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鐵（Ferrum）是一種金(jin)屬元(yuan)素，原子序(xu)數為(wei)26，位于周期表第四周期，第VIII族。

純鐵(tie)是銀白色(se)有光澤的(de)金屬，密度7.86g/cm3，熔點1539℃。鐵(tie)除了(le)有導電性(xing)、導熱性(xing)、延展性(xing)外，還能被磁鐵(tie)吸(xi)引，具有鐵(tie)磁性(xing)。

鐵(tie)(tie)(tie)的重要(yao)化合(he)物(wu)有三(san)氧化二(er)(er)鐵(tie)(tie)(tie)、四氧化三(san)鐵(tie)(tie)(tie)、氯化鐵(tie)(tie)(tie)及鐵(tie)(tie)(tie)的配合(he)物(wu)等。自然界中主要(yao)礦(kuang)物(wu)是(shi)(shi)(shi)赤(chi)鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)（主要(yao)是(shi)(shi)(shi)三(san)氧化二(er)(er)鐵(tie)(tie)(tie)），磁鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)（主要(yao)是(shi)(shi)(shi)四氧化三(san)鐵(tie)(tie)(tie)）和(he)(he)菱鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)（主要(yao)是(shi)(shi)(shi)碳酸亞鐵(tie)(tie)(tie)）等。工業上(shang)用(yong)鐵(tie)(tie)(tie)礦(kuang)、焦炭和(he)(he)石灰石混合(he)在高爐中冶煉而得，根據含碳量不(bu)同可分為生鐵(tie)(tie)(tie)、熟(shu)鐵(tie)(tie)(tie)和(he)(he)鋼。

研究簡史

古代(dai)(dai)(dai)社(she)會(hui)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)器時(shi)代(dai)(dai)(dai)大(da)約起始(shi)于前(qian)2000年(nian)，但最(zui)早發現和使(shi)用的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)來(lai)自外(wai)空的(de)(de)(de)(de)隕(yun)(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)。隕(yun)(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)和鎳、鈷等金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)混合物、含鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)量較高。在(zai)埃(ai)及(ji)(ji)、西南(nan)亞等地一些文明古國(guo)所發現的(de)(de)(de)(de)最(zui)早的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)器，都是(shi)(shi)由隕(yun)(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)加(jia)工而成的(de)(de)(de)(de)。1972年(nian)中國(guo)河北省藁城縣臺西村出土(tu)了(le)一把商(shang)代(dai)(dai)(dai)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)刃(ren)青銅鉞，制造年(nian)代(dai)(dai)(dai)約在(zai)前(qian)14世(shi)紀。在(zai)青銅鉞上嵌(qian)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)刃(ren)，是(shi)(shi)將隕(yun)(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)經(jing)加(jia)熱鍛打后，和鉞體嵌(qian)鍛在(zai)一起的(de)(de)(de)(de)。中國(guo)還(huan)曾出土(tu)過(guo)類(lei)(lei)似的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)刃(ren)銅鉞和鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)援銅戈各(ge)一件，年(nian)代(dai)(dai)(dai)相當于商(shang)末周(zhou)初，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)部分也是(shi)(shi)由隕(yun)(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)加(jia)工成的(de)(de)(de)(de)。古埃(ai)及(ji)(ji)人把鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)叫做“天(tian)石(shi)(shi)”，可見人類(lei)(lei)最(zui)早認識(shi)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)從隕(yun)(yun)(yun)石(shi)(shi)開(kai)始(shi)的(de)(de)(de)(de)。天(tian)外(wai)來(lai)的(de)(de)(de)(de)隕(yun)(yun)(yun)石(shi)(shi)數量很少，因此用隕(yun)(yun)(yun)石(shi)(shi)制作的(de)(de)(de)(de)器具當然稀少而珍貴，同(tong)時(shi)還(huan)帶有(you)神秘的(de)(de)(de)(de)色彩。用隕(yun)(yun)(yun)石(shi)(shi)作工具是(shi)(shi)很少的(de)(de)(de)(de)，所以對生產(chan)進(jin)步沒有(you)什么明顯影響，但通(tong)過(guo)隕(yun)(yun)(yun)石(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)利用，畢(bi)竟使(shi)人類(lei)(lei)最(zui)早接觸并(bing)認識(shi)到鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)。

冶鐵(tie)(tie)(tie)技(ji)術發(fa)明于(yu)原始社(she)會(hui)(hui)(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)末期。冶鐵(tie)(tie)(tie)技(ji)術的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)明，代表(biao)冶金史的(de)(de)(de)(de)(de)一個新階(jie)段(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)始。居住在亞美(mei)尼亞山(shan)地的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)茲溫達部(bu)落在前(qian)2000年(nian)時(shi)，就(jiu)(jiu)發(fa)明了一種煉鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)(de)有效(xiao)方法，后(hou)來逐步傳開(kai)了。小亞細亞的(de)(de)(de)(de)(de)赫梯人(ren)在前(qian)1400年(nian)左(zuo)右也已掌握了冶鐵(tie)(tie)(tie)技(ji)術；兩河流(liu)域北部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)亞述人(ren)，在前(qian)1300年(nian)已進(jin)(jin)(jin)入(ru)鐵(tie)(tie)(tie)器時(shi)代。鐵(tie)(tie)(tie)制(zhi)工(gong)具(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)量出(chu)現(xian)，社(she)會(hui)(hui)(hui)生(sheng)產(chan)(chan)力顯著提高(gao)，從(cong)而(er)對社(she)會(hui)(hui)(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展產(chan)(chan)生(sheng)巨大(da)影響。有些民族因(yin)(yin)此(ci)而(er)迅(xun)速地由(you)(you)原始公(gong)社(she)制(zhi)過(guo)渡(du)到(dao)奴(nu)隸社(she)會(hui)(hui)(hui)。古(gu)(gu)希(xi)臘和古(gu)(gu)羅馬的(de)(de)(de)(de)(de)奴(nu)隸社(she)會(hui)(hui)(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)，就(jiu)(jiu)是由(you)(you)于(yu)鐵(tie)(tie)(tie)制(zhi)工(gong)具(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)廣泛使用，促使生(sheng)產(chan)(chan)力大(da)大(da)提高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)結果。在古(gu)(gu)代中國(guo)、埃(ai)及等文明古(gu)(gu)國(guo)，則因(yin)(yin)有適(shi)合農(nong)業(ye)耕(geng)作的(de)(de)(de)(de)(de)沖積平(ping)原，有便(bian)(bian)利的(de)(de)(de)(de)(de)灌溉(gai)系統，所以在擁有青(qing)銅工(gong)具(ju)(ju)后(hou)，便(bian)(bian)已進(jin)(jin)(jin)入(ru)奴(nu)隸社(she)會(hui)(hui)(hui)，而(er)一旦(dan)鐵(tie)(tie)(tie)制(zhi)工(gong)具(ju)(ju)逐步取代了青(qing)銅工(gong)具(ju)(ju)，生(sheng)產(chan)(chan)力獲得飛速發(fa)展，生(sheng)產(chan)(chan)關系進(jin)(jin)(jin)一步發(fa)生(sheng)變化，社(she)會(hui)(hui)(hui)便(bian)(bian)又前(qian)進(jin)(jin)(jin)一步向封建(jian)制(zhi)度(du)過(guo)渡(du)。

冶(ye)(ye)鐵(tie)(tie)技(ji)術和(he)青銅(tong)(tong)(tong)冶(ye)(ye)煉技(ji)術一樣，首先是(shi)(shi)由(you)于社會(hui)生產(chan)發(fa)(fa)展的需要(yao)。青銅(tong)(tong)(tong)工具在生產(chan)中(zhong)的作用(yong)誘使人們(men)去(qu)尋找更(geng)多的金屬資(zi)源，但因銅(tong)(tong)(tong)礦分布不廣，錫、鉛礦更(geng)是(shi)(shi)稀少，人們(men)很(hen)自(zi)然地要(yao)去(qu)尋找新的金屬。另外，在當時已(yi)(yi)具備(bei)了冶(ye)(ye)鐵(tie)(tie)的物質和(he)技(ji)術條件(jian)，特別是(shi)(shi)許多民族(zu)已(yi)(yi)有冶(ye)(ye)煉青銅(tong)(tong)(tong)的經驗(yan)，發(fa)(fa)明冶(ye)(ye)鐵(tie)(tie)技(ji)術是(shi)(shi)很(hen)自(zi)然的。

早期的(de)(de)冶(ye)(ye)(ye)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)技術(shu)(shu)，大多采用(yong)(yong)“固體(ti)還原(yuan)法”，即冶(ye)(ye)(ye)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)時，將(jiang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦石和木炭一層夾一層地碼放在爐窯(yao)中，點火焙(bei)燒，在650—1000℃溫(wen)度(du)下(xia)，利用(yong)(yong)碳的(de)(de)不完全燃燒，產生一氧(yang)化碳，使(shi)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦中的(de)(de)氧(yang)化鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)被還原(yuan)成鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)。但(dan)由(you)于溫(wen)度(du)不夠(gou)高，還原(yuan)出(chu)來的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)以塊狀(zhuang)沉到爐底，人(ren)們只(zhi)能待(dai)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)煉成爐窯(yao)冷卻(que)后將(jiang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)塊取出(chu)。這種鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)實際上(shang)是海綿(mian)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)，表(biao)面粗糙(cao)，夾雜渣(zha)滓，不具有明顯金屬特征(zheng)，有的(de)(de)其堅韌性(xing)還不如青(qing)銅。因此(ci)。中國古代人(ren)稱這種鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)為“惡金”。這就(jiu)造成一種情況，盡(jin)管冶(ye)(ye)(ye)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)技術(shu)(shu)的(de)(de)發(fa)明雖(sui)比青(qing)銅技術(shu)(shu)只(zhi)稍(shao)晚一些，但(dan)在有發(fa)達的(de)(de)青(qing)銅冶(ye)(ye)(ye)煉業的(de)(de)民族(zu)那里，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)器的(de)(de)廣泛(fan)使(shi)用(yong)(yong)卻(que)常較(jiao)使(shi)用(yong)(yong)青(qing)銅器推遲了很多年。

在人(ren)們(men)經過一(yi)段實踐摸索的認識過程后，終(zhong)于發(fa)現(xian)，將煉出(chu)的鐵(tie)塊反復(fu)加熱和壓(ya)延錘打，才(cai)能使鐵(tie)柔韌不脆。人(ren)們(men)還發(fa)現(xian)將赤熱的鍛(duan)鐵(tie)猛淬(cui)入(ru)冷水，會變成堅(jian)韌的好鐵(tie)。這(zhe)種(zhong)好鐵(tie)的性能遠(yuan)遠(yuan)超(chao)越于青銅之上。當人(ren)們(men)能廣泛用這(zhe)種(zhong)鍛(duan)鐵(tie)制(zhi)造工(gong)具(ju)(ju)時，青銅工(gong)具(ju)(ju)才(cai)逐(zhu)漸被(bei)鐵(tie)器取代。

理化性質

物理性質

鐵(tie)是一(yi)(yi)(yi)種銀(yin)白色頗軟的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬，有良好(hao)的(de)(de)(de)(de)延展(zhan)性(xing)(xing)，鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)質會因摻雜了痕(hen)量的(de)(de)(de)(de)其(qi)它(ta)元素而發生變化。鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)在極大程度(du)上決定于所(suo)含的(de)(de)(de)(de)雜質，并(bing)且會因退(tui)火的(de)(de)(de)(de)程度(du)而變。鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)純度(du)越高磁(ci)(ci)(ci)導(dao)率越大，且降低了鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)滯后損失。以(yi)鐵(tie)和(he)鈷(gu)(gu)為基體的(de)(de)(de)(de)鋼或(huo)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)用于制造永(yong)磁(ci)(ci)(ci)體，常用鐵(tie)與其(qi)它(ta)鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)金(jin)(jin)(jin)屬鈷(gu)(gu)和(he)鎳(nie)所(suo)制的(de)(de)(de)(de)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)，例如FeNi和(he)FeNi?都有很高的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)導(dao)率。鐵(tie)一(yi)(yi)(yi)鈷(gu)(gu)一(yi)(yi)(yi)鎳(nie)系(xi)的(de)(de)(de)(de)永(yong)磁(ci)(ci)(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)和(he)鐵(tie)氧體磁(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)材料屬于第(di)一(yi)(yi)(yi)代(dai)(dai)(dai)合(he)(he)(he)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)永(yong)磁(ci)(ci)(ci)體。近20年來(lai)發展(zhan)的(de)(de)(de)(de)第(di)二(er)代(dai)(dai)(dai)永(yong)磁(ci)(ci)(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)是稀土鈷(gu)(gu)系(xi)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)，如SmCo5和(he)Sm2Co17等，近10年來(lai)則(ze)發展(zhan)了第(di)三代(dai)(dai)(dai)永(yong)磁(ci)(ci)(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)Nd一(yi)(yi)(yi)Fe一(yi)(yi)(yi)B系(xi)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)。近年又發展(zhan)起來(lai)Sm一(yi)(yi)(yi)Fe一(yi)(yi)(yi)N系(xi)永(yong)磁(ci)(ci)(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)，是以(yi)Sm2Fe17為基質進行滲氮而得到(dao)的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)種綜(zong)合(he)(he)(he)性(xing)(xing)能優越的(de)(de)(de)(de)永(yong)磁(ci)(ci)(ci)體，有可能成(cheng)為第(di)四代(dai)(dai)(dai)新型永(yong)磁(ci)(ci)(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)。

化學性質

同單質的反應

鐵(tie)(tie)(tie)能在(zai)高溫(wen)下(xia)吸(xi)收氫生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)固溶體。在(zai)溫(wen)度(du)(du)高于800℃時(shi)(shi)鐵(tie)(tie)(tie)能與(yu)(yu)(yu)少量氮反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)，但反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)速度(du)(du)很慢，在(zai)溫(wen)度(du)(du)超過(guo)400℃時(shi)(shi)很容(rong)易與(yu)(yu)(yu)氨氣(qi)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)，生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)Fe?N。這(zhe)是鋼鐵(tie)(tie)(tie)表面(mian)氮化生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)硬(ying)保護膜層的反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)原(yuan)(yuan)理。鐵(tie)(tie)(tie)容(rong)易和大(da)多數(shu)非金屬在(zai)適當(dang)高溫(wen)下(xia)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)二元化合(he)物。鐵(tie)(tie)(tie)與(yu)(yu)(yu)氧的反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)決定于反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)條件(jian)，新還原(yuan)(yuan)出(chu)來的微細鐵(tie)(tie)(tie)粉在(zai)空氣(qi)中(zhong)室溫(wen)下(xia)就會(hui)自燃。塊狀鐵(tie)(tie)(tie)在(zai)溫(wen)度(du)(du)超過(guo)150℃時(shi)(shi)在(zai)干(gan)燥空氣(qi)中(zhong)就開始氧化，在(zai)過(guo)量氧氣(qi)中(zhong)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)的主(zhu)要產物是Fe?O?和Fe?O?，高于575℃和低(di)氧空氣(qi)中(zhong)則主(zhu)要氧化產物為FeO。鐵(tie)(tie)(tie)與(yu)(yu)(yu)硫或磷反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)時(shi)(shi)放出(chu)大(da)量熱，分別生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)FeS和Fe?P。鹵素則可在(zai)較低(di)溫(wen)度(du)(du)（-200℃）與(yu)(yu)(yu)鐵(tie)(tie)(tie)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)，氟(fu)、氯和溴與(yu)(yu)(yu)鐵(tie)(tie)(tie)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)Fe（Ⅲ）化合(he)物FeX?，而碘則只生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)Fe（Ⅰ）化合(he)物FeI?。

同化合物的反應

以(yi)上電(dian)勢表明(ming)，單(dan)質(zhi)鐵(tie)(tie)在(zai)(zai)酸性(xing)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)是(shi)一(yi)(yi)種(zhong)還(huan)(huan)原(yuan)劑，而在(zai)(zai)堿性(xing)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)則是(shi)一(yi)(yi)種(zhong)更強的(de)還(huan)(huan)原(yuan)劑。依照鐵(tie)(tie)的(de)電(dian)勢在(zai)(zai)電(dian)位(wei)序中(zhong)的(de)位(wei)置(zhi)。可以(yi)從稀(xi)酸水溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)置(zhi)換(huan)出(chu)(chu)氫氣(qi)，能(neng)(neng)從銅(tong)（Ⅱ）鹽(yan)(yan)(yan)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)置(zhi)換(huan)銅(tong)，本身則轉化(hua)(hua)成鐵(tie)(tie)（Ⅱ）鹽(yan)(yan)(yan)。當(dang)用普通鐵(tie)(tie)與(yu)稀(xi)硫酸或鹽(yan)(yan)(yan)酸反(fan)(fan)應時，放出(chu)(chu)的(de)氫氣(qi)有一(yi)(yi)種(zhong)極(ji)特(te)別(bie)的(de)氣(qi)味，這是(shi)由于氫氣(qi)中(zhong)夾雜了鐵(tie)(tie)中(zhong)雜質(zhi)元素(su)（如(ru)碳、硫、磷、砷等）的(de)氫化(hua)(hua)物所致。氧化(hua)(hua)性(xing)酸，如(ru)硝(xiao)(xiao)酸、冷稀(xi)酸仍可與(yu)鐵(tie)(tie)生(sheng)成鐵(tie)(tie)（Ⅱ）鹽(yan)(yan)(yan)，但熱濃酸只能(neng)(neng)生(sheng)成鐵(tie)(tie)（Ⅲ）鹽(yan)(yan)(yan)。當(dang)鐵(tie)(tie)與(yu)濃硝(xiao)(xiao)酸短時間接觸(chu)后，便(bian)表現有抗御與(yu)硝(xiao)(xiao)酸進(jin)一(yi)(yi)步反(fan)(fan)應的(de)作(zuo)用，稱為表面鈍化(hua)(hua)，不(bu)再(zai)(zai)能(neng)(neng)溶(rong)(rong)于稀(xi)硝(xiao)(xiao)酸，也不(bu)再(zai)(zai)能(neng)(neng)從銅(tong)（Ⅱ）鹽(yan)(yan)(yan)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)置(zhi)換(huan)銅(tong)，但它(ta)能(neng)(neng)溶(rong)(rong)于還(huan)(huan)原(yuan)性(xing)酸，如(ru)稀(xi)鹽(yan)(yan)(yan)酸中(zhong)。這種(zhong)鈍化(hua)(hua)作(zuo)用是(shi)由于在(zai)(zai)鐵(tie)(tie)表面上生(sheng)成了一(yi)(yi)層氧化(hua)(hua)物保護膜。用其它(ta)氧化(hua)(hua)劑，如(ru)鉻（Ⅵ）酸也可以(yi)使鐵(tie)(tie)表面鈍化(hua)(hua)。

鐵(tie)在(zai)(zai)高于(yu)(yu)(yu)500℃時(shi)可以(yi)快速(su)地同(tong)水(shui)蒸氣反(fan)應放出氫(qing)氣，溫度低(di)于(yu)(yu)(yu)570℃時(shi)生成(cheng)(cheng)的氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)是(shi)Fe3O4，而高于(yu)(yu)(yu)此溫度時(shi)生成(cheng)(cheng)的氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)是(shi)FeO。二(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳也可以(yi)同(tong)樣地與鐵(tie)反(fan)應生成(cheng)(cheng)這兩(liang)種氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)（決定(ding)于(yu)(yu)(yu)溫度條件），同(tong)時(shi)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳被還原成(cheng)(cheng)一氧(yang)(yang)化(hua)碳。鐵(tie)粉在(zai)(zai)100一200℃與200atm的一氧(yang)(yang)化(hua)碳反(fan)應生成(cheng)(cheng)揮發性(xing)的劇毒(du)化(hua)合物(wu)五羰合鐵(tie)Fe（CO）5。

鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)是(shi)鐵(tie)(tie)與(yu)空(kong)氣(qi)(qi)和水發(fa)生作(zuo)用(yong)生成水合(he)氧(yang)(yang)化物的(de)(de)(de)(de)過程。這(zhe)是(shi)一(yi)個特殊(shu)的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)問題(ti)，因為有(you)(you)重大(da)的(de)(de)(de)(de)經濟重要性而受(shou)到(dao)重視。鐵(tie)(tie)在室溫下的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)現(xian)象與(yu)水、氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)和一(yi)種電解質的(de)(de)(de)(de)存在是(shi)不(bu)可少的(de)(de)(de)(de)。二氧(yang)(yang)化碳對(dui)鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)影(ying)響不(bu)大(da)，高(gao)濃度的(de)(de)(de)(de)二氧(yang)(yang)化碳氣(qi)(qi)氛其實(shi)對(dui)鐵(tie)(tie)還有(you)(you)表面(mian)保護作(zuo)用(yong)。鐵(tie)(tie)完(wan)全浸泡(pao)在表面(mian)上有(you)(you)空(kong)氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)淡水或鹽水中會(hui)發(fa)生緩慢的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)作(zuo)用(yong)，但如(ru)果(guo)(guo)此(ci)鐵(tie)(tie)是(shi)部分(fen)浸沒(mei)的(de)(de)(de)(de)，在鐵(tie)(tie)一(yi)水交界面(mian)上的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)會(hui)迅速(su)得到(dao)補充，便會(hui)發(fa)生快速(su)的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)。在空(kong)氣(qi)(qi)中，如(ru)果(guo)(guo)濕度達(da)到(dao)50（水蒸氣(qi)(qi)分(fen)壓約為6mmHg），鐵(tie)(tie)件會(hui)開(kai)始發(fa)生銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)；如(ru)果(guo)(guo)濕度達(da)到(dao)80%，則鐵(tie)(tie)件會(hui)發(fa)生嚴重的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)。

此時(shi)溶(rong)液(ye)中的Fe2?和OH?在氧(yang)氣的作用(yong)下便生成(cheng)了黃棕色的水(shui)合氧(yang)化鐵（Ⅲ）沉淀物鐵銹。

大氣(qi)(qi)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕速(su)(su)度(du)會(hui)因塵(chen)埃粒子和二(er)氧化(hua)(hua)硫的(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)而大大被加(jia)速(su)(su)。在(zai)(zai)(zai)(zai)濱海(hai)地區，空氣(qi)(qi)塵(chen)埃中含有鹽分，如果沒有其它促銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)因素(su)的(de)(de)話，銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕速(su)(su)度(du)將隨距海(hai)的(de)(de)距離而變，距海(hai)越遠銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕速(su)(su)度(du)越慢。在(zai)(zai)(zai)(zai)城區和工業(ye)區，空氣(qi)(qi)中的(de)(de)二(er)氧化(hua)(hua)硫將是(shi)促銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)的(de)(de)主(zhu)要因素(su)。在(zai)(zai)(zai)(zai)空氣(qi)(qi)和水的(de)(de)作用下，二(er)氧化(hua)(hua)硫轉(zhuan)化(hua)(hua)成(cheng)硫酸(suan)，硫酸(suan)將侵蝕鐵(tie)(tie)(tie)(tie)制器(qi)(qi)件。當(dang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)或(huo)(huo)鋼的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)上(shang)(shang)出現(xian)了硫酸(suan)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)（Ⅱ）之后，在(zai)(zai)(zai)(zai)潮濕空氣(qi)(qi)中，即使(shi)不再有二(er)氧化(hua)(hua)硫，銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕過程就繼續進行。防止(zhi)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)器(qi)(qi)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕的(de)(de)方法之一(yi)(yi)是(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)表(biao)面(mian)(mian)涂刷阻(zu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)劑，如氫氧化(hua)(hua)鈉、磷(lin)酸(suan)鈉或(huo)(huo)鉻酸(suan)鉀溶液(ye)。還有一(yi)(yi)種“磷(lin)酸(suan)鹽化(hua)(hua)處理”，是(shi)將鐵(tie)(tie)(tie)(tie)器(qi)(qi)浸置在(zai)(zai)(zai)(zai)磷(lin)酸(suan)錳（Ⅱ）或(huo)(huo)磷(lin)酸(suan)鋅(xin)（Ⅱ）溶液(ye)中，使(shi)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)表(biao)面(mian)(mian)上(shang)(shang)生成(cheng)一(yi)(yi)層磷(lin)酸(suan)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)（Ⅱ）蓋層。還有一(yi)(yi)種防銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)辦(ban)法是(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)表(biao)面(mian)(mian)上(shang)(shang)遮鍍(du)一(yi)(yi)層其它金屬(shu)，如鍍(du)鋅(xin)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)（白鐵(tie)(tie)(tie)(tie)）、鍍(du)錫鐵(tie)(tie)(tie)(tie)（馬口(kou)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)）等。涂刷紅鉛(qian)漆或(huo)(huo)油漆也(ye)是(shi)常(chang)用的(de)(de)防銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)辦(ban)法。

制備方法

工業制備

純鐵(tie)可用(yong)氫(qing)還(huan)原純氧(yang)化鐵(tie)或氫(qing)氧(yang)化鐵(tie)來制(zhi)備。例如將氫(qing)氧(yang)化鐵(tie)在純氫(qing)氣流中加熱，并將溫(wen)度從400℃升高至700℃直(zhi)到還(huan)原過(guo)程完(wan)成。還(huan)原鐵(tie)冷卻后吸收(shou)的氫(qing)量可以忽略不計，在低(di)溫(wen)（360一530℃）下還(huan)原氧(yang)化物所得純鐵(tie)是粉末狀(zhuang)固體，遇空氣會(hui)著火。

將五(wu)羰合鐵(tie)(tie)Fe（CO）5氣化并(bing)在250℃左右(you)使之分解可得到不(bu)含任何雜質的(de)微細(xi)粉(fen)末(mo)狀純鐵(tie)(tie)，將這種純鐵(tie)(tie)在高真空下煅燒可以除(chu)去殘留在鐵(tie)(tie)中的(de)痕(hen)量碳和氧，以一氧化碳的(de)形(xing)式被除(chu)去。

單(dan)質鐵(tie)的(de)制備(bei)一(yi)般(ban)采(cai)用(yong)冶煉法。以赤鐵(tie)礦(kuang)（Fe2O3）或磁(ci)鐵(tie)礦(kuang)（Fe3O4）為(wei)原(yuan)料，與焦炭(tan)(tan)和(he)助溶劑在熔(rong)礦(kuang)爐內反應，焦炭(tan)(tan)燃(ran)燒產生二氧化(hua)碳(tan)(tan)（CO2），二氧化(hua)碳(tan)(tan)與過量的(de)焦炭(tan)(tan)接觸就生成(cheng)(cheng)一(yi)氧化(hua)碳(tan)(tan)（CO），一(yi)氧化(hua)碳(tan)(tan)和(he)礦(kuang)石內的(de)氧化(hua)鐵(tie)作用(yong)就生成(cheng)(cheng)金屬(shu)鐵(tie)。加入CaCO3在高(gao)溫下生成(cheng)(cheng)CaO除(chu)去鐵(tie)礦(kuang)石中的(de)SiO2，生成(cheng)(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

實驗室通常用一(yi)氧化碳還原氧化鐵(tie)制備少量單質鐵(tie)。

應用領域

工業用途

鐵(tie)用于農藥、粉末冶金、熱氫發(fa)(fa)生器、凝膠推進劑(ji)(ji)(ji)、燃燒活性劑(ji)(ji)(ji)、催化(hua)劑(ji)(ji)(ji)、水(shui)清(qing)潔(jie)吸附劑(ji)(ji)(ji)、燒結(jie)活性劑(ji)(ji)(ji)、粉末冶金制(zhi)(zhi)(zhi)品(pin)、各種機(ji)械零部件制(zhi)(zhi)(zhi)品(pin)、硬質合金材(cai)料(liao)(liao)(liao)制(zhi)(zhi)(zhi)品(pin)等(deng)。純鐵(tie)用于制(zhi)(zhi)(zhi)發(fa)(fa)電機(ji)和電動機(ji)的鐵(tie)芯，還(huan)原鐵(tie)粉用于粉末冶金，鋼鐵(tie)用于制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)機(ji)器和工(gong)具。此外，鐵(tie)及(ji)其化(hua)合物還(huan)用于制(zhi)(zhi)(zhi)磁鐵(tie)、藥物、墨水(shui)、顏(yan)料(liao)(liao)(liao)、磨(mo)料(liao)(liao)(liao)等(deng)。

鐵(tie)(tie)的(de)最重(zhong)要(yao)用途是冶煉(lian)鋼(gang)(gang)和(he)(he)合(he)金，少部(bu)分的(de)鐵(tie)(tie)以鑄鐵(tie)(tie)和(he)(he)生(sheng)鐵(tie)(tie)的(de)形式(shi)應用。鐵(tie)(tie)是特(te)種合(he)金鋼(gang)(gang)的(de)重(zhong)要(yao)組成部(bu)分，特(te)種合(he)金鋼(gang)(gang)材料的(de)鐵(tie)(tie)含(han)量(liang)有時低(di)于(yu)50%，其它組成物有鉻、鎳、鈷等(deng)。在某(mou)些鎳基合(he)金和(he)(he)鈷基合(he)金中鐵(tie)(tie)僅為低(di)含(han)量(liang)組成物，有時低(di)于(yu)10%。

醫療用途

鐵(tie)有(you)一(yi)些少數化合物(wu)可作為人的內(nei)服(fu)藥(yao)物(wu)，例(li)如硫(liu)酸亞鐵(tie)曾用為兒童(tong)缺(que)鐵(tie)性貧血的治療(liao)(liao)藥(yao)劑，但也有(you)報道說有(you)兒童(tong)誤服(fu)大量(liang)硫(liu)酸亞鐵(tie)而導致死亡的事例(li)。誤服(fu)有(you)毒鐵(tie)化合物(wu)的治療(liao)(liao)一(yi)般為內(nei)服(fu)碳酸氫鈉（小蘇(su)打）水(shui)溶液和致嘔吐藥(yao)劑。

分布情況

鐵(tie)是(shi)(shi)地殼(ke)(ke)中(zhong)第四(si)個豐(feng)度最大的(de)元(yuan)素，人們認為(wei)(wei)地球的(de)核(he)心(xin)主要是(shi)(shi)由鐵(tie)構成(cheng)(cheng)的(de)。在地殼(ke)(ke)中(zhong)存(cun)在的(de)單質鐵(tie)是(shi)(shi)極為(wei)(wei)少見的(de)，但廣(guang)泛(fan)以化(hua)(hua)(hua)合態出現，許多礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)由于含(han)有(you)鐵(tie)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)(wu)(wu)而呈現特(te)有(you)的(de)顏色(se)(se)。鐵(tie)的(de)最重要礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)是(shi)(shi)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)和碳酸鹽。鐵(tie)含(han)量(liang)最高(gao)(gao)的(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)是(shi)(shi)磁(ci)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)（Fe3O4），磁(ci)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)是(shi)(shi)一(yi)種(zhong)黑色(se)(se)有(you)鐵(tie)磁(ci)性的(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)，磁(ci)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)的(de)一(yi)個變(bian)種(zhong)稱為(wei)(wei)“羅底石”（Lodestone）。赤鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)（Fe2O3）為(wei)(wei)紅棕色(se)(se)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)，含(han)鐵(tie)量(liang)最高(gao)(gao)可達70%。褐(he)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)是(shi)(shi)氧化(hua)(hua)(hua)鐵(tie)（Ⅲ）礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)的(de)一(yi)個變(bian)種(zhong)，褐(he)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)含(han)有(you)可變(bian)量(liang)的(de)水，但其近似(si)組成(cheng)(cheng)往往是(shi)(shi)2Fe2O3?3H2O。碳酸鐵(tie)FeCO3。出現為(wei)(wei)菱鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)，碳酸鹽礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)往往與黏土和煤共生，稱為(wei)(wei)鐵(tie)石。黃鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)（FeS2）是(shi)(shi)一(yi)種(zhong)常見的(de)脈石礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)，但黃鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)不(bu)直接用為(wei)(wei)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)，因為(wei)(wei)黃鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)有(you)很高(gao)(gao)含(han)量(liang)的(de)硫而被看成(cheng)(cheng)是(shi)(shi)一(yi)種(zhong)重要的(de)非金(jin)屬化(hua)(hua)(hua)工原料(liao)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。在自(zi)然界中(zhong)還(huan)存(cun)在有(you)多種(zhong)多樣的(de)硅酸鐵(tie)礦(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(de)到及(ji)時處理和處置，將會占用農田，破壞農業生產，以及(ji)地貌、植被(bei)、自然(ran)景觀等(deng)。

（2）廢鐵(tie)的堆積，產生銹味，嚴重(zhong)影響了(le)空氣質量。

健康危害

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

短(duan)期暴(bao)露：吸(xi)入鐵粉(fen)或(huo)氧化鐵煙粉(fen)塵(chen)刺激呼吸(xi)道，引起咽喉發炎(yan)、咳嗽、呼吸(xi)短(duan)促、乏(fa)力、疲(pi)勞、寒戰、出汗、肌肉和關節疼痛；皮膚(fu)接觸(chu)熱金(jin)屬(shu)會灼傷(shang)，眼睛接觸(chu)粉(fen)塵(chen)可導致發炎(yan)和灼傷(shang)；食入可導致昏(hun)睡(shui)、呆滯、心跳(tiao)和呼吸(xi)加(jia)速、休(xiu)克、吐血、腹瀉；

長期暴露(lu)：吸(xi)(xi)入過量(liang)會導致肺、脾、淋(lin)巴系(xi)統(tong)產生(sheng)鐵積沉；吸(xi)(xi)入粉塵(chen)導致肺部產生(sheng)色(se)斑。

毒理資料

鐵及其氧化(hua)(hua)物的蒸汽和煙氣會對(dui)人產(chan)生一種非致命(ming)性的刺激與病(bing)痛，稱為金屬煙熱(re)癥。但鐵的化(hua)(hua)合物羰(tang)基鐵Fe（CO）5卻(que)是極毒的，羰(tang)基鐵遇熱(re)或在陽(yang)光照射下分解產(chan)生一氧化(hua)(hua)碳。

生理作用

鐵(tie)(tie)是(shi)(shi)動物身體組(zu)(zu)織(zhi)和(he)血(xue)液的(de)(de)(de)(de)極重要(yao)的(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)成物。鐵(tie)(tie)是(shi)(shi)人(ren)(ren)體中(zhong)(zhong)必需(xu)的(de)(de)(de)(de)痕量元素(su)中(zhong)(zhong)含量最高的(de)(de)(de)(de)一個，約占人(ren)(ren)體總重量的(de)(de)(de)(de)0.006%。鐵(tie)(tie)在人(ren)(ren)體內主要(yao)分布于血(xue)紅細胞中(zhong)(zhong)，約占人(ren)(ren)體總鐵(tie)(tie)量的(de)(de)(de)(de)60%一70%。在鐵(tie)(tie)蛋白和(he)肌紅蛋白中(zhong)(zhong)，鐵(tie)(tie)則分別約占人(ren)(ren)體總鐵(tie)(tie)量的(de)(de)(de)(de)7%—15%和(he)3%—5%。鐵(tie)(tie)不(bu)僅是(shi)(shi)人(ren)(ren)體血(xue)液中(zhong)(zhong)交換與輸送氧氣所必需(xu)的(de)(de)(de)(de)，而(er)且又是(shi)(shi)某(mou)些酶（如過(guo)氧化(hua)氫酶、過(guo)氧化(hua)物酶、苯(ben)丙氨酸羥化(hua)酶等(deng)(deng)）和(he)許多(duo)氧化(hua)還原體系所不(bu)可缺(que)少(shao)的(de)(de)(de)(de)元素(su)，在生物催化(hua)、在呼吸(xi)鏈上(shang)傳遞電子等(deng)(deng)方面(mian)都起著重要(yao)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用。

血紅(hong)蛋(dan)白(bai)是由一(yi)種稱為珠(zhu)朊(ruan)的(de)(de)(de)蛋(dan)白(bai)和(he)含鐵(tie)的(de)(de)(de)亞(ya)鐵(tie)血紅(hong)素(su)結合在一(yi)起(qi)組成(cheng)的(de)(de)(de)，亞(ya)鐵(tie)血紅(hong)素(su)是卟啉(lin)的(de)(de)(de)鐵(tie)（Ⅱ）絡合物(wu)，在其中鐵(tie)（Ⅱ）原子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)配(pei)位(wei)(wei)數為6。鐵(tie)（Ⅱ）與卟啉(lin)平(ping)面上的(de)(de)(de)四個(ge)(ge)吡咯環氮(dan)原子(zi)(zi)(zi)相聯(lian)(lian)結，并與珠(zhu)朊(ruan)上組氨酸(suan)的(de)(de)(de)咪(mi)唑氮(dan)在垂(chui)直于(yu)卟啉(lin)平(ping)面的(de)(de)(de)方向上聯(lian)(lian)結，第六(liu)(liu)個(ge)(ge)位(wei)(wei)置則可(ke)能被一(yi)個(ge)(ge)水分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)所占(zhan)據。這個(ge)(ge)結構允許在此(ci)第六(liu)(liu)個(ge)(ge)配(pei)位(wei)(wei)位(wei)(wei)置上可(ke)逆(ni)地吸放(fang)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)氧(yang)，使紅(hong)血球(qiu)得(de)以把氧(yang)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)輸載到身體的(de)(de)(de)各部分(fen)(fen)，這是動物(wu)呼吸作用(yong)(yong)的(de)(de)(de)機理。血紅(hong)蛋(dan)白(bai)對一(yi)氧(yang)化碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)親合作用(yong)(yong)大于(yu)對氧(yang)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)親合作用(yong)(yong)，生(sheng)成(cheng)碳(tan)(tan)氧(yang)血紅(hong)蛋(dan)白(bai)的(de)(de)(de)過程是不可(ke)逆(ni)的(de)(de)(de)，這就導致(zhi)了(le)一(yi)氧(yang)化碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)劇毒性。

儲存運輸

儲存方法

放入緊封的儲藏器內(nei)，儲存于陰涼、干燥的庫房(fang)。

運輸方法

一般是鐵(tie)水運(yun)輸方(fang)式。

1.魚(yu)雷(lei)罐標準鐵路運輸方式魚(yu)雷(lei)罐具有容量(liang)大(da)、保溫性能好、重心低(di)、安全性高等特點，可(ke)作(zuo)(zuo)為鐵鋼界(jie)面間的(de)緩沖環(huan)節，對(dui)煉鐵和煉鋼起著銜接、匹(pi)配、協調、緩沖的(de)作(zuo)(zuo)用，在大(da)型(xing)鋼鐵企(qi)業中得到廣泛(fan)應用。

2.鐵(tie)(tie)(tie)水(shui)罐(guan)運(yun)輸(shu)方式該方式采用鐵(tie)(tie)(tie)水(shui)罐(guan)作(zuo)為鐵(tie)(tie)(tie)水(shui)從高(gao)爐到煉(lian)鋼(gang)(gang)的(de)運(yun)輸(shu)和儲存容器(qi)，從高(gao)爐出鐵(tie)(tie)(tie)場受鐵(tie)(tie)(tie)開始至煉(lian)鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)(tie)水(shui)兌入轉爐終止，全過程(cheng)采用一(yi)個鐵(tie)(tie)(tie)水(shui)罐(guan)，減少了(le)魚雷罐(guan)運(yun)輸(shu)流程(cheng)中的(de)鐵(tie)(tie)(tie)水(shui)倒罐(guan)環節。