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鐵（Ferrum）是一(yi)種(zhong)金(jin)屬元(yuan)素，原子序數為26，位于周(zhou)期表第四(si)周(zhou)期，第VIII族。

純鐵(tie)(tie)是(shi)銀白色有光澤的金屬，密度7.86g/cm3，熔點1539℃。鐵(tie)(tie)除了有導(dao)電(dian)性(xing)、導(dao)熱(re)性(xing)、延展性(xing)外，還能被磁(ci)鐵(tie)(tie)吸引，具有鐵(tie)(tie)磁(ci)性(xing)。

鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的重要(yao)(yao)化(hua)合(he)物(wu)有三(san)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)二鐵(tie)(tie)(tie)(tie)、四氧(yang)(yang)(yang)化(hua)三(san)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)、氯化(hua)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)及鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的配合(he)物(wu)等。自(zi)然界(jie)中主(zhu)要(yao)(yao)礦物(wu)是赤鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦（主(zhu)要(yao)(yao)是三(san)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)二鐵(tie)(tie)(tie)(tie)），磁(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦（主(zhu)要(yao)(yao)是四氧(yang)(yang)(yang)化(hua)三(san)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)）和菱鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦（主(zhu)要(yao)(yao)是碳(tan)酸(suan)亞鐵(tie)(tie)(tie)(tie)）等。工業上用鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦、焦炭和石灰石混合(he)在(zai)高(gao)爐中冶煉而得，根據(ju)含碳(tan)量不同可(ke)分為生鐵(tie)(tie)(tie)(tie)、熟鐵(tie)(tie)(tie)(tie)和鋼。

研究簡史

古(gu)代(dai)社(she)會鐵(tie)(tie)(tie)器時代(dai)大(da)約(yue)起始于(yu)前2000年(nian)，但最早(zao)發現和使用的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)來(lai)自(zi)外空的(de)(de)(de)(de)(de)隕(yun)(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)。隕(yun)(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)鐵(tie)(tie)(tie)和鎳(nie)、鈷等金屬的(de)(de)(de)(de)(de)混合物、含(han)鐵(tie)(tie)(tie)量較高。在(zai)(zai)(zai)埃及(ji)(ji)、西南亞(ya)等地一(yi)(yi)些文明(ming)古(gu)國(guo)所發現的(de)(de)(de)(de)(de)最早(zao)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)器，都(dou)是(shi)(shi)由隕(yun)(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)加工(gong)而成的(de)(de)(de)(de)(de)。1972年(nian)中國(guo)河北(bei)省藁城縣臺西村出(chu)土了一(yi)(yi)把商代(dai)鐵(tie)(tie)(tie)刃(ren)青(qing)銅(tong)鉞，制(zhi)造年(nian)代(dai)約(yue)在(zai)(zai)(zai)前14世紀。在(zai)(zai)(zai)青(qing)銅(tong)鉞上嵌(qian)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)刃(ren)，是(shi)(shi)將隕(yun)(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)經加熱鍛(duan)打(da)后(hou)，和鉞體嵌(qian)鍛(duan)在(zai)(zai)(zai)一(yi)(yi)起的(de)(de)(de)(de)(de)。中國(guo)還曾出(chu)土過(guo)類似的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)刃(ren)銅(tong)鉞和鐵(tie)(tie)(tie)援(yuan)銅(tong)戈各一(yi)(yi)件，年(nian)代(dai)相當于(yu)商末周初，鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)(de)部分(fen)也(ye)是(shi)(shi)由隕(yun)(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)加工(gong)成的(de)(de)(de)(de)(de)。古(gu)埃及(ji)(ji)人(ren)把鐵(tie)(tie)(tie)叫做(zuo)“天(tian)石(shi)(shi)”，可見(jian)人(ren)類最早(zao)認識鐵(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)從隕(yun)(yun)(yun)石(shi)(shi)開始的(de)(de)(de)(de)(de)。天(tian)外來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)隕(yun)(yun)(yun)石(shi)(shi)數量很(hen)少(shao)，因此(ci)用隕(yun)(yun)(yun)石(shi)(shi)制(zhi)作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)器具(ju)當然稀少(shao)而珍(zhen)貴，同時還帶有神秘的(de)(de)(de)(de)(de)色彩。用隕(yun)(yun)(yun)石(shi)(shi)作(zuo)工(gong)具(ju)是(shi)(shi)很(hen)少(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)，所以對(dui)生產進(jin)步沒有什么明(ming)顯(xian)影響(xiang)，但通過(guo)隕(yun)(yun)(yun)石(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)利用，畢竟(jing)使人(ren)類最早(zao)接觸并認識到鐵(tie)(tie)(tie)。

冶(ye)鐵(tie)(tie)(tie)技(ji)術發(fa)(fa)明于原(yuan)始(shi)社(she)(she)(she)會(hui)的(de)(de)末期(qi)。冶(ye)鐵(tie)(tie)(tie)技(ji)術的(de)(de)發(fa)(fa)明，代表(biao)冶(ye)金史(shi)的(de)(de)一個新階段的(de)(de)開始(shi)。居住在(zai)亞(ya)(ya)(ya)美尼亞(ya)(ya)(ya)山(shan)地的(de)(de)基茲溫達部落在(zai)前2000年時(shi)，就發(fa)(fa)明了(le)一種煉鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)有(you)(you)效(xiao)方法，后(hou)來逐(zhu)步傳開了(le)。小亞(ya)(ya)(ya)細亞(ya)(ya)(ya)的(de)(de)赫梯人在(zai)前1400年左右(you)也已(yi)掌握了(le)冶(ye)鐵(tie)(tie)(tie)技(ji)術；兩河流域北部的(de)(de)亞(ya)(ya)(ya)述人，在(zai)前1300年已(yi)進(jin)入鐵(tie)(tie)(tie)器時(shi)代。鐵(tie)(tie)(tie)制(zhi)工(gong)(gong)具(ju)(ju)(ju)的(de)(de)大量出現，社(she)(she)(she)會(hui)生產(chan)力顯著(zhu)提高(gao)，從而對社(she)(she)(she)會(hui)的(de)(de)發(fa)(fa)展產(chan)生巨大影(ying)響(xiang)。有(you)(you)些(xie)民族因此而迅速地由(you)原(yuan)始(shi)公社(she)(she)(she)制(zhi)過渡(du)到奴隸(li)社(she)(she)(she)會(hui)。古希臘(la)和古羅馬的(de)(de)奴隸(li)社(she)(she)(she)會(hui)的(de)(de)產(chan)生，就是由(you)于鐵(tie)(tie)(tie)制(zhi)工(gong)(gong)具(ju)(ju)(ju)的(de)(de)廣泛(fan)使用(yong)，促使生產(chan)力大大提高(gao)的(de)(de)結果(guo)。在(zai)古代中國(guo)、埃及(ji)等(deng)文(wen)明古國(guo)，則因有(you)(you)適合農業耕作的(de)(de)沖積平原(yuan)，有(you)(you)便(bian)利的(de)(de)灌溉系統，所以在(zai)擁有(you)(you)青銅工(gong)(gong)具(ju)(ju)(ju)后(hou)，便(bian)已(yi)進(jin)入奴隸(li)社(she)(she)(she)會(hui)，而一旦鐵(tie)(tie)(tie)制(zhi)工(gong)(gong)具(ju)(ju)(ju)逐(zhu)步取(qu)代了(le)青銅工(gong)(gong)具(ju)(ju)(ju)，生產(chan)力獲得飛速發(fa)(fa)展，生產(chan)關系進(jin)一步發(fa)(fa)生變化，社(she)(she)(she)會(hui)便(bian)又前進(jin)一步向封建(jian)制(zhi)度過渡(du)。

冶鐵技術(shu)(shu)和(he)青(qing)(qing)銅冶煉技術(shu)(shu)一(yi)樣(yang)，首先(xian)是由于社會(hui)生(sheng)產發(fa)(fa)展的(de)(de)需要(yao)。青(qing)(qing)銅工具(ju)在生(sheng)產中的(de)(de)作用誘使人們(men)去尋找更(geng)多的(de)(de)金屬(shu)資源，但因銅礦分布不廣，錫(xi)、鉛礦更(geng)是稀少，人們(men)很自然地(di)要(yao)去尋找新(xin)的(de)(de)金屬(shu)。另外，在當時已具(ju)備了冶鐵的(de)(de)物質和(he)技術(shu)(shu)條件，特別是許多民族已有冶煉青(qing)(qing)銅的(de)(de)經驗(yan)，發(fa)(fa)明冶鐵技術(shu)(shu)是很自然的(de)(de)。

早期的(de)(de)(de)冶鐵(tie)(tie)技術(shu)，大(da)多采用(yong)“固(gu)體還(huan)原(yuan)法”，即冶鐵(tie)(tie)時，將(jiang)鐵(tie)(tie)礦石和木炭一層夾一層地碼放在(zai)爐窯中，點火焙燒，在(zai)650—1000℃溫度(du)下，利(li)用(yong)碳的(de)(de)(de)不(bu)完(wan)全燃燒，產生一氧(yang)化碳，使(shi)鐵(tie)(tie)礦中的(de)(de)(de)氧(yang)化鐵(tie)(tie)被還(huan)原(yuan)成(cheng)鐵(tie)(tie)。但(dan)由于溫度(du)不(bu)夠高，還(huan)原(yuan)出來的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)以塊(kuai)狀沉(chen)到爐底，人們只能(neng)待鐵(tie)(tie)煉(lian)成(cheng)爐窯冷(leng)卻后將(jiang)鐵(tie)(tie)塊(kuai)取出。這(zhe)種(zhong)鐵(tie)(tie)實際上是海綿鐵(tie)(tie)，表面粗(cu)糙，夾雜渣滓(zi)，不(bu)具有明顯金(jin)屬特征(zheng)，有的(de)(de)(de)其堅韌性還(huan)不(bu)如(ru)青(qing)(qing)銅(tong)。因(yin)此(ci)。中國古代人稱這(zhe)種(zhong)鐵(tie)(tie)為“惡金(jin)”。這(zhe)就造成(cheng)一種(zhong)情況，盡管(guan)冶鐵(tie)(tie)技術(shu)的(de)(de)(de)發明雖比青(qing)(qing)銅(tong)技術(shu)只稍(shao)晚一些，但(dan)在(zai)有發達的(de)(de)(de)青(qing)(qing)銅(tong)冶煉(lian)業(ye)的(de)(de)(de)民族那里，鐵(tie)(tie)器的(de)(de)(de)廣泛使(shi)用(yong)卻常較使(shi)用(yong)青(qing)(qing)銅(tong)器推(tui)遲了(le)很多年。

在人們經(jing)過(guo)一段實(shi)踐摸(mo)索的(de)認識(shi)過(guo)程后，終于(yu)(yu)發現(xian)，將(jiang)煉出的(de)鐵(tie)(tie)塊反(fan)復(fu)加熱和壓延錘(chui)打，才能使鐵(tie)(tie)柔韌不(bu)脆。人們還(huan)發現(xian)將(jiang)赤(chi)熱的(de)鍛鐵(tie)(tie)猛淬入冷水(shui)，會變成堅(jian)韌的(de)好鐵(tie)(tie)。這(zhe)種(zhong)好鐵(tie)(tie)的(de)性能遠(yuan)遠(yuan)超越(yue)于(yu)(yu)青(qing)銅之上。當(dang)人們能廣泛用這(zhe)種(zhong)鍛鐵(tie)(tie)制造工具時，青(qing)銅工具才逐漸被鐵(tie)(tie)器取代。

理化性質

物理性質

鐵(tie)(tie)是一(yi)(yi)種銀(yin)白色(se)頗軟的(de)金(jin)(jin)(jin)屬，有良(liang)好的(de)延(yan)展(zhan)性(xing)(xing)，鐵(tie)(tie)的(de)性(xing)(xing)質會(hui)因摻(chan)雜(za)了痕量的(de)其它元(yuan)素而(er)發生變化(hua)。鐵(tie)(tie)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)在極大程度上決定于所(suo)含的(de)雜(za)質，并且會(hui)因退火的(de)程度而(er)變。鐵(tie)(tie)的(de)純度越(yue)高(gao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)導率(lv)越(yue)大，且降低了鐵(tie)(tie)的(de)滯后損(sun)失。以鐵(tie)(tie)和(he)鈷(gu)為(wei)基(ji)(ji)體(ti)的(de)鋼或合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)用于制造永(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)，常用鐵(tie)(tie)與其它鐵(tie)(tie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)金(jin)(jin)(jin)屬鈷(gu)和(he)鎳所(suo)制的(de)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)，例(li)如(ru)FeNi和(he)FeNi?都(dou)有很高(gao)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)導率(lv)。鐵(tie)(tie)一(yi)(yi)鈷(gu)一(yi)(yi)鎳系的(de)永(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)和(he)鐵(tie)(tie)氧體(ti)磁(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)材(cai)料屬于第(di)一(yi)(yi)代(dai)合(he)(he)成的(de)永(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)。近(jin)20年(nian)來發展(zhan)的(de)第(di)二(er)代(dai)永(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)是稀土(tu)鈷(gu)系合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)，如(ru)SmCo5和(he)Sm2Co17等，近(jin)10年(nian)來則發展(zhan)了第(di)三代(dai)永(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)Nd一(yi)(yi)Fe一(yi)(yi)B系合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)。近(jin)年(nian)又發展(zhan)起來Sm一(yi)(yi)Fe一(yi)(yi)N系永(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)，是以Sm2Fe17為(wei)基(ji)(ji)質進(jin)行滲氮而(er)得(de)到(dao)的(de)一(yi)(yi)種綜合(he)(he)性(xing)(xing)能優越(yue)的(de)永(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)，有可能成為(wei)第(di)四(si)代(dai)新型永(yong)磁(ci)(ci)(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)(zai)高(gao)溫下吸收氫(qing)生(sheng)(sheng)成(cheng)固溶(rong)體。在(zai)(zai)溫度(du)高(gao)于(yu)800℃時(shi)(shi)鐵(tie)(tie)能與(yu)(yu)(yu)少量(liang)(liang)氮反應(ying)(ying)(ying)，但反應(ying)(ying)(ying)速度(du)很(hen)慢，在(zai)(zai)溫度(du)超(chao)過400℃時(shi)(shi)很(hen)容(rong)易(yi)與(yu)(yu)(yu)氨氣(qi)(qi)反應(ying)(ying)(ying)，生(sheng)(sheng)成(cheng)Fe?N。這是鋼(gang)鐵(tie)(tie)表(biao)面氮化生(sheng)(sheng)成(cheng)硬保護膜層的(de)反應(ying)(ying)(ying)原理。鐵(tie)(tie)容(rong)易(yi)和(he)大多數非金屬在(zai)(zai)適(shi)當高(gao)溫下反應(ying)(ying)(ying)生(sheng)(sheng)成(cheng)二元化合物。鐵(tie)(tie)與(yu)(yu)(yu)氧的(de)反應(ying)(ying)(ying)決定于(yu)反應(ying)(ying)(ying)條(tiao)件，新還原出來的(de)微(wei)細鐵(tie)(tie)粉在(zai)(zai)空氣(qi)(qi)中室(shi)溫下就會自燃。塊狀鐵(tie)(tie)在(zai)(zai)溫度(du)超(chao)過150℃時(shi)(shi)在(zai)(zai)干(gan)燥空氣(qi)(qi)中就開始氧化，在(zai)(zai)過量(liang)(liang)氧氣(qi)(qi)中生(sheng)(sheng)成(cheng)的(de)主要產物是Fe?O?和(he)Fe?O?，高(gao)于(yu)575℃和(he)低(di)氧空氣(qi)(qi)中則(ze)主要氧化產物為FeO。鐵(tie)(tie)與(yu)(yu)(yu)硫或磷反應(ying)(ying)(ying)時(shi)(shi)放出大量(liang)(liang)熱，分別生(sheng)(sheng)成(cheng)FeS和(he)Fe?P。鹵素則(ze)可在(zai)(zai)較低(di)溫度(du)（-200℃）與(yu)(yu)(yu)鐵(tie)(tie)反應(ying)(ying)(ying)，氟、氯和(he)溴(xiu)與(yu)(yu)(yu)鐵(tie)(tie)反應(ying)(ying)(ying)生(sheng)(sheng)成(cheng)Fe（Ⅲ）化合物FeX?，而碘則(ze)只(zhi)生(sheng)(sheng)成(cheng)Fe（Ⅰ）化合物FeI?。

同化合物的反應

以上(shang)電勢表明，單質鐵(tie)(tie)(tie)在(zai)(zai)酸(suan)性溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)是一種(zhong)(zhong)還(huan)原劑(ji)，而在(zai)(zai)堿(jian)性溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)則是一種(zhong)(zhong)更強的(de)(de)還(huan)原劑(ji)。依照鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)電勢在(zai)(zai)電位序中(zhong)的(de)(de)位置(zhi)(zhi)。可以從稀(xi)(xi)酸(suan)水溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)置(zhi)(zhi)換(huan)出氫氣，能(neng)從銅(tong)(tong)（Ⅱ）鹽(yan)(yan)(yan)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)置(zhi)(zhi)換(huan)銅(tong)(tong)，本身則轉(zhuan)化成(cheng)鐵(tie)(tie)(tie)（Ⅱ）鹽(yan)(yan)(yan)。當(dang)用(yong)普通(tong)鐵(tie)(tie)(tie)與稀(xi)(xi)硫(liu)酸(suan)或鹽(yan)(yan)(yan)酸(suan)反應時，放出的(de)(de)氫氣有(you)(you)一種(zhong)(zhong)極特別的(de)(de)氣味，這是由于氫氣中(zhong)夾雜了鐵(tie)(tie)(tie)中(zhong)雜質元素（如碳、硫(liu)、磷、砷等）的(de)(de)氫化物所(suo)致(zhi)。氧化性酸(suan)，如硝(xiao)(xiao)酸(suan)、冷稀(xi)(xi)酸(suan)仍可與鐵(tie)(tie)(tie)生(sheng)成(cheng)鐵(tie)(tie)(tie)（Ⅱ）鹽(yan)(yan)(yan)，但熱濃(nong)酸(suan)只能(neng)生(sheng)成(cheng)鐵(tie)(tie)(tie)（Ⅲ）鹽(yan)(yan)(yan)。當(dang)鐵(tie)(tie)(tie)與濃(nong)硝(xiao)(xiao)酸(suan)短時間接(jie)觸后，便表現(xian)有(you)(you)抗御與硝(xiao)(xiao)酸(suan)進一步反應的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)，稱為表面鈍化，不再(zai)能(neng)溶(rong)(rong)于稀(xi)(xi)硝(xiao)(xiao)酸(suan)，也不再(zai)能(neng)從銅(tong)(tong)（Ⅱ）鹽(yan)(yan)(yan)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)置(zhi)(zhi)換(huan)銅(tong)(tong)，但它能(neng)溶(rong)(rong)于還(huan)原性酸(suan)，如稀(xi)(xi)鹽(yan)(yan)(yan)酸(suan)中(zhong)。這種(zhong)(zhong)鈍化作(zuo)(zuo)用(yong)是由于在(zai)(zai)鐵(tie)(tie)(tie)表面上(shang)生(sheng)成(cheng)了一層(ceng)氧化物保護(hu)膜。用(yong)其它氧化劑(ji)，如鉻（Ⅵ）酸(suan)也可以使鐵(tie)(tie)(tie)表面鈍化。

鐵(tie)在(zai)(zai)高(gao)(gao)于(yu)500℃時可以(yi)快(kuai)速地同水蒸氣反應放出(chu)氫(qing)氣，溫(wen)度(du)(du)低(di)于(yu)570℃時生成的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)是(shi)Fe3O4，而高(gao)(gao)于(yu)此(ci)溫(wen)度(du)(du)時生成的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)是(shi)FeO。二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)也可以(yi)同樣地與(yu)鐵(tie)反應生成這兩種氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)（決定于(yu)溫(wen)度(du)(du)條件），同時二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)被(bei)還原成一氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)。鐵(tie)粉在(zai)(zai)100一200℃與(yu)200atm的(de)一氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)反應生成揮發性的(de)劇毒化(hua)(hua)合物(wu)五羰(tang)合鐵(tie)Fe（CO）5。

鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)蝕(shi)是(shi)(shi)(shi)(shi)鐵(tie)(tie)與空氣和(he)水發(fa)生作(zuo)用(yong)生成水合氧化物的(de)(de)(de)(de)過程。這是(shi)(shi)(shi)(shi)一個特殊的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)問題，因為(wei)有重大的(de)(de)(de)(de)經濟重要(yao)性而受到(dao)重視。鐵(tie)(tie)在(zai)(zai)室(shi)溫下(xia)的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)蝕(shi)現象與水、氧氣和(he)一種電解質的(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai)是(shi)(shi)(shi)(shi)不可少的(de)(de)(de)(de)。二(er)氧化碳對鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)蝕(shi)影響(xiang)不大，高濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)二(er)氧化碳氣氛其實對鐵(tie)(tie)還有表(biao)面(mian)保護作(zuo)用(yong)。鐵(tie)(tie)完(wan)全浸泡在(zai)(zai)表(biao)面(mian)上(shang)有空氣的(de)(de)(de)(de)淡水或鹽(yan)水中(zhong)會(hui)(hui)發(fa)生緩(huan)慢(man)的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)蝕(shi)作(zuo)用(yong)，但如果(guo)此鐵(tie)(tie)是(shi)(shi)(shi)(shi)部分(fen)浸沒的(de)(de)(de)(de)，在(zai)(zai)鐵(tie)(tie)一水交界面(mian)上(shang)的(de)(de)(de)(de)氧氣會(hui)(hui)迅速得(de)到(dao)補(bu)充(chong)，便會(hui)(hui)發(fa)生快速的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)蝕(shi)。在(zai)(zai)空氣中(zhong)，如果(guo)濕度(du)達到(dao)50（水蒸氣分(fen)壓約(yue)為(wei)6mmHg），鐵(tie)(tie)件會(hui)(hui)開(kai)始發(fa)生銹(xiu)蝕(shi)；如果(guo)濕度(du)達到(dao)80%，則鐵(tie)(tie)件會(hui)(hui)發(fa)生嚴重的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)蝕(shi)。

此時溶液中(zhong)的(de)Fe2?和OH?在氧氣的(de)作用(yong)下便生成(cheng)了(le)黃棕色的(de)水合氧化鐵（Ⅲ）沉淀物鐵銹。

大(da)(da)氣(qi)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)速度會因(yin)(yin)塵埃(ai)粒子和(he)二氧(yang)化(hua)硫(liu)的(de)(de)(de)(de)存在而大(da)(da)大(da)(da)被(bei)加速。在濱海(hai)地區，空(kong)(kong)氣(qi)塵埃(ai)中(zhong)(zhong)含有鹽分，如果沒(mei)有其(qi)它促銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)因(yin)(yin)素的(de)(de)(de)(de)話，銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)速度將(jiang)(jiang)隨(sui)距海(hai)的(de)(de)(de)(de)距離而變，距海(hai)越遠銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)速度越慢。在城區和(he)工業區，空(kong)(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)二氧(yang)化(hua)硫(liu)將(jiang)(jiang)是(shi)(shi)促銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)的(de)(de)(de)(de)主要因(yin)(yin)素。在空(kong)(kong)氣(qi)和(he)水的(de)(de)(de)(de)作用(yong)下，二氧(yang)化(hua)硫(liu)轉(zhuan)化(hua)成(cheng)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)，硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)將(jiang)(jiang)侵(qin)蝕(shi)(shi)鐵(tie)(tie)制器件。當鐵(tie)(tie)或(huo)(huo)鋼的(de)(de)(de)(de)表(biao)面上(shang)出現(xian)了(le)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)鐵(tie)(tie)（Ⅱ）之后，在潮濕(shi)空(kong)(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)，即(ji)使不再(zai)有二氧(yang)化(hua)硫(liu)，銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)過(guo)程就繼續進行。防止(zhi)鐵(tie)(tie)器銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)方法之一(yi)是(shi)(shi)在表(biao)面涂刷(shua)阻銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)劑，如氫氧(yang)化(hua)鈉(na)、磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)鈉(na)或(huo)(huo)鉻酸(suan)(suan)(suan)鉀溶液。還(huan)有一(yi)種(zhong)(zhong)“磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)鹽化(hua)處(chu)理”，是(shi)(shi)將(jiang)(jiang)鐵(tie)(tie)器浸置在磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)錳（Ⅱ）或(huo)(huo)磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)鋅（Ⅱ）溶液中(zhong)(zhong)，使鐵(tie)(tie)表(biao)面上(shang)生成(cheng)一(yi)層磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)鐵(tie)(tie)（Ⅱ）蓋層。還(huan)有一(yi)種(zhong)(zhong)防銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)辦法是(shi)(shi)在鐵(tie)(tie)表(biao)面上(shang)遮(zhe)鍍(du)(du)一(yi)層其(qi)它金屬，如鍍(du)(du)鋅鐵(tie)(tie)（白鐵(tie)(tie)）、鍍(du)(du)錫鐵(tie)(tie)（馬(ma)口鐵(tie)(tie)）等。涂刷(shua)紅鉛漆或(huo)(huo)油漆也是(shi)(shi)常(chang)用(yong)的(de)(de)(de)(de)防銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)辦法。

制備方法

工業制備

純鐵可(ke)用(yong)氫還(huan)原(yuan)(yuan)純氧(yang)(yang)化(hua)鐵或氫氧(yang)(yang)化(hua)鐵來制備。例(li)如將(jiang)氫氧(yang)(yang)化(hua)鐵在純氫氣(qi)流中(zhong)加熱，并將(jiang)溫度從400℃升(sheng)高至700℃直到還(huan)原(yuan)(yuan)過程完成。還(huan)原(yuan)(yuan)鐵冷卻后吸收(shou)的(de)氫量可(ke)以忽略不計，在低溫（360一530℃）下還(huan)原(yuan)(yuan)氧(yang)(yang)化(hua)物所得純鐵是(shi)粉末(mo)狀(zhuang)固(gu)體，遇空(kong)氣(qi)會著火(huo)。

將(jiang)五羰合鐵(tie)Fe（CO）5氣化并在250℃左右使之分解(jie)可得到(dao)不含(han)任何雜質的微細粉末(mo)狀純(chun)鐵(tie)，將(jiang)這種純(chun)鐵(tie)在高(gao)真空下煅燒可以(yi)(yi)除去(qu)殘留在鐵(tie)中的痕量碳和氧，以(yi)(yi)一氧化碳的形式被除去(qu)。

單質鐵(tie)(tie)的(de)制備(bei)一(yi)般采(cai)用冶煉法。以赤鐵(tie)(tie)礦(kuang)（Fe2O3）或磁(ci)鐵(tie)(tie)礦(kuang)（Fe3O4）為(wei)原料，與焦炭(tan)(tan)和助溶劑在熔礦(kuang)爐(lu)內(nei)反(fan)應(ying)，焦炭(tan)(tan)燃(ran)燒產生二氧化(hua)碳(tan)（CO2），二氧化(hua)碳(tan)與過量的(de)焦炭(tan)(tan)接(jie)觸就生成(cheng)一(yi)氧化(hua)碳(tan)（CO），一(yi)氧化(hua)碳(tan)和礦(kuang)石(shi)內(nei)的(de)氧化(hua)鐵(tie)(tie)作用就生成(cheng)金屬鐵(tie)(tie)。加(jia)入(ru)CaCO3在高溫下生成(cheng)CaO除去(qu)鐵(tie)(tie)礦(kuang)石(shi)中(zhong)的(de)SiO2，生成(cheng)CaSiO3（爐(lu)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)驗室通常用一氧化碳(tan)還(huan)原氧化鐵制備少量單質鐵。

應用領域

工業用途

鐵(tie)用(yong)于農藥、粉(fen)末冶(ye)金(jin)、熱(re)氫發生器、凝膠推進劑、燃燒活(huo)性(xing)劑、催化(hua)劑、水清潔(jie)吸附劑、燒結(jie)活(huo)性(xing)劑、粉(fen)末冶(ye)金(jin)制(zhi)(zhi)品(pin)、各種機(ji)械零部(bu)件制(zhi)(zhi)品(pin)、硬質合金(jin)材料制(zhi)(zhi)品(pin)等(deng)。純鐵(tie)用(yong)于制(zhi)(zhi)發電機(ji)和電動機(ji)的鐵(tie)芯(xin)，還原(yuan)鐵(tie)粉(fen)用(yong)于粉(fen)末冶(ye)金(jin)，鋼鐵(tie)用(yong)于制(zhi)(zhi)造機(ji)器和工具(ju)。此(ci)外，鐵(tie)及其(qi)化(hua)合物(wu)還用(yong)于制(zhi)(zhi)磁(ci)鐵(tie)、藥物(wu)、墨水、顏(yan)料、磨料等(deng)。

鐵的(de)(de)最重要用途是冶煉鋼和合(he)(he)金(jin)，少部(bu)分(fen)的(de)(de)鐵以(yi)鑄鐵和生鐵的(de)(de)形式(shi)應(ying)用。鐵是特種合(he)(he)金(jin)鋼的(de)(de)重要組(zu)成部(bu)分(fen)，特種合(he)(he)金(jin)鋼材料的(de)(de)鐵含量有(you)時(shi)低于50%，其它(ta)組(zu)成物有(you)鉻、鎳、鈷(gu)等。在某(mou)些鎳基合(he)(he)金(jin)和鈷(gu)基合(he)(he)金(jin)中(zhong)鐵僅(jin)為低含量組(zu)成物，有(you)時(shi)低于10%。

醫療用途

鐵(tie)(tie)(tie)有(you)一些少(shao)數(shu)化(hua)合物可作為(wei)人的內服(fu)藥(yao)物，例如硫(liu)(liu)酸(suan)亞鐵(tie)(tie)(tie)曾用為(wei)兒童缺鐵(tie)(tie)(tie)性貧血的治療(liao)藥(yao)劑(ji)，但也(ye)有(you)報道說(shuo)有(you)兒童誤服(fu)大量硫(liu)(liu)酸(suan)亞鐵(tie)(tie)(tie)而導致死亡的事例。誤服(fu)有(you)毒鐵(tie)(tie)(tie)化(hua)合物的治療(liao)一般(ban)為(wei)內服(fu)碳酸(suan)氫鈉（小蘇(su)打）水溶(rong)液和(he)致嘔(ou)吐藥(yao)劑(ji)。

分布情況

鐵(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)地(di)殼中第四個豐度最(zui)大的(de)(de)(de)(de)元素，人們認為地(di)球(qiu)的(de)(de)(de)(de)核心主要(yao)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)由鐵(tie)(tie)(tie)(tie)構(gou)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)。在地(di)殼中存在的(de)(de)(de)(de)單質鐵(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)極為少見的(de)(de)(de)(de)，但(dan)廣泛(fan)以化合態(tai)出現(xian)，許多(duo)礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)由于含(han)(han)有鐵(tie)(tie)(tie)(tie)化合物(wu)(wu)(wu)(wu)而(er)(er)呈現(xian)特有的(de)(de)(de)(de)顏色(se)。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)最(zui)重(zhong)要(yao)礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)氧化物(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)碳酸鹽(yan)。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)含(han)(han)量最(zui)高(gao)的(de)(de)(de)(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)磁(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)（Fe3O4），磁(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)一種黑色(se)有鐵(tie)(tie)(tie)(tie)磁(ci)性的(de)(de)(de)(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)，磁(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)(de)一個變(bian)種稱為“羅底石”（Lodestone）。赤鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)（Fe2O3）為紅(hong)棕色(se)礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)，含(han)(han)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)量最(zui)高(gao)可(ke)達70%。褐鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)氧化鐵(tie)(tie)(tie)(tie)（Ⅲ）礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)一個變(bian)種，褐鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)含(han)(han)有可(ke)變(bian)量的(de)(de)(de)(de)水，但(dan)其近似組成(cheng)往往是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)2Fe2O3?3H2O。碳酸鐵(tie)(tie)(tie)(tie)FeCO3。出現(xian)為菱鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)，碳酸鹽(yan)礦(kuang)(kuang)(kuang)往往與黏(nian)土和(he)煤共生(sheng)，稱為鐵(tie)(tie)(tie)(tie)石。黃(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)（FeS2）是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)一種常見的(de)(de)(de)(de)脈石礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)，但(dan)黃(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)不直接用為鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)，因為黃(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)有很高(gao)含(han)(han)量的(de)(de)(de)(de)硫而(er)(er)被看成(cheng)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)一種重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)(de)非金(jin)屬(shu)化工原料礦(kuang)(kuang)(kuang)。在自(zi)然界中還(huan)存在有多(duo)種多(duo)樣的(de)(de)(de)(de)硅酸鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)。

安全措施

環境危害

（1）侵(qin)占土地(di)城市(shi)生活垃圾如不能得到及時處理和處置，將(jiang)會占用(yong)農田，破(po)壞農業生產，以及地(di)貌、植被、自然景觀等。

（2）廢鐵的(de)堆積，產生銹味，嚴重影響了空氣質(zhi)量。

健康危害

鐵(tie)本(ben)身不具有毒(du)性(xing)，但當(dang)攝入過(guo)量(liang)(liang)或誤服過(guo)量(liang)(liang)的鐵(tie)制劑時也(ye)可能導(dao)致鐵(tie)中毒(du)。

短期(qi)暴(bao)露(lu)：吸入(ru)鐵(tie)粉或氧化鐵(tie)煙粉塵(chen)(chen)刺激呼吸道(dao)，引起咽(yan)喉發炎(yan)、咳(ke)嗽、呼吸短促、乏力、疲勞(lao)、寒戰、出汗、肌(ji)肉和(he)關節(jie)疼痛；皮膚(fu)接觸(chu)熱(re)金屬會(hui)灼(zhuo)傷，眼(yan)睛(jing)接觸(chu)粉塵(chen)(chen)可導致(zhi)發炎(yan)和(he)灼(zhuo)傷；食(shi)入(ru)可導致(zhi)昏(hun)睡、呆滯、心跳和(he)呼吸加速、休克、吐血(xue)、腹瀉；

長期暴露：吸(xi)入過量會導致(zhi)肺(fei)、脾、淋巴系統產生鐵積沉；吸(xi)入粉塵(chen)導致(zhi)肺(fei)部產生色斑。

毒理資料

鐵(tie)(tie)及(ji)其氧化物的蒸汽和煙(yan)氣會(hui)對(dui)人產生一(yi)種非致命性的刺(ci)激(ji)與病痛，稱為金(jin)屬煙(yan)熱(re)癥。但鐵(tie)(tie)的化合物羰基鐵(tie)(tie)Fe（CO）5卻是極毒的，羰基鐵(tie)(tie)遇(yu)熱(re)或在(zai)陽光照射下分解產生一(yi)氧化碳。

生理作用

鐵(tie)(tie)(tie)(tie)是動物身體組(zu)(zu)織和血液的(de)(de)(de)極重要(yao)的(de)(de)(de)組(zu)(zu)成(cheng)物。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)是人(ren)體中必需(xu)的(de)(de)(de)痕量元(yuan)素(su)中含量最高的(de)(de)(de)一個，約占(zhan)人(ren)體總重量的(de)(de)(de)0.006%。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)在人(ren)體內主要(yao)分布于血紅(hong)細(xi)胞中，約占(zhan)人(ren)體總鐵(tie)(tie)(tie)(tie)量的(de)(de)(de)60%一70%。在鐵(tie)(tie)(tie)(tie)蛋(dan)白和肌紅(hong)蛋(dan)白中，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)則分別(bie)約占(zhan)人(ren)體總鐵(tie)(tie)(tie)(tie)量的(de)(de)(de)7%—15%和3%—5%。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)不僅(jin)是人(ren)體血液中交(jiao)換(huan)與輸送氧氣(qi)所必需(xu)的(de)(de)(de)，而且又是某(mou)些酶(mei)（如過(guo)氧化(hua)氫酶(mei)、過(guo)氧化(hua)物酶(mei)、苯丙氨酸羥化(hua)酶(mei)等）和許多氧化(hua)還原體系(xi)所不可缺少的(de)(de)(de)元(yuan)素(su)，在生物催化(hua)、在呼吸鏈上(shang)傳遞電子等方(fang)面都起(qi)著重要(yao)的(de)(de)(de)作用。

血(xue)(xue)紅(hong)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)是由一(yi)(yi)種稱為珠朊的(de)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)和含鐵(tie)的(de)亞(ya)鐵(tie)血(xue)(xue)紅(hong)素結合(he)在(zai)一(yi)(yi)起組成(cheng)(cheng)的(de)，亞(ya)鐵(tie)血(xue)(xue)紅(hong)素是卟啉的(de)鐵(tie)（Ⅱ）絡合(he)物，在(zai)其中鐵(tie)（Ⅱ）原(yuan)子(zi)(zi)的(de)配位(wei)數為6。鐵(tie)（Ⅱ）與卟啉平面上的(de)四個(ge)(ge)吡(bi)咯環氮(dan)原(yuan)子(zi)(zi)相聯(lian)結，并與珠朊上組氨酸的(de)咪唑氮(dan)在(zai)垂直于(yu)卟啉平面的(de)方向上聯(lian)結，第(di)六(liu)個(ge)(ge)位(wei)置則可能(neng)被(bei)一(yi)(yi)個(ge)(ge)水(shui)分子(zi)(zi)所占(zhan)據。這個(ge)(ge)結構允(yun)許在(zai)此第(di)六(liu)個(ge)(ge)配位(wei)位(wei)置上可逆地吸放分子(zi)(zi)氧(yang)，使紅(hong)血(xue)(xue)球得以把氧(yang)分子(zi)(zi)輸載到身體的(de)各部(bu)分，這是動物呼吸作(zuo)(zuo)用的(de)機理。血(xue)(xue)紅(hong)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)對(dui)(dui)一(yi)(yi)氧(yang)化(hua)碳(tan)的(de)親合(he)作(zuo)(zuo)用大于(yu)對(dui)(dui)氧(yang)分子(zi)(zi)的(de)親合(he)作(zuo)(zuo)用，生成(cheng)(cheng)碳(tan)氧(yang)血(xue)(xue)紅(hong)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)的(de)過程是不(bu)可逆的(de)，這就導致了一(yi)(yi)氧(yang)化(hua)碳(tan)的(de)劇毒性。

儲存運輸

儲存方法

放入緊封的(de)儲(chu)藏器內，儲(chu)存(cun)于(yu)陰涼、干(gan)燥的(de)庫(ku)房。

運輸方法

一般是(shi)鐵水運輸(shu)方(fang)式。

1.魚雷罐標準(zhun)鐵路運輸(shu)方式魚雷罐具(ju)有容量大、保溫性能好、重(zhong)心低(di)、安全性高等(deng)特點，可作為鐵鋼界(jie)面間的緩沖(chong)環(huan)節，對煉鐵和煉鋼起著銜接、匹(pi)配、協調(diao)、緩沖(chong)的作用，在大型(xing)鋼鐵企業中(zhong)得到(dao)廣泛應用。

2.鐵(tie)(tie)水(shui)罐(guan)運輸(shu)方(fang)式該方(fang)式采(cai)用鐵(tie)(tie)水(shui)罐(guan)作為鐵(tie)(tie)水(shui)從(cong)高爐(lu)到煉鋼的(de)運輸(shu)和儲存(cun)容器，從(cong)高爐(lu)出鐵(tie)(tie)場受(shou)鐵(tie)(tie)開始至煉鋼鐵(tie)(tie)水(shui)兌(dui)入轉爐(lu)終止，全過程采(cai)用一個鐵(tie)(tie)水(shui)罐(guan)，減少(shao)了魚雷罐(guan)運輸(shu)流程中的(de)鐵(tie)(tie)水(shui)倒(dao)罐(guan)環節(jie)。