會(hui)發生(sheng)緩慢(man)的(de)(de)銹(xiu)蝕(shi)(shi)作用(yong)，但(dan)如果此鐵(tie)(tie)(tie)是部分(fen)浸(jin)沒的(de)(de)，在(zai)鐵(tie)(tie)(tie)一(yi)水(shui)(shui)交界面上(shang)的(de)(de)氧氣(qi)(qi)(qi)會(hui)迅(xun)速得到(dao)補充，便會(hui)發生(sheng)快速的(de)(de)銹(xiu)蝕(shi)(shi)。在(zai)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)，如果濕度達到(dao)50（水(shui)(shui)蒸氣(qi)(qi)(qi)分(fen)壓約為6mmHg），鐵(tie)(tie)(tie)件(jian)會(hui)開始發生(sheng)銹(xiu)蝕(shi)(shi)；如果濕度達到(dao)80%，則鐵(tie)(tie)(tie)件(jian)會(hui)發生(sheng)嚴重(zhong)的(de)(de)銹(xiu)蝕(shi)(shi)。

此時(shi)溶(rong)液中(zhong)的Fe2?和OH?在氧氣的作(zuo)用下(xia)便生(sheng)成了黃(huang)棕色(se)的水合氧化鐵(tie)（Ⅲ）沉淀物鐵(tie)銹。

大(da)氣(qi)(qi)銹(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速度(du)會(hui)因塵埃粒子(zi)和(he)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)硫的(de)存在(zai)(zai)而(er)大(da)大(da)被加速。在(zai)(zai)濱海地區，空氣(qi)(qi)塵埃中(zhong)含有(you)(you)鹽分，如果沒有(you)(you)其它促銹(xiu)因素的(de)話，銹(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速度(du)將(jiang)隨距(ju)海的(de)距(ju)離而(er)變，距(ju)海越(yue)遠銹(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速度(du)越(yue)慢。在(zai)(zai)城區和(he)工(gong)業區，空氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)硫將(jiang)是(shi)(shi)(shi)促銹(xiu)的(de)主要因素。在(zai)(zai)空氣(qi)(qi)和(he)水(shui)的(de)作用(yong)(yong)下，二(er)氧(yang)(yang)化(hua)硫轉化(hua)成硫酸(suan)，硫酸(suan)將(jiang)侵(qin)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)鐵制器(qi)件。當鐵或鋼的(de)表面上(shang)出(chu)現了(le)硫酸(suan)鐵（Ⅱ）之后，在(zai)(zai)潮濕空氣(qi)(qi)中(zhong)，即使不再有(you)(you)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)硫，銹(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)過程就繼續進(jin)行。防止鐵器(qi)銹(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)方法之一是(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)表面涂刷阻(zu)銹(xiu)劑，如氫氧(yang)(yang)化(hua)鈉(na)、磷(lin)(lin)(lin)(lin)酸(suan)鈉(na)或鉻酸(suan)鉀(jia)溶液。還(huan)有(you)(you)一種(zhong)“磷(lin)(lin)(lin)(lin)酸(suan)鹽化(hua)處(chu)理”，是(shi)(shi)(shi)將(jiang)鐵器(qi)浸置(zhi)在(zai)(zai)磷(lin)(lin)(lin)(lin)酸(suan)錳（Ⅱ）或磷(lin)(lin)(lin)(lin)酸(suan)鋅(xin)（Ⅱ）溶液中(zhong)，使鐵表面上(shang)生(sheng)成一層磷(lin)(lin)(lin)(lin)酸(suan)鐵（Ⅱ）蓋層。還(huan)有(you)(you)一種(zhong)防銹(xiu)辦法是(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)鐵表面上(shang)遮鍍(du)一層其它金屬，如鍍(du)鋅(xin)鐵（白鐵）、鍍(du)錫鐵（馬口鐵）等。涂刷紅鉛漆(qi)或油漆(qi)也(ye)是(shi)(shi)(shi)常用(yong)(yong)的(de)防銹(xiu)辦法。

制備方法

工業制備

純鐵可用氫(qing)還原(yuan)純氧(yang)化(hua)鐵或氫(qing)氧(yang)化(hua)鐵來(lai)制(zhi)備。例如將(jiang)氫(qing)氧(yang)化(hua)鐵在(zai)(zai)純氫(qing)氣流中加熱，并將(jiang)溫(wen)度(du)從400℃升高至700℃直到還原(yuan)過程完成。還原(yuan)鐵冷卻后吸收的氫(qing)量可以忽略不(bu)計，在(zai)(zai)低溫(wen)（360一530℃）下還原(yuan)氧(yang)化(hua)物所得純鐵是(shi)粉末狀固(gu)體，遇空氣會著火。

將五羰合鐵(tie)Fe（CO）5氣化并在(zai)250℃左右(you)使之分解可得到不含任何(he)雜質的(de)(de)微細粉末狀純鐵(tie)，將這種純鐵(tie)在(zai)高真空下煅燒可以除(chu)去殘留在(zai)鐵(tie)中的(de)(de)痕量(liang)碳和氧(yang)，以一氧(yang)化碳的(de)(de)形(xing)式被除(chu)去。

單質鐵(tie)的制備(bei)一(yi)般采用冶煉法。以赤鐵(tie)礦(kuang)(kuang)（Fe2O3）或(huo)磁鐵(tie)礦(kuang)(kuang)（Fe3O4）為原料(liao)，與焦炭(tan)和助溶劑在熔礦(kuang)(kuang)爐內反應(ying)，焦炭(tan)燃燒(shao)產生(sheng)(sheng)二(er)氧化(hua)碳(tan)（CO2），二(er)氧化(hua)碳(tan)與過量的焦炭(tan)接觸就生(sheng)(sheng)成(cheng)一(yi)氧化(hua)碳(tan)（CO），一(yi)氧化(hua)碳(tan)和礦(kuang)(kuang)石(shi)內的氧化(hua)鐵(tie)作用就生(sheng)(sheng)成(cheng)金屬鐵(tie)。加入CaCO3在高(gao)溫下生(sheng)(sheng)成(cheng)CaO除去鐵(tie)礦(kuang)(kuang)石(shi)中(zhong)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(shi)驗(yan)室通常(chang)用一氧(yang)化(hua)碳還(huan)原氧(yang)化(hua)鐵(tie)制備少(shao)量(liang)單(dan)質鐵(tie)。

應用領域

工業用途

鐵用于(yu)(yu)農藥、粉末(mo)冶金(jin)(jin)、熱(re)氫(qing)發生器、凝膠推進劑、燃燒(shao)活性劑、催化劑、水清潔吸附劑、燒(shao)結活性劑、粉末(mo)冶金(jin)(jin)制(zhi)(zhi)品、各種(zhong)機械零部(bu)件制(zhi)(zhi)品、硬質(zhi)合(he)金(jin)(jin)材料(liao)制(zhi)(zhi)品等。純鐵用于(yu)(yu)制(zhi)(zhi)發電機和電動機的鐵芯，還(huan)原鐵粉用于(yu)(yu)粉末(mo)冶金(jin)(jin)，鋼鐵用于(yu)(yu)制(zhi)(zhi)造機器和工(gong)具。此外，鐵及(ji)其化合(he)物(wu)還(huan)用于(yu)(yu)制(zhi)(zhi)磁鐵、藥物(wu)、墨水、顏料(liao)、磨料(liao)等。

鐵(tie)(tie)的(de)最(zui)重要用途是(shi)冶煉鋼和合(he)(he)金(jin)(jin)，少部分(fen)的(de)鐵(tie)(tie)以鑄鐵(tie)(tie)和生鐵(tie)(tie)的(de)形式應用。鐵(tie)(tie)是(shi)特種(zhong)合(he)(he)金(jin)(jin)鋼的(de)重要組成部分(fen)，特種(zhong)合(he)(he)金(jin)(jin)鋼材料的(de)鐵(tie)(tie)含量有時低于50%，其它組成物有鉻(ge)、鎳、鈷等。在某些鎳基合(he)(he)金(jin)(jin)和鈷基合(he)(he)金(jin)(jin)中鐵(tie)(tie)僅(jin)為低含量組成物，有時低于10%。

醫療用途

鐵(tie)有(you)一些少數化(hua)合物(wu)可作為(wei)人的內(nei)服藥物(wu)，例(li)如硫(liu)酸(suan)亞鐵(tie)曾用為(wei)兒(er)童缺鐵(tie)性貧血的治療(liao)藥劑，但也有(you)報道說有(you)兒(er)童誤(wu)服大量硫(liu)酸(suan)亞鐵(tie)而導致死亡的事例(li)。誤(wu)服有(you)毒(du)鐵(tie)化(hua)合物(wu)的治療(liao)一般(ban)為(wei)內(nei)服碳酸(suan)氫(qing)鈉(na)（小(xiao)蘇打）水溶(rong)液(ye)和致嘔吐藥劑。

分布情況

鐵(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)(shi)地(di)殼(ke)中第四(si)個(ge)豐度最大的(de)(de)元素，人(ren)們(men)認(ren)為(wei)地(di)球的(de)(de)核心主(zhu)要(yao)是(shi)(shi)(shi)由鐵(tie)(tie)(tie)構(gou)成的(de)(de)。在地(di)殼(ke)中存(cun)在的(de)(de)單質鐵(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)(shi)極為(wei)少見的(de)(de)，但廣泛以化(hua)合(he)態出(chu)現，許多(duo)(duo)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)由于含(han)有(you)(you)鐵(tie)(tie)(tie)化(hua)合(he)物(wu)(wu)(wu)而呈現特(te)有(you)(you)的(de)(de)顏色(se)(se)。鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)最重(zhong)要(yao)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)是(shi)(shi)(shi)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)(wu)和(he)碳(tan)酸(suan)鹽。鐵(tie)(tie)(tie)含(han)量最高(gao)的(de)(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)是(shi)(shi)(shi)磁鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)（Fe3O4），磁鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)是(shi)(shi)(shi)一種(zhong)黑色(se)(se)有(you)(you)鐵(tie)(tie)(tie)磁性的(de)(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)，磁鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)一個(ge)變種(zhong)稱為(wei)“羅底石(shi)”（Lodestone）。赤鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)（Fe2O3）為(wei)紅棕色(se)(se)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)，含(han)鐵(tie)(tie)(tie)量最高(gao)可達70%。褐鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)是(shi)(shi)(shi)氧(yang)化(hua)鐵(tie)(tie)(tie)（Ⅲ）礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)一個(ge)變種(zhong)，褐鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)含(han)有(you)(you)可變量的(de)(de)水，但其近似(si)組成往往是(shi)(shi)(shi)2Fe2O3?3H2O。碳(tan)酸(suan)鐵(tie)(tie)(tie)FeCO3。出(chu)現為(wei)菱(ling)鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)，碳(tan)酸(suan)鹽礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)往往與黏土和(he)煤共生(sheng)，稱為(wei)鐵(tie)(tie)(tie)石(shi)。黃(huang)鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)（FeS2）是(shi)(shi)(shi)一種(zhong)常(chang)見的(de)(de)脈石(shi)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)，但黃(huang)鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)不直接用為(wei)鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)，因為(wei)黃(huang)鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)有(you)(you)很高(gao)含(han)量的(de)(de)硫而被看成是(shi)(shi)(shi)一種(zhong)重(zhong)要(yao)的(de)(de)非(fei)金(jin)屬(shu)化(hua)工原(yuan)料(liao)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。在自然界中還存(cun)在有(you)(you)多(duo)(duo)種(zhong)多(duo)(duo)樣(yang)的(de)(de)硅酸(suan)鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。

安全措施

環境危害

（1）侵占土地城市生活垃圾如不能得到及時處理和處置，將會占用農田，破壞農業生產，以(yi)及地貌(mao)、植被、自然(ran)景(jing)觀等。

（2）廢鐵的堆積(ji)，產(chan)生銹味，嚴重影(ying)響了空氣(qi)質(zhi)量(liang)。

健康危害

鐵(tie)本(ben)身不具有毒性，但當攝入過(guo)量或誤(wu)服(fu)過(guo)量的鐵(tie)制劑時也可能導致鐵(tie)中毒。

短(duan)期暴(bao)露(lu)：吸入鐵粉或氧化鐵煙粉塵刺激呼吸道，引(yin)起咽喉發炎(yan)、咳(ke)嗽、呼吸短(duan)促(cu)、乏力、疲勞、寒戰(zhan)、出汗、肌肉和(he)關節疼痛；皮膚接觸熱金屬會灼(zhuo)(zhuo)傷，眼睛接觸粉塵可導致發炎(yan)和(he)灼(zhuo)(zhuo)傷；食入可導致昏睡(shui)、呆滯、心跳和(he)呼吸加速、休克、吐血、腹瀉(xie)；

長期暴露：吸入過量會導致肺(fei)(fei)、脾、淋巴系統產生(sheng)鐵(tie)積(ji)沉；吸入粉塵導致肺(fei)(fei)部產生(sheng)色斑。

毒理資料

鐵及其氧化物的蒸(zheng)汽和煙氣會對人產(chan)生一種非致(zhi)命性(xing)的刺(ci)激與病痛，稱為金屬煙熱癥。但(dan)鐵的化合物羰基(ji)鐵Fe（CO）5卻(que)是極毒的，羰基(ji)鐵遇熱或在陽(yang)光照(zhao)射下分解產(chan)生一氧化碳(tan)。

生理作用

鐵(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)(shi)動物身體(ti)(ti)(ti)(ti)組織和血(xue)(xue)液(ye)的(de)極重(zhong)要的(de)組成(cheng)物。鐵(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)(shi)人(ren)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)必(bi)需(xu)的(de)痕(hen)量(liang)元素中(zhong)含量(liang)最高的(de)一個，約占人(ren)體(ti)(ti)(ti)(ti)總重(zhong)量(liang)的(de)0.006%。鐵(tie)(tie)(tie)在(zai)人(ren)體(ti)(ti)(ti)(ti)內主要分(fen)布(bu)于血(xue)(xue)紅細胞中(zhong)，約占人(ren)體(ti)(ti)(ti)(ti)總鐵(tie)(tie)(tie)量(liang)的(de)60%一70%。在(zai)鐵(tie)(tie)(tie)蛋白(bai)和肌(ji)紅蛋白(bai)中(zhong)，鐵(tie)(tie)(tie)則分(fen)別約占人(ren)體(ti)(ti)(ti)(ti)總鐵(tie)(tie)(tie)量(liang)的(de)7%—15%和3%—5%。鐵(tie)(tie)(tie)不僅是(shi)(shi)(shi)人(ren)體(ti)(ti)(ti)(ti)血(xue)(xue)液(ye)中(zhong)交換與(yu)輸送氧(yang)(yang)氣所(suo)必(bi)需(xu)的(de)，而(er)且又是(shi)(shi)(shi)某些酶（如(ru)過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(qing)酶、過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物酶、苯丙氨酸羥化(hua)(hua)酶等）和許多氧(yang)(yang)化(hua)(hua)還原體(ti)(ti)(ti)(ti)系所(suo)不可缺少(shao)的(de)元素，在(zai)生物催化(hua)(hua)、在(zai)呼吸鏈(lian)上傳遞電(dian)子等方面(mian)都起著重(zhong)要的(de)作用。

血(xue)(xue)紅(hong)蛋白是由一(yi)種(zhong)稱(cheng)為珠(zhu)朊的(de)(de)(de)(de)蛋白和含(han)鐵的(de)(de)(de)(de)亞(ya)鐵血(xue)(xue)紅(hong)素結(jie)(jie)合(he)在一(yi)起組(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)，亞(ya)鐵血(xue)(xue)紅(hong)素是卟啉(lin)的(de)(de)(de)(de)鐵（Ⅱ）絡(luo)合(he)物，在其(qi)中鐵（Ⅱ）原(yuan)子的(de)(de)(de)(de)配位數(shu)為6。鐵（Ⅱ）與(yu)卟啉(lin)平面上(shang)的(de)(de)(de)(de)四個吡咯環氮(dan)原(yuan)子相聯結(jie)(jie)，并與(yu)珠(zhu)朊上(shang)組(zu)氨(an)酸的(de)(de)(de)(de)咪唑氮(dan)在垂(chui)直于(yu)卟啉(lin)平面的(de)(de)(de)(de)方向上(shang)聯結(jie)(jie)，第(di)六個位置則可(ke)(ke)能被一(yi)個水分子所占據。這(zhe)個結(jie)(jie)構允許在此第(di)六個配位位置上(shang)可(ke)(ke)逆地吸(xi)(xi)放(fang)分子氧(yang)，使紅(hong)血(xue)(xue)球得以把氧(yang)分子輸載到身體的(de)(de)(de)(de)各部分，這(zhe)是動物呼吸(xi)(xi)作用(yong)的(de)(de)(de)(de)機理。血(xue)(xue)紅(hong)蛋白對一(yi)氧(yang)化碳(tan)的(de)(de)(de)(de)親合(he)作用(yong)大于(yu)對氧(yang)分子的(de)(de)(de)(de)親合(he)作用(yong)，生成(cheng)碳(tan)氧(yang)血(xue)(xue)紅(hong)蛋白的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)是不可(ke)(ke)逆的(de)(de)(de)(de)，這(zhe)就導致(zhi)了一(yi)氧(yang)化碳(tan)的(de)(de)(de)(de)劇毒(du)性(xing)。

儲存運輸

儲存方法

放入緊(jin)封的儲藏器內(nei)，儲存于陰涼、干燥的庫房。

運輸方法

一(yi)般是鐵水運輸(shu)方式。

1.魚(yu)(yu)雷罐標準鐵(tie)路運(yun)輸方式(shi)魚(yu)(yu)雷罐具有容量大、保(bao)溫性能好、重心低、安全性高等特點，可作為鐵(tie)鋼(gang)界面(mian)間的(de)緩(huan)(huan)沖環(huan)節，對(dui)煉(lian)鐵(tie)和煉(lian)鋼(gang)起著銜接、匹配、協調、緩(huan)(huan)沖的(de)作用，在大型鋼(gang)鐵(tie)企業(ye)中得到廣泛應用。

2.鐵(tie)水(shui)罐(guan)運輸方式該(gai)方式采用(yong)鐵(tie)水(shui)罐(guan)作為鐵(tie)水(shui)從高爐(lu)到煉(lian)鋼的運輸和儲存(cun)容(rong)器，從高爐(lu)出鐵(tie)場受(shou)鐵(tie)開始至(zhi)煉(lian)鋼鐵(tie)水(shui)兌(dui)入轉爐(lu)終(zhong)止，全過程(cheng)采用(yong)一個鐵(tie)水(shui)罐(guan)，減少了魚雷罐(guan)運輸流程(cheng)中的鐵(tie)水(shui)倒罐(guan)環節。