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鐵（Ferrum）是一種金屬元(yuan)素(su)，原(yuan)子序(xu)數為26，位于周期表第四(si)周期，第VIII族(zu)。

純鐵(tie)是(shi)銀白(bai)色有光澤的金屬，密度(du)7.86g/cm3，熔點1539℃。鐵(tie)除了有導電(dian)性(xing)(xing)、導熱性(xing)(xing)、延展性(xing)(xing)外，還能(neng)被(bei)磁鐵(tie)吸(xi)引，具有鐵(tie)磁性(xing)(xing)。

鐵(tie)(tie)(tie)的重要(yao)化(hua)(hua)合物有三(san)(san)氧化(hua)(hua)二鐵(tie)(tie)(tie)、四氧化(hua)(hua)三(san)(san)鐵(tie)(tie)(tie)、氯化(hua)(hua)鐵(tie)(tie)(tie)及(ji)鐵(tie)(tie)(tie)的配合物等(deng)。自然界中(zhong)(zhong)主(zhu)要(yao)礦物是赤(chi)鐵(tie)(tie)(tie)礦（主(zhu)要(yao)是三(san)(san)氧化(hua)(hua)二鐵(tie)(tie)(tie)），磁(ci)鐵(tie)(tie)(tie)礦（主(zhu)要(yao)是四氧化(hua)(hua)三(san)(san)鐵(tie)(tie)(tie)）和(he)菱鐵(tie)(tie)(tie)礦（主(zhu)要(yao)是碳(tan)酸亞鐵(tie)(tie)(tie)）等(deng)。工業(ye)上(shang)用鐵(tie)(tie)(tie)礦、焦炭和(he)石(shi)灰(hui)石(shi)混合在高爐中(zhong)(zhong)冶煉而得，根據含碳(tan)量不同可(ke)分為生鐵(tie)(tie)(tie)、熟鐵(tie)(tie)(tie)和(he)鋼。

研究簡史

古(gu)代(dai)社會鐵(tie)(tie)(tie)(tie)器時代(dai)大約(yue)起(qi)始于前(qian)2000年(nian)(nian)，但最早發(fa)現和(he)(he)使用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)來自外(wai)空的(de)(de)(de)(de)(de)隕(yun)(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)。隕(yun)(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)和(he)(he)鎳、鈷等金屬的(de)(de)(de)(de)(de)混合物、含鐵(tie)(tie)(tie)(tie)量較高。在(zai)埃及、西南亞等地一些文明古(gu)國(guo)所發(fa)現的(de)(de)(de)(de)(de)最早的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)器，都是(shi)由隕(yun)(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)加(jia)工而成的(de)(de)(de)(de)(de)。1972年(nian)(nian)中國(guo)河(he)北(bei)省(sheng)藁城縣臺(tai)西村出(chu)土了一把(ba)商代(dai)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)刃(ren)青(qing)銅鉞(yue)，制(zhi)造年(nian)(nian)代(dai)約(yue)在(zai)前(qian)14世紀。在(zai)青(qing)銅鉞(yue)上嵌(qian)(qian)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)刃(ren)，是(shi)將隕(yun)(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)經加(jia)熱(re)鍛(duan)打后(hou)，和(he)(he)鉞(yue)體嵌(qian)(qian)鍛(duan)在(zai)一起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)。中國(guo)還(huan)曾出(chu)土過類(lei)似的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)刃(ren)銅鉞(yue)和(he)(he)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)援(yuan)銅戈各一件，年(nian)(nian)代(dai)相當于商末(mo)周初，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)分也是(shi)由隕(yun)(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)加(jia)工成的(de)(de)(de)(de)(de)。古(gu)埃及人把(ba)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)叫做“天石(shi)”，可見人類(lei)最早認(ren)識(shi)(shi)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)從隕(yun)(yun)(yun)石(shi)開(kai)始的(de)(de)(de)(de)(de)。天外(wai)來的(de)(de)(de)(de)(de)隕(yun)(yun)(yun)石(shi)數量很少，因此用(yong)隕(yun)(yun)(yun)石(shi)制(zhi)作的(de)(de)(de)(de)(de)器具當然稀少而珍(zhen)貴，同時還(huan)帶(dai)有神(shen)秘的(de)(de)(de)(de)(de)色彩。用(yong)隕(yun)(yun)(yun)石(shi)作工具是(shi)很少的(de)(de)(de)(de)(de)，所以對生產進步沒有什么明顯影響，但通過隕(yun)(yun)(yun)石(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)利用(yong)，畢竟使人類(lei)最早接觸并(bing)認(ren)識(shi)(shi)到鐵(tie)(tie)(tie)(tie)。

冶(ye)(ye)鐵技(ji)術(shu)發(fa)(fa)明(ming)(ming)于(yu)原始社(she)(she)會(hui)的(de)末(mo)期。冶(ye)(ye)鐵技(ji)術(shu)的(de)發(fa)(fa)明(ming)(ming)，代表(biao)冶(ye)(ye)金(jin)史的(de)一個新階(jie)段的(de)開始。居住在(zai)亞(ya)美尼亞(ya)山地的(de)基茲溫達部落在(zai)前2000年時，就發(fa)(fa)明(ming)(ming)了(le)一種煉鐵的(de)有(you)(you)效(xiao)方法，后來逐步(bu)(bu)(bu)傳開了(le)。小亞(ya)細亞(ya)的(de)赫(he)梯人(ren)在(zai)前1400年左(zuo)右(you)也已掌握了(le)冶(ye)(ye)鐵技(ji)術(shu)；兩河流域(yu)北部的(de)亞(ya)述人(ren)，在(zai)前1300年已進(jin)(jin)入(ru)鐵器(qi)時代。鐵制工(gong)具(ju)的(de)大量出現(xian)，社(she)(she)會(hui)生產(chan)(chan)力顯(xian)著提(ti)高，從而(er)(er)對社(she)(she)會(hui)的(de)發(fa)(fa)展(zhan)產(chan)(chan)生巨大影(ying)響(xiang)。有(you)(you)些(xie)民族因此(ci)而(er)(er)迅速(su)地由(you)原始公社(she)(she)制過渡(du)到(dao)奴隸社(she)(she)會(hui)。古(gu)(gu)希臘和古(gu)(gu)羅馬的(de)奴隸社(she)(she)會(hui)的(de)產(chan)(chan)生，就是(shi)由(you)于(yu)鐵制工(gong)具(ju)的(de)廣泛使用，促使生產(chan)(chan)力大大提(ti)高的(de)結果。在(zai)古(gu)(gu)代中國、埃及等(deng)文明(ming)(ming)古(gu)(gu)國，則因有(you)(you)適(shi)合(he)農業耕作的(de)沖(chong)積(ji)平(ping)原，有(you)(you)便利的(de)灌溉系統，所以(yi)在(zai)擁有(you)(you)青銅工(gong)具(ju)后，便已進(jin)(jin)入(ru)奴隸社(she)(she)會(hui)，而(er)(er)一旦鐵制工(gong)具(ju)逐步(bu)(bu)(bu)取代了(le)青銅工(gong)具(ju)，生產(chan)(chan)力獲得(de)飛速(su)發(fa)(fa)展(zhan)，生產(chan)(chan)關系進(jin)(jin)一步(bu)(bu)(bu)發(fa)(fa)生變化，社(she)(she)會(hui)便又(you)前進(jin)(jin)一步(bu)(bu)(bu)向(xiang)封(feng)建(jian)制度過渡(du)。

冶鐵(tie)技(ji)術和青銅(tong)(tong)冶煉(lian)技(ji)術一樣，首先是(shi)由于社會(hui)生產發展(zhan)的(de)(de)需要。青銅(tong)(tong)工具在生產中(zhong)的(de)(de)作用誘(you)使人們(men)去尋找更多的(de)(de)金屬資源(yuan)，但(dan)因銅(tong)(tong)礦(kuang)分布不廣，錫(xi)、鉛礦(kuang)更是(shi)稀少，人們(men)很(hen)自(zi)然地要去尋找新(xin)的(de)(de)金屬。另外(wai)，在當時已具備了(le)冶鐵(tie)的(de)(de)物質和技(ji)術條件，特(te)別是(shi)許多民族(zu)已有冶煉(lian)青銅(tong)(tong)的(de)(de)經(jing)驗，發明冶鐵(tie)技(ji)術是(shi)很(hen)自(zi)然的(de)(de)。

早期的(de)(de)冶鐵(tie)(tie)技術，大多采(cai)用“固體還(huan)原法”，即冶鐵(tie)(tie)時，將(jiang)鐵(tie)(tie)礦石和木(mu)炭一層夾一層地碼放在(zai)爐(lu)窯(yao)中，點火焙(bei)燒，在(zai)650—1000℃溫度下，利(li)用碳的(de)(de)不(bu)(bu)完全燃燒，產(chan)生一氧化碳，使鐵(tie)(tie)礦中的(de)(de)氧化鐵(tie)(tie)被(bei)還(huan)原成鐵(tie)(tie)。但(dan)由(you)于溫度不(bu)(bu)夠高，還(huan)原出來(lai)的(de)(de)鐵(tie)(tie)以塊(kuai)狀沉到爐(lu)底(di)，人(ren)(ren)們只能待鐵(tie)(tie)煉成爐(lu)窯(yao)冷(leng)卻后將(jiang)鐵(tie)(tie)塊(kuai)取出。這(zhe)種鐵(tie)(tie)實際(ji)上是(shi)海(hai)綿鐵(tie)(tie)，表面粗糙，夾雜(za)渣滓，不(bu)(bu)具(ju)有(you)明顯金屬特(te)征，有(you)的(de)(de)其堅(jian)韌性還(huan)不(bu)(bu)如(ru)青銅。因此。中國古代人(ren)(ren)稱這(zhe)種鐵(tie)(tie)為“惡金”。這(zhe)就造成一種情況(kuang)，盡管(guan)冶鐵(tie)(tie)技術的(de)(de)發明雖比青銅技術只稍晚(wan)一些，但(dan)在(zai)有(you)發達的(de)(de)青銅冶煉業的(de)(de)民(min)族那里，鐵(tie)(tie)器的(de)(de)廣泛使用卻常(chang)較使用青銅器推遲了很多年。

在人們(men)經過一段實踐摸索(suo)的認識(shi)過程后，終于發現(xian)，將煉出的鐵(tie)塊反復加(jia)熱和壓延錘打，才(cai)能使鐵(tie)柔韌不脆。人們(men)還發現(xian)將赤(chi)熱的鍛鐵(tie)猛淬入冷水，會(hui)變成(cheng)堅韌的好鐵(tie)。這種好鐵(tie)的性(xing)能遠遠超越(yue)于青銅之(zhi)上。當(dang)人們(men)能廣泛用這種鍛鐵(tie)制造工具時(shi)，青銅工具才(cai)逐(zhu)漸被鐵(tie)器(qi)取代。

理化性質

物理性質

鐵(tie)(tie)是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)種銀白(bai)色頗軟的(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)，有(you)良好的(de)(de)(de)延展性，鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)性質(zhi)會因摻雜(za)了痕量的(de)(de)(de)其(qi)它元素而(er)(er)(er)發(fa)生(sheng)變化。鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)磁(ci)性在極大程度(du)上決定于所含的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)，并且會因退火的(de)(de)(de)程度(du)而(er)(er)(er)變。鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)純度(du)越高磁(ci)導(dao)率(lv)越大，且降低了鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)滯后損失(shi)。以(yi)鐵(tie)(tie)和鈷(gu)(gu)為基(ji)體的(de)(de)(de)鋼或合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)用(yong)于制造永(yong)磁(ci)體，常用(yong)鐵(tie)(tie)與(yu)其(qi)它鐵(tie)(tie)磁(ci)性金(jin)(jin)(jin)屬(shu)鈷(gu)(gu)和鎳所制的(de)(de)(de)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)，例如FeNi和FeNi?都有(you)很(hen)高的(de)(de)(de)磁(ci)導(dao)率(lv)。鐵(tie)(tie)一(yi)(yi)鈷(gu)(gu)一(yi)(yi)鎳系的(de)(de)(de)永(yong)磁(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)和鐵(tie)(tie)氧(yang)體磁(ci)性材料屬(shu)于第(di)一(yi)(yi)代(dai)合(he)(he)(he)成的(de)(de)(de)永(yong)磁(ci)體。近20年來發(fa)展的(de)(de)(de)第(di)二代(dai)永(yong)磁(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)是(shi)(shi)(shi)稀土鈷(gu)(gu)系合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)，如SmCo5和Sm2Co17等，近10年來則發(fa)展了第(di)三代(dai)永(yong)磁(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)Nd一(yi)(yi)Fe一(yi)(yi)B系合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)。近年又(you)發(fa)展起來Sm一(yi)(yi)Fe一(yi)(yi)N系永(yong)磁(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)，是(shi)(shi)(shi)以(yi)Sm2Fe17為基(ji)質(zhi)進行(xing)滲氮(dan)而(er)(er)(er)得到(dao)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)種綜合(he)(he)(he)性能優越的(de)(de)(de)永(yong)磁(ci)體，有(you)可能成為第(di)四代(dai)新(xin)型永(yong)磁(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)。

化學性質

同單質的反應

鐵(tie)(tie)(tie)能(neng)在(zai)(zai)(zai)高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)(xia)吸收(shou)氫生(sheng)成(cheng)固溶(rong)體。在(zai)(zai)(zai)溫(wen)(wen)度(du)高(gao)于(yu)(yu)800℃時鐵(tie)(tie)(tie)能(neng)與(yu)(yu)(yu)少量(liang)氮反(fan)應(ying)(ying)，但反(fan)應(ying)(ying)速度(du)很慢，在(zai)(zai)(zai)溫(wen)(wen)度(du)超過(guo)(guo)400℃時很容易(yi)與(yu)(yu)(yu)氨氣(qi)反(fan)應(ying)(ying)，生(sheng)成(cheng)Fe?N。這是鋼鐵(tie)(tie)(tie)表面氮化(hua)生(sheng)成(cheng)硬(ying)保護膜層(ceng)的(de)(de)反(fan)應(ying)(ying)原(yuan)理。鐵(tie)(tie)(tie)容易(yi)和(he)大(da)多數非金屬在(zai)(zai)(zai)適當高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)(xia)反(fan)應(ying)(ying)生(sheng)成(cheng)二元化(hua)合物(wu)。鐵(tie)(tie)(tie)與(yu)(yu)(yu)氧(yang)(yang)的(de)(de)反(fan)應(ying)(ying)決(jue)定(ding)于(yu)(yu)反(fan)應(ying)(ying)條件，新還原(yuan)出(chu)來的(de)(de)微細鐵(tie)(tie)(tie)粉在(zai)(zai)(zai)空氣(qi)中室溫(wen)(wen)下(xia)(xia)就會(hui)自燃。塊狀鐵(tie)(tie)(tie)在(zai)(zai)(zai)溫(wen)(wen)度(du)超過(guo)(guo)150℃時在(zai)(zai)(zai)干(gan)燥空氣(qi)中就開始氧(yang)(yang)化(hua)，在(zai)(zai)(zai)過(guo)(guo)量(liang)氧(yang)(yang)氣(qi)中生(sheng)成(cheng)的(de)(de)主要(yao)產物(wu)是Fe?O?和(he)Fe?O?，高(gao)于(yu)(yu)575℃和(he)低氧(yang)(yang)空氣(qi)中則(ze)主要(yao)氧(yang)(yang)化(hua)產物(wu)為FeO。鐵(tie)(tie)(tie)與(yu)(yu)(yu)硫或磷反(fan)應(ying)(ying)時放出(chu)大(da)量(liang)熱，分別生(sheng)成(cheng)FeS和(he)Fe?P。鹵素則(ze)可在(zai)(zai)(zai)較低溫(wen)(wen)度(du)（-200℃）與(yu)(yu)(yu)鐵(tie)(tie)(tie)反(fan)應(ying)(ying)，氟(fu)、氯和(he)溴(xiu)與(yu)(yu)(yu)鐵(tie)(tie)(tie)反(fan)應(ying)(ying)生(sheng)成(cheng)Fe（Ⅲ）化(hua)合物(wu)FeX?，而(er)碘則(ze)只生(sheng)成(cheng)Fe（Ⅰ）化(hua)合物(wu)FeI?。

同化合物的反應

以上電勢(shi)表明，單質(zhi)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)在酸(suan)(suan)(suan)性(xing)(xing)溶(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)是一(yi)種還(huan)原劑，而在堿性(xing)(xing)溶(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)則是一(yi)種更強的(de)還(huan)原劑。依照鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)電勢(shi)在電位(wei)序中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)位(wei)置。可(ke)以從(cong)稀酸(suan)(suan)(suan)水溶(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)置換(huan)(huan)出氫氣(qi)(qi)，能從(cong)銅（Ⅱ）鹽(yan)溶(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)置換(huan)(huan)銅，本身則轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)成(cheng)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)（Ⅱ）鹽(yan)。當(dang)用(yong)普通鐵(tie)(tie)(tie)(tie)與(yu)(yu)稀硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)或鹽(yan)酸(suan)(suan)(suan)反應時，放(fang)出的(de)氫氣(qi)(qi)有(you)(you)一(yi)種極特(te)別的(de)氣(qi)(qi)味(wei)，這是由于(yu)氫氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)夾雜了(le)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)雜質(zhi)元素（如碳、硫(liu)、磷、砷(shen)等）的(de)氫化(hua)(hua)(hua)物所(suo)致。氧化(hua)(hua)(hua)性(xing)(xing)酸(suan)(suan)(suan)，如硝酸(suan)(suan)(suan)、冷稀酸(suan)(suan)(suan)仍可(ke)與(yu)(yu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)生(sheng)成(cheng)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)（Ⅱ）鹽(yan)，但熱濃(nong)酸(suan)(suan)(suan)只能生(sheng)成(cheng)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)（Ⅲ）鹽(yan)。當(dang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)與(yu)(yu)濃(nong)硝酸(suan)(suan)(suan)短時間接(jie)觸后，便表現有(you)(you)抗御與(yu)(yu)硝酸(suan)(suan)(suan)進一(yi)步反應的(de)作用(yong)，稱為表面鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)，不再能溶(rong)(rong)于(yu)稀硝酸(suan)(suan)(suan)，也不再能從(cong)銅（Ⅱ）鹽(yan)溶(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)置換(huan)(huan)銅，但它(ta)能溶(rong)(rong)于(yu)還(huan)原性(xing)(xing)酸(suan)(suan)(suan)，如稀鹽(yan)酸(suan)(suan)(suan)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)。這種鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)作用(yong)是由于(yu)在鐵(tie)(tie)(tie)(tie)表面上生(sheng)成(cheng)了(le)一(yi)層氧化(hua)(hua)(hua)物保護膜。用(yong)其它(ta)氧化(hua)(hua)(hua)劑，如鉻（Ⅵ）酸(suan)(suan)(suan)也可(ke)以使鐵(tie)(tie)(tie)(tie)表面鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)。

鐵在高于(yu)(yu)500℃時(shi)(shi)(shi)可(ke)以快速(su)地同(tong)水蒸(zheng)氣(qi)反應放出氫氣(qi)，溫度低于(yu)(yu)570℃時(shi)(shi)(shi)生(sheng)成的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)是Fe3O4，而高于(yu)(yu)此溫度時(shi)(shi)(shi)生(sheng)成的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)是FeO。二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)碳也(ye)可(ke)以同(tong)樣地與鐵反應生(sheng)成這(zhe)兩種氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)（決(jue)定于(yu)(yu)溫度條件），同(tong)時(shi)(shi)(shi)二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)碳被還原成一氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)碳。鐵粉在100一200℃與200atm的一氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)碳反應生(sheng)成揮發性的劇毒化(hua)(hua)合(he)物(wu)五(wu)羰合(he)鐵Fe（CO）5。

鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)是鐵(tie)(tie)(tie)與(yu)空(kong)(kong)氣(qi)和(he)水(shui)發生(sheng)(sheng)作(zuo)用(yong)生(sheng)(sheng)成水(shui)合氧(yang)化物的(de)(de)過程。這是一個(ge)特殊的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)問題(ti)，因(yin)為(wei)(wei)有(you)(you)重大(da)的(de)(de)經濟重要性而(er)受(shou)到(dao)重視。鐵(tie)(tie)(tie)在室溫下的(de)(de)銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)現象與(yu)水(shui)、氧(yang)氣(qi)和(he)一種電解質的(de)(de)存在是不可少的(de)(de)。二(er)氧(yang)化碳(tan)對鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)影(ying)響不大(da)，高濃度(du)的(de)(de)二(er)氧(yang)化碳(tan)氣(qi)氛其實對鐵(tie)(tie)(tie)還(huan)有(you)(you)表面(mian)保(bao)護作(zuo)用(yong)。鐵(tie)(tie)(tie)完(wan)全浸(jin)泡(pao)在表面(mian)上有(you)(you)空(kong)(kong)氣(qi)的(de)(de)淡水(shui)或鹽水(shui)中(zhong)會發生(sheng)(sheng)緩慢的(de)(de)銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)作(zuo)用(yong)，但如(ru)果(guo)此鐵(tie)(tie)(tie)是部分(fen)浸(jin)沒的(de)(de)，在鐵(tie)(tie)(tie)一水(shui)交界面(mian)上的(de)(de)氧(yang)氣(qi)會迅速得到(dao)補充，便會發生(sheng)(sheng)快(kuai)速的(de)(de)銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)。在空(kong)(kong)氣(qi)中(zhong)，如(ru)果(guo)濕度(du)達到(dao)50（水(shui)蒸氣(qi)分(fen)壓約為(wei)(wei)6mmHg），鐵(tie)(tie)(tie)件(jian)會開(kai)始發生(sheng)(sheng)銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)；如(ru)果(guo)濕度(du)達到(dao)80%，則鐵(tie)(tie)(tie)件(jian)會發生(sheng)(sheng)嚴重的(de)(de)銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)。

此(ci)時溶液中的Fe2?和(he)OH?在(zai)氧氣的作用下便(bian)生成了黃棕色(se)的水合氧化(hua)鐵(tie)（Ⅲ）沉淀(dian)物鐵(tie)銹。

大(da)氣(qi)銹(xiu)(xiu)蝕速(su)度(du)會因(yin)塵埃粒(li)子和二(er)氧(yang)化硫(liu)(liu)的存(cun)在(zai)(zai)(zai)而(er)大(da)大(da)被加速(su)。在(zai)(zai)(zai)濱海地區(qu)(qu)，空(kong)(kong)氣(qi)塵埃中(zhong)含(han)有(you)(you)鹽分(fen)，如果沒有(you)(you)其它促(cu)銹(xiu)(xiu)因(yin)素的話，銹(xiu)(xiu)蝕速(su)度(du)將隨距(ju)海的距(ju)離而(er)變，距(ju)海越遠銹(xiu)(xiu)蝕速(su)度(du)越慢。在(zai)(zai)(zai)城(cheng)區(qu)(qu)和工業區(qu)(qu)，空(kong)(kong)氣(qi)中(zhong)的二(er)氧(yang)化硫(liu)(liu)將是促(cu)銹(xiu)(xiu)的主(zhu)要因(yin)素。在(zai)(zai)(zai)空(kong)(kong)氣(qi)和水的作用下，二(er)氧(yang)化硫(liu)(liu)轉化成(cheng)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)，硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)將侵蝕鐵(tie)(tie)制(zhi)器(qi)件(jian)。當鐵(tie)(tie)或鋼的表(biao)(biao)面(mian)上(shang)出現了硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鐵(tie)(tie)（Ⅱ）之后(hou)，在(zai)(zai)(zai)潮(chao)濕(shi)空(kong)(kong)氣(qi)中(zhong)，即使(shi)不再有(you)(you)二(er)氧(yang)化硫(liu)(liu)，銹(xiu)(xiu)蝕過程就繼續進行。防止鐵(tie)(tie)器(qi)銹(xiu)(xiu)蝕的方法之一是在(zai)(zai)(zai)表(biao)(biao)面(mian)涂刷(shua)阻銹(xiu)(xiu)劑，如氫氧(yang)化鈉(na)、磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)或鉻(ge)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鉀溶液。還(huan)有(you)(you)一種“磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽化處(chu)理”，是將鐵(tie)(tie)器(qi)浸置在(zai)(zai)(zai)磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)錳（Ⅱ）或磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鋅(xin)(xin)（Ⅱ）溶液中(zhong)，使(shi)鐵(tie)(tie)表(biao)(biao)面(mian)上(shang)生成(cheng)一層(ceng)磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鐵(tie)(tie)（Ⅱ）蓋層(ceng)。還(huan)有(you)(you)一種防銹(xiu)(xiu)辦法是在(zai)(zai)(zai)鐵(tie)(tie)表(biao)(biao)面(mian)上(shang)遮(zhe)鍍一層(ceng)其它金屬，如鍍鋅(xin)(xin)鐵(tie)(tie)（白鐵(tie)(tie)）、鍍錫鐵(tie)(tie)（馬口鐵(tie)(tie)）等。涂刷(shua)紅鉛漆(qi)或油漆(qi)也(ye)是常用的防銹(xiu)(xiu)辦法。

制備方法

工業制備

純(chun)鐵(tie)可(ke)用氫(qing)還(huan)原純(chun)氧(yang)(yang)化鐵(tie)或氫(qing)氧(yang)(yang)化鐵(tie)來制(zhi)備。例如將氫(qing)氧(yang)(yang)化鐵(tie)在純(chun)氫(qing)氣流中加(jia)熱，并將溫度從400℃升高至700℃直到還(huan)原過(guo)程完成。還(huan)原鐵(tie)冷卻后吸收的氫(qing)量可(ke)以忽略不(bu)計，在低溫（360一530℃）下還(huan)原氧(yang)(yang)化物(wu)所得純(chun)鐵(tie)是粉(fen)末狀固體，遇空氣會(hui)著火。

將五羰(tang)合鐵(tie)(tie)Fe（CO）5氣(qi)化并在(zai)250℃左右使之分解可得到不含任何雜(za)質的微細粉(fen)末狀純(chun)鐵(tie)(tie)，將這種純(chun)鐵(tie)(tie)在(zai)高真空下煅燒可以除(chu)去(qu)殘留在(zai)鐵(tie)(tie)中的痕量碳和氧(yang)，以一(yi)氧(yang)化碳的形(xing)式被(bei)除(chu)去(qu)。

單質鐵(tie)(tie)的(de)(de)制備一(yi)(yi)般(ban)采用(yong)冶煉法。以赤鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)（Fe2O3）或磁(ci)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)（Fe3O4）為原料(liao)，與焦炭和助溶(rong)劑在熔(rong)礦(kuang)(kuang)爐內反應，焦炭燃燒產(chan)生二氧化(hua)(hua)(hua)碳（CO2），二氧化(hua)(hua)(hua)碳與過量的(de)(de)焦炭接觸(chu)就生成(cheng)一(yi)(yi)氧化(hua)(hua)(hua)碳（CO），一(yi)(yi)氧化(hua)(hua)(hua)碳和礦(kuang)(kuang)石內的(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)鐵(tie)(tie)作用(yong)就生成(cheng)金屬(shu)鐵(tie)(tie)。加入CaCO3在高溫下生成(cheng)CaO除(chu)去鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)石中的(de)(de)SiO2，生成(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

實驗室通常(chang)用一氧化碳還(huan)原(yuan)氧化鐵制備少量單質鐵。

應用領域

工業用途

鐵用于(yu)農藥(yao)、粉末(mo)冶(ye)金、熱(re)氫發(fa)生器(qi)、凝膠推進劑(ji)、燃燒活性(xing)劑(ji)、催化劑(ji)、水清潔吸附劑(ji)、燒結活性(xing)劑(ji)、粉末(mo)冶(ye)金制(zhi)品(pin)、各種機械(xie)零部件(jian)制(zhi)品(pin)、硬質合金材料制(zhi)品(pin)等(deng)。純鐵用于(yu)制(zhi)發(fa)電(dian)機和電(dian)動機的鐵芯，還原鐵粉用于(yu)粉末(mo)冶(ye)金，鋼鐵用于(yu)制(zhi)造機器(qi)和工具。此外，鐵及其化合物(wu)還用于(yu)制(zhi)磁鐵、藥(yao)物(wu)、墨水、顏(yan)料、磨料等(deng)。

鐵(tie)的(de)(de)最重(zhong)要用途(tu)是冶煉鋼和(he)合(he)(he)金(jin)，少(shao)部分的(de)(de)鐵(tie)以(yi)鑄鐵(tie)和(he)生鐵(tie)的(de)(de)形式(shi)應(ying)用。鐵(tie)是特(te)種(zhong)合(he)(he)金(jin)鋼的(de)(de)重(zhong)要組成(cheng)(cheng)部分，特(te)種(zhong)合(he)(he)金(jin)鋼材料的(de)(de)鐵(tie)含量(liang)有(you)時低(di)于50%，其它組成(cheng)(cheng)物(wu)(wu)有(you)鉻、鎳(nie)、鈷(gu)等。在某些鎳(nie)基合(he)(he)金(jin)和(he)鈷(gu)基合(he)(he)金(jin)中鐵(tie)僅為低(di)含量(liang)組成(cheng)(cheng)物(wu)(wu)，有(you)時低(di)于10%。

醫療用途

鐵(tie)(tie)(tie)(tie)有(you)(you)一些少數化合物可作為(wei)人(ren)的(de)內服藥物，例如硫酸亞鐵(tie)(tie)(tie)(tie)曾(ceng)用(yong)為(wei)兒(er)童缺鐵(tie)(tie)(tie)(tie)性貧血的(de)治療(liao)(liao)藥劑，但(dan)也(ye)有(you)(you)報道說有(you)(you)兒(er)童誤(wu)服大量硫酸亞鐵(tie)(tie)(tie)(tie)而導致(zhi)死亡的(de)事例。誤(wu)服有(you)(you)毒鐵(tie)(tie)(tie)(tie)化合物的(de)治療(liao)(liao)一般為(wei)內服碳酸氫鈉（小(xiao)蘇(su)打）水(shui)溶液和致(zhi)嘔(ou)吐藥劑。

分布情況

鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)(shi)地殼(ke)中第四(si)個(ge)(ge)豐(feng)度最(zui)大的(de)元素，人們(men)認為(wei)地球的(de)核心(xin)主要是(shi)(shi)(shi)由鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)構(gou)成(cheng)的(de)。在地殼(ke)中存(cun)在的(de)單(dan)質鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)(shi)極為(wei)少見的(de)，但(dan)(dan)廣泛(fan)以化(hua)(hua)合(he)態出現(xian)(xian)，許多礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)由于含(han)(han)(han)有鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)(wu)而呈現(xian)(xian)特有的(de)顏(yan)色。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)最(zui)重(zhong)要礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)是(shi)(shi)(shi)氧化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)和碳酸(suan)鹽。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)含(han)(han)(han)量(liang)最(zui)高(gao)的(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)是(shi)(shi)(shi)磁(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)（Fe3O4），磁(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)是(shi)(shi)(shi)一種黑色有鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)磁(ci)(ci)性的(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)，磁(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)的(de)一個(ge)(ge)變種稱為(wei)“羅底(di)石”（Lodestone）。赤(chi)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)（Fe2O3）為(wei)紅棕色礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)，含(han)(han)(han)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)量(liang)最(zui)高(gao)可(ke)達70%。褐(he)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)是(shi)(shi)(shi)氧化(hua)(hua)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)（Ⅲ）礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)的(de)一個(ge)(ge)變種，褐(he)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)含(han)(han)(han)有可(ke)變量(liang)的(de)水(shui)，但(dan)(dan)其近似組成(cheng)往(wang)往(wang)是(shi)(shi)(shi)2Fe2O3?3H2O。碳酸(suan)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)FeCO3。出現(xian)(xian)為(wei)菱(ling)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)，碳酸(suan)鹽礦(kuang)(kuang)(kuang)往(wang)往(wang)與黏(nian)土和煤(mei)共(gong)生，稱為(wei)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)石。黃鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)（FeS2）是(shi)(shi)(shi)一種常見的(de)脈石礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)，但(dan)(dan)黃鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)不直接用為(wei)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)，因(yin)為(wei)黃鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)有很高(gao)含(han)(han)(han)量(liang)的(de)硫而被看成(cheng)是(shi)(shi)(shi)一種重(zhong)要的(de)非(fei)金屬化(hua)(hua)工原料礦(kuang)(kuang)(kuang)。在自然界中還(huan)存(cun)在有多種多樣的(de)硅酸(suan)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)。

安全措施

環境危害

（1）侵占土地城市生活垃圾如不(bu)能得到及時處(chu)(chu)理(li)和處(chu)(chu)置，將(jiang)會占用農田(tian)，破壞農業(ye)生產，以及地貌、植被、自然(ran)景觀等。

（2）廢(fei)鐵的堆積，產生銹味(wei)，嚴重影響了空氣質量(liang)。

健康危害

鐵(tie)本身不具(ju)有毒性(xing)，但當攝入(ru)過量或誤服過量的(de)鐵(tie)制劑時也可能導致鐵(tie)中毒。

短期暴露：吸(xi)入鐵粉或(huo)氧化鐵煙粉塵刺激(ji)呼(hu)吸(xi)道，引起咽喉發(fa)炎(yan)、咳嗽(sou)、呼(hu)吸(xi)短促、乏力、疲勞、寒戰、出汗、肌(ji)肉和關節疼痛；皮膚接觸熱(re)金屬(shu)會灼傷(shang)(shang)，眼(yan)睛接觸粉塵可導(dao)致發(fa)炎(yan)和灼傷(shang)(shang)；食入可導(dao)致昏睡、呆滯、心跳和呼(hu)吸(xi)加速、休克、吐血、腹瀉；

長期(qi)暴露(lu)：吸(xi)入過(guo)量會導致肺(fei)、脾(pi)、淋巴(ba)系統產生鐵積沉；吸(xi)入粉塵導致肺(fei)部產生色斑。

毒理資料

鐵(tie)(tie)及其氧化(hua)物(wu)(wu)的(de)蒸汽(qi)和煙氣會對人產(chan)生一種非(fei)致(zhi)命性的(de)刺激與病(bing)痛，稱(cheng)為金屬煙熱(re)癥。但鐵(tie)(tie)的(de)化(hua)合物(wu)(wu)羰基鐵(tie)(tie)Fe（CO）5卻(que)是(shi)極(ji)毒的(de)，羰基鐵(tie)(tie)遇熱(re)或在陽光照射下分(fen)解產(chan)生一氧化(hua)碳。

生理作用

鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)動物(wu)(wu)身(shen)體(ti)(ti)組織和(he)血(xue)液的(de)(de)極重(zhong)要(yao)的(de)(de)組成物(wu)(wu)。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)人(ren)(ren)體(ti)(ti)中(zhong)必需(xu)的(de)(de)痕量(liang)元素中(zhong)含量(liang)最高(gao)的(de)(de)一(yi)個，約占人(ren)(ren)體(ti)(ti)總(zong)重(zhong)量(liang)的(de)(de)0.006%。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)在人(ren)(ren)體(ti)(ti)內(nei)主要(yao)分(fen)(fen)布于血(xue)紅細胞中(zhong)，約占人(ren)(ren)體(ti)(ti)總(zong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)量(liang)的(de)(de)60%一(yi)70%。在鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)蛋(dan)白和(he)肌紅蛋(dan)白中(zhong)，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)則分(fen)(fen)別約占人(ren)(ren)體(ti)(ti)總(zong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)量(liang)的(de)(de)7%—15%和(he)3%—5%。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)不僅(jin)是(shi)(shi)人(ren)(ren)體(ti)(ti)血(xue)液中(zhong)交換與輸送(song)氧(yang)氣(qi)所必需(xu)的(de)(de)，而且又是(shi)(shi)某些酶（如(ru)過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)氫酶、過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)酶、苯丙(bing)氨(an)酸羥化(hua)(hua)酶等）和(he)許多氧(yang)化(hua)(hua)還原體(ti)(ti)系所不可(ke)缺少的(de)(de)元素，在生(sheng)物(wu)(wu)催(cui)化(hua)(hua)、在呼(hu)吸鏈上傳(chuan)遞電子等方面都起著重(zhong)要(yao)的(de)(de)作用。

血(xue)紅(hong)(hong)(hong)(hong)蛋(dan)(dan)白(bai)是(shi)由一種稱為珠(zhu)朊的(de)(de)(de)(de)(de)蛋(dan)(dan)白(bai)和含鐵的(de)(de)(de)(de)(de)亞鐵血(xue)紅(hong)(hong)(hong)(hong)素結(jie)(jie)合在一起(qi)組成的(de)(de)(de)(de)(de)，亞鐵血(xue)紅(hong)(hong)(hong)(hong)素是(shi)卟(bu)啉(lin)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵（Ⅱ）絡合物，在其中鐵（Ⅱ）原子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)配位(wei)數為6。鐵（Ⅱ）與卟(bu)啉(lin)平面上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)四(si)個(ge)吡咯環氮(dan)原子(zi)相(xiang)聯結(jie)(jie)，并(bing)與珠(zhu)朊上(shang)(shang)組氨酸的(de)(de)(de)(de)(de)咪(mi)唑氮(dan)在垂直于卟(bu)啉(lin)平面的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)向上(shang)(shang)聯結(jie)(jie)，第(di)六個(ge)位(wei)置(zhi)則可(ke)能被一個(ge)水分(fen)(fen)(fen)子(zi)所占據。這個(ge)結(jie)(jie)構允許在此(ci)第(di)六個(ge)配位(wei)位(wei)置(zhi)上(shang)(shang)可(ke)逆地吸(xi)放分(fen)(fen)(fen)子(zi)氧(yang)(yang)，使(shi)紅(hong)(hong)(hong)(hong)血(xue)球(qiu)得(de)以(yi)把氧(yang)(yang)分(fen)(fen)(fen)子(zi)輸載(zai)到(dao)身體的(de)(de)(de)(de)(de)各(ge)部分(fen)(fen)(fen)，這是(shi)動物呼吸(xi)作用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)機理(li)。血(xue)紅(hong)(hong)(hong)(hong)蛋(dan)(dan)白(bai)對一氧(yang)(yang)化碳(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)親(qin)合作用(yong)大(da)于對氧(yang)(yang)分(fen)(fen)(fen)子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)親(qin)合作用(yong)，生成碳(tan)氧(yang)(yang)血(xue)紅(hong)(hong)(hong)(hong)蛋(dan)(dan)白(bai)的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)是(shi)不可(ke)逆的(de)(de)(de)(de)(de)，這就導(dao)致了一氧(yang)(yang)化碳(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)劇毒性。

儲存運輸

儲存方法

放(fang)入緊封的儲藏(zang)器內(nei)，儲存于陰涼、干燥的庫(ku)房。

運輸方法

一般(ban)是鐵水運(yun)輸方式(shi)。

1.魚雷罐(guan)標準鐵路運輸方式魚雷罐(guan)具有(you)容量大、保溫(wen)性能好、重(zhong)心(xin)低、安全性高(gao)等(deng)特點(dian)，可作為(wei)鐵鋼(gang)(gang)界(jie)面間的緩沖(chong)環(huan)節，對煉鐵和煉鋼(gang)(gang)起著銜接、匹配、協調、緩沖(chong)的作用，在大型鋼(gang)(gang)鐵企業中得到(dao)廣(guang)泛應用。

2.鐵(tie)(tie)(tie)水罐(guan)(guan)運輸方(fang)式該(gai)方(fang)式采用鐵(tie)(tie)(tie)水罐(guan)(guan)作為鐵(tie)(tie)(tie)水從高(gao)爐(lu)到煉鋼的(de)運輸和儲存容器，從高(gao)爐(lu)出鐵(tie)(tie)(tie)場受(shou)鐵(tie)(tie)(tie)開始至煉鋼鐵(tie)(tie)(tie)水兌(dui)入轉爐(lu)終止(zhi)，全過(guo)程(cheng)采用一(yi)個鐵(tie)(tie)(tie)水罐(guan)(guan)，減(jian)少了魚(yu)雷罐(guan)(guan)運輸流程(cheng)中的(de)鐵(tie)(tie)(tie)水倒罐(guan)(guan)環節。