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

純(chun)鐵是銀白(bai)色有(you)(you)光澤(ze)的金屬，密度7.86g/cm3，熔點(dian)1539℃。鐵除(chu)了有(you)(you)導電性(xing)(xing)(xing)、導熱(re)性(xing)(xing)(xing)、延展(zhan)性(xing)(xing)(xing)外，還(huan)能被磁鐵吸(xi)引(yin)，具有(you)(you)鐵磁性(xing)(xing)(xing)。

鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的重要(yao)化(hua)合物(wu)有三(san)(san)氧化(hua)二鐵(tie)(tie)(tie)(tie)、四氧化(hua)三(san)(san)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)、氯化(hua)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)及鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的配合物(wu)等。自然界(jie)中主(zhu)要(yao)礦物(wu)是赤鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦（主(zhu)要(yao)是三(san)(san)氧化(hua)二鐵(tie)(tie)(tie)(tie)），磁鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦（主(zhu)要(yao)是四氧化(hua)三(san)(san)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)）和菱鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦（主(zhu)要(yao)是碳酸亞(ya)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)）等。工業上(shang)用鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦、焦炭(tan)和石(shi)灰石(shi)混合在高爐(lu)中冶煉而得(de)，根據含(han)碳量(liang)不同可(ke)分為生鐵(tie)(tie)(tie)(tie)、熟(shu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)和鋼。

研究簡史

古代(dai)(dai)社會鐵(tie)(tie)(tie)器(qi)時代(dai)(dai)大約(yue)起始于前(qian)2000年(nian)(nian)(nian)，但(dan)最(zui)早(zao)(zao)發現和使用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)來(lai)自外空(kong)的(de)(de)(de)(de)(de)隕(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)。隕(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)鐵(tie)(tie)(tie)和鎳、鈷等(deng)金屬的(de)(de)(de)(de)(de)混(hun)合物、含鐵(tie)(tie)(tie)量(liang)較高。在埃(ai)及、西南(nan)亞等(deng)地(di)一(yi)些文明古國所發現的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)早(zao)(zao)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)器(qi)，都是(shi)(shi)由(you)隕(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)加工而(er)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)。1972年(nian)(nian)(nian)中(zhong)國河北省藁城縣臺西村出(chu)土(tu)了一(yi)把商代(dai)(dai)鐵(tie)(tie)(tie)刃青銅(tong)鉞(yue)，制造(zao)年(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)約(yue)在前(qian)14世紀。在青銅(tong)鉞(yue)上嵌(qian)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)刃，是(shi)(shi)將隕(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)經加熱鍛(duan)打后，和鉞(yue)體嵌(qian)鍛(duan)在一(yi)起的(de)(de)(de)(de)(de)。中(zhong)國還曾出(chu)土(tu)過(guo)類似的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)刃銅(tong)鉞(yue)和鐵(tie)(tie)(tie)援銅(tong)戈各一(yi)件，年(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)相當(dang)于商末周初(chu)，鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)分也是(shi)(shi)由(you)隕(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)加工成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)。古埃(ai)及人把鐵(tie)(tie)(tie)叫做“天(tian)石”，可(ke)見人類最(zui)早(zao)(zao)認識鐵(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)從(cong)隕(yun)(yun)石開始的(de)(de)(de)(de)(de)。天(tian)外來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)隕(yun)(yun)石數量(liang)很少(shao)，因此用(yong)(yong)(yong)隕(yun)(yun)石制作(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)器(qi)具當(dang)然稀少(shao)而(er)珍貴，同時還帶有神秘(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)色彩(cai)。用(yong)(yong)(yong)隕(yun)(yun)石作(zuo)(zuo)工具是(shi)(shi)很少(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)，所以對生產進步沒有什(shen)么明顯影響，但(dan)通(tong)過(guo)隕(yun)(yun)石的(de)(de)(de)(de)(de)利用(yong)(yong)(yong)，畢竟使人類最(zui)早(zao)(zao)接觸(chu)并認識到鐵(tie)(tie)(tie)。

冶(ye)鐵(tie)(tie)技術發明于原始(shi)社(she)(she)會(hui)的(de)(de)(de)末期。冶(ye)鐵(tie)(tie)技術的(de)(de)(de)發明，代(dai)表冶(ye)金史的(de)(de)(de)一(yi)(yi)個新階段的(de)(de)(de)開始(shi)。居住在(zai)亞(ya)(ya)美尼亞(ya)(ya)山(shan)地(di)(di)的(de)(de)(de)基(ji)茲溫達部落在(zai)前2000年時，就(jiu)發明了(le)一(yi)(yi)種煉鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)有效(xiao)方(fang)法，后來逐(zhu)步傳開了(le)。小亞(ya)(ya)細亞(ya)(ya)的(de)(de)(de)赫梯人在(zai)前1400年左右也已掌握(wo)了(le)冶(ye)鐵(tie)(tie)技術；兩(liang)河流域北部的(de)(de)(de)亞(ya)(ya)述人，在(zai)前1300年已進入(ru)鐵(tie)(tie)器(qi)時代(dai)。鐵(tie)(tie)制(zhi)工具(ju)的(de)(de)(de)大(da)量出現，社(she)(she)會(hui)生(sheng)產(chan)(chan)力(li)顯著提高(gao)，從而對社(she)(she)會(hui)的(de)(de)(de)發展(zhan)產(chan)(chan)生(sheng)巨大(da)影響。有些民(min)族因此而迅速地(di)(di)由(you)原始(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)(de)奴隸社(she)(she)會(hui)的(de)(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)，就(jiu)是由(you)于鐵(tie)(tie)制(zhi)工具(ju)的(de)(de)(de)廣泛(fan)使用(yong)，促使生(sheng)產(chan)(chan)力(li)大(da)大(da)提高(gao)的(de)(de)(de)結果。在(zai)古(gu)代(dai)中國(guo)、埃及等文明古(gu)國(guo)，則(ze)因有適合農業耕作的(de)(de)(de)沖積(ji)平原，有便利的(de)(de)(de)灌溉系統，所(suo)以在(zai)擁有青銅工具(ju)后，便已進入(ru)奴隸社(she)(she)會(hui)，而一(yi)(yi)旦鐵(tie)(tie)制(zhi)工具(ju)逐(zhu)步取代(dai)了(le)青銅工具(ju)，生(sheng)產(chan)(chan)力(li)獲得飛(fei)速發展(zhan)，生(sheng)產(chan)(chan)關系進一(yi)(yi)步發生(sheng)變化，社(she)(she)會(hui)便又前進一(yi)(yi)步向封建制(zhi)度過(guo)渡。

冶(ye)鐵技(ji)術(shu)和青銅(tong)冶(ye)煉技(ji)術(shu)一(yi)樣，首先是由(you)于社會(hui)生(sheng)產(chan)發展的(de)需要。青銅(tong)工具(ju)(ju)在生(sheng)產(chan)中的(de)作用誘使(shi)人(ren)們去尋(xun)找更多的(de)金屬資(zi)源(yuan)，但因銅(tong)礦分(fen)布不(bu)廣(guang)，錫、鉛礦更是稀少(shao)，人(ren)們很自(zi)然地(di)要去尋(xun)找新的(de)金屬。另外，在當時(shi)已(yi)具(ju)(ju)備了冶(ye)鐵的(de)物質和技(ji)術(shu)條件，特別是許多民族已(yi)有冶(ye)煉青銅(tong)的(de)經驗，發明冶(ye)鐵技(ji)術(shu)是很自(zi)然的(de)。

早期的冶鐵(tie)(tie)技(ji)術，大(da)多采用(yong)(yong)“固體還(huan)原法”，即冶鐵(tie)(tie)時，將鐵(tie)(tie)礦石和木炭一(yi)層夾(jia)一(yi)層地碼放在爐窯中(zhong)，點火焙燒，在650—1000℃溫(wen)度(du)下，利(li)用(yong)(yong)碳的不(bu)完全燃燒，產生一(yi)氧化碳，使(shi)鐵(tie)(tie)礦中(zhong)的氧化鐵(tie)(tie)被還(huan)原成鐵(tie)(tie)。但(dan)(dan)由(you)于溫(wen)度(du)不(bu)夠高，還(huan)原出(chu)來的鐵(tie)(tie)以塊(kuai)狀沉到(dao)爐底(di)，人(ren)們只(zhi)(zhi)能待鐵(tie)(tie)煉成爐窯冷卻(que)(que)后(hou)將鐵(tie)(tie)塊(kuai)取出(chu)。這種鐵(tie)(tie)實際上(shang)是(shi)海綿鐵(tie)(tie)，表面粗糙(cao)，夾(jia)雜渣(zha)滓，不(bu)具有明顯(xian)金屬特征，有的其(qi)堅韌性(xing)還(huan)不(bu)如(ru)青(qing)銅。因此。中(zhong)國古代人(ren)稱這種鐵(tie)(tie)為“惡金”。這就造成一(yi)種情況，盡管(guan)冶鐵(tie)(tie)技(ji)術的發明雖比青(qing)銅技(ji)術只(zhi)(zhi)稍晚(wan)一(yi)些，但(dan)(dan)在有發達的青(qing)銅冶煉業的民族(zu)那(nei)里，鐵(tie)(tie)器(qi)的廣泛使(shi)用(yong)(yong)卻(que)(que)常(chang)較使(shi)用(yong)(yong)青(qing)銅器(qi)推(tui)遲(chi)了(le)很多年。

在人們(men)經過一(yi)段(duan)實踐摸索的(de)認識過程后，終(zhong)于(yu)發(fa)現，將煉出的(de)鐵(tie)塊反復加熱和壓延錘打，才能(neng)使鐵(tie)柔韌不脆(cui)。人們(men)還發(fa)現將赤(chi)熱的(de)鍛(duan)鐵(tie)猛(meng)淬入冷水(shui)，會(hui)變成(cheng)堅(jian)韌的(de)好(hao)鐵(tie)。這種(zhong)好(hao)鐵(tie)的(de)性(xing)能(neng)遠(yuan)遠(yuan)超越于(yu)青銅之上。當人們(men)能(neng)廣泛(fan)用(yong)這種(zhong)鍛(duan)鐵(tie)制(zhi)造工具時，青銅工具才逐漸被鐵(tie)器取(qu)代。

理化性質

物理性質

鐵(tie)是一(yi)(yi)(yi)(yi)種(zhong)銀白色頗軟的(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬，有(you)(you)良好(hao)的(de)(de)(de)延展(zhan)(zhan)性(xing)，鐵(tie)的(de)(de)(de)性(xing)質會因摻雜(za)了痕量的(de)(de)(de)其(qi)它(ta)元素而發生變化(hua)。鐵(tie)的(de)(de)(de)磁(ci)性(xing)在極大(da)程度上決定于所含(han)的(de)(de)(de)雜(za)質，并且會因退火(huo)的(de)(de)(de)程度而變。鐵(tie)的(de)(de)(de)純度越高磁(ci)導(dao)率越大(da)，且降低了鐵(tie)的(de)(de)(de)滯后損失(shi)。以鐵(tie)和(he)鈷(gu)(gu)(gu)為(wei)基體(ti)的(de)(de)(de)鋼或合(he)金(jin)(jin)(jin)用于制(zhi)造永(yong)(yong)磁(ci)體(ti)，常用鐵(tie)與其(qi)它(ta)鐵(tie)磁(ci)性(xing)金(jin)(jin)(jin)屬鈷(gu)(gu)(gu)和(he)鎳(nie)所制(zhi)的(de)(de)(de)合(he)金(jin)(jin)(jin)，例如(ru)FeNi和(he)FeNi?都有(you)(you)很高的(de)(de)(de)磁(ci)導(dao)率。鐵(tie)一(yi)(yi)(yi)(yi)鈷(gu)(gu)(gu)一(yi)(yi)(yi)(yi)鎳(nie)系的(de)(de)(de)永(yong)(yong)磁(ci)合(he)金(jin)(jin)(jin)和(he)鐵(tie)氧體(ti)磁(ci)性(xing)材料屬于第一(yi)(yi)(yi)(yi)代(dai)合(he)成的(de)(de)(de)永(yong)(yong)磁(ci)體(ti)。近20年(nian)來(lai)(lai)發展(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)第二代(dai)永(yong)(yong)磁(ci)合(he)金(jin)(jin)(jin)是稀土鈷(gu)(gu)(gu)系合(he)金(jin)(jin)(jin)，如(ru)SmCo5和(he)Sm2Co17等(deng)，近10年(nian)來(lai)(lai)則(ze)發展(zhan)(zhan)了第三代(dai)永(yong)(yong)磁(ci)合(he)金(jin)(jin)(jin)Nd一(yi)(yi)(yi)(yi)Fe一(yi)(yi)(yi)(yi)B系合(he)金(jin)(jin)(jin)。近年(nian)又發展(zhan)(zhan)起(qi)來(lai)(lai)Sm一(yi)(yi)(yi)(yi)Fe一(yi)(yi)(yi)(yi)N系永(yong)(yong)磁(ci)合(he)金(jin)(jin)(jin)，是以Sm2Fe17為(wei)基質進行滲氮而得到的(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)種(zhong)綜合(he)性(xing)能優越的(de)(de)(de)永(yong)(yong)磁(ci)體(ti)，有(you)(you)可能成為(wei)第四(si)代(dai)新(xin)型永(yong)(yong)磁(ci)合(he)金(jin)(jin)(jin)。

化學性質

同單質的反應

鐵(tie)(tie)(tie)(tie)能(neng)在高溫(wen)下吸收氫生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)固溶體。在溫(wen)度(du)高于(yu)800℃時鐵(tie)(tie)(tie)(tie)能(neng)與少量氮反(fan)應(ying)(ying)，但反(fan)應(ying)(ying)速度(du)很(hen)慢，在溫(wen)度(du)超過(guo)400℃時很(hen)容易與氨氣反(fan)應(ying)(ying)，生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)Fe?N。這(zhe)是鋼鐵(tie)(tie)(tie)(tie)表面氮化(hua)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)硬(ying)保(bao)護膜層(ceng)的(de)反(fan)應(ying)(ying)原理。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)容易和大(da)多數非(fei)金屬(shu)在適(shi)當(dang)高溫(wen)下反(fan)應(ying)(ying)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)二元化(hua)合物(wu)。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)與氧(yang)的(de)反(fan)應(ying)(ying)決定于(yu)反(fan)應(ying)(ying)條件，新還原出來的(de)微細(xi)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)粉(fen)在空(kong)氣中室溫(wen)下就會自燃。塊狀鐵(tie)(tie)(tie)(tie)在溫(wen)度(du)超過(guo)150℃時在干燥(zao)空(kong)氣中就開始氧(yang)化(hua)，在過(guo)量氧(yang)氣中生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)的(de)主(zhu)要產物(wu)是Fe?O?和Fe?O?，高于(yu)575℃和低氧(yang)空(kong)氣中則(ze)主(zhu)要氧(yang)化(hua)產物(wu)為FeO。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)與硫或磷反(fan)應(ying)(ying)時放出大(da)量熱，分別生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)FeS和Fe?P。鹵素則(ze)可在較低溫(wen)度(du)（-200℃）與鐵(tie)(tie)(tie)(tie)反(fan)應(ying)(ying)，氟、氯和溴與鐵(tie)(tie)(tie)(tie)反(fan)應(ying)(ying)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)Fe（Ⅲ）化(hua)合物(wu)FeX?，而碘(dian)則(ze)只生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)Fe（Ⅰ）化(hua)合物(wu)FeI?。

同化合物的反應

以上電(dian)勢表(biao)(biao)明，單質鐵在酸(suan)(suan)(suan)(suan)性溶(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)是一(yi)(yi)種(zhong)還原(yuan)劑，而在堿性溶(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)則是一(yi)(yi)種(zhong)更強的還原(yuan)劑。依照鐵的電(dian)勢在電(dian)位(wei)序中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的位(wei)置(zhi)。可(ke)以從(cong)稀酸(suan)(suan)(suan)(suan)水溶(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)置(zhi)換(huan)出氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)，能(neng)從(cong)銅(tong)(tong)（Ⅱ）鹽(yan)(yan)溶(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)置(zhi)換(huan)銅(tong)(tong)，本(ben)身則轉化成(cheng)鐵（Ⅱ）鹽(yan)(yan)。當(dang)用(yong)普通鐵與(yu)(yu)稀硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)或鹽(yan)(yan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)反(fan)應(ying)時(shi)，放出的氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)有一(yi)(yi)種(zhong)極特(te)別(bie)的氣(qi)(qi)味，這是由于(yu)(yu)氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)夾雜了(le)鐵中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)雜質元素（如碳(tan)、硫(liu)、磷、砷等(deng)）的氫(qing)(qing)化物所致(zhi)。氧(yang)(yang)化性酸(suan)(suan)(suan)(suan)，如硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)、冷(leng)稀酸(suan)(suan)(suan)(suan)仍可(ke)與(yu)(yu)鐵生成(cheng)鐵（Ⅱ）鹽(yan)(yan)，但(dan)熱濃酸(suan)(suan)(suan)(suan)只能(neng)生成(cheng)鐵（Ⅲ）鹽(yan)(yan)。當(dang)鐵與(yu)(yu)濃硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)短時(shi)間接(jie)觸后，便表(biao)(biao)現有抗御(yu)與(yu)(yu)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)進一(yi)(yi)步反(fan)應(ying)的作(zuo)用(yong)，稱為表(biao)(biao)面(mian)(mian)鈍化，不(bu)再能(neng)溶(rong)(rong)于(yu)(yu)稀硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)，也(ye)不(bu)再能(neng)從(cong)銅(tong)(tong)（Ⅱ）鹽(yan)(yan)溶(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)置(zhi)換(huan)銅(tong)(tong)，但(dan)它(ta)能(neng)溶(rong)(rong)于(yu)(yu)還原(yuan)性酸(suan)(suan)(suan)(suan)，如稀鹽(yan)(yan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)。這種(zhong)鈍化作(zuo)用(yong)是由于(yu)(yu)在鐵表(biao)(biao)面(mian)(mian)上生成(cheng)了(le)一(yi)(yi)層氧(yang)(yang)化物保(bao)護膜。用(yong)其(qi)它(ta)氧(yang)(yang)化劑，如鉻（Ⅵ）酸(suan)(suan)(suan)(suan)也(ye)可(ke)以使鐵表(biao)(biao)面(mian)(mian)鈍化。

鐵(tie)在高于(yu)500℃時可以快速地(di)同(tong)(tong)水蒸氣反應(ying)(ying)放出氫氣，溫度(du)低于(yu)570℃時生(sheng)(sheng)成的(de)氧(yang)化(hua)物是Fe3O4，而高于(yu)此溫度(du)時生(sheng)(sheng)成的(de)氧(yang)化(hua)物是FeO。二氧(yang)化(hua)碳(tan)也(ye)可以同(tong)(tong)樣地(di)與(yu)鐵(tie)反應(ying)(ying)生(sheng)(sheng)成這兩種氧(yang)化(hua)物（決定(ding)于(yu)溫度(du)條件），同(tong)(tong)時二氧(yang)化(hua)碳(tan)被(bei)還原成一(yi)氧(yang)化(hua)碳(tan)。鐵(tie)粉(fen)在100一(yi)200℃與(yu)200atm的(de)一(yi)氧(yang)化(hua)碳(tan)反應(ying)(ying)生(sheng)(sheng)成揮發性的(de)劇毒化(hua)合(he)物五(wu)羰合(he)鐵(tie)Fe（CO）5。

鐵(tie)的(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)蝕是(shi)鐵(tie)與空氣和(he)水(shui)(shui)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)作用生(sheng)(sheng)成(cheng)水(shui)(shui)合(he)氧(yang)化物的(de)(de)(de)過程。這是(shi)一個(ge)特殊的(de)(de)(de)腐(fu)蝕問題，因為(wei)有重(zhong)大的(de)(de)(de)經濟重(zhong)要性而(er)受(shou)到(dao)(dao)重(zhong)視。鐵(tie)在(zai)室溫下的(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)蝕現象(xiang)與水(shui)(shui)、氧(yang)氣和(he)一種電解質的(de)(de)(de)存在(zai)是(shi)不可少(shao)的(de)(de)(de)。二(er)氧(yang)化碳(tan)對(dui)鐵(tie)的(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)蝕影響(xiang)不大，高濃度(du)的(de)(de)(de)二(er)氧(yang)化碳(tan)氣氛(fen)其實(shi)對(dui)鐵(tie)還(huan)有表(biao)(biao)面(mian)保護作用。鐵(tie)完全(quan)浸泡在(zai)表(biao)(biao)面(mian)上有空氣的(de)(de)(de)淡水(shui)(shui)或鹽水(shui)(shui)中會(hui)(hui)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)緩慢(man)的(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)蝕作用，但如(ru)果此(ci)鐵(tie)是(shi)部分(fen)浸沒的(de)(de)(de)，在(zai)鐵(tie)一水(shui)(shui)交界(jie)面(mian)上的(de)(de)(de)氧(yang)氣會(hui)(hui)迅速(su)得到(dao)(dao)補充(chong)，便(bian)會(hui)(hui)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)快速(su)的(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)蝕。在(zai)空氣中，如(ru)果濕度(du)達到(dao)(dao)50（水(shui)(shui)蒸氣分(fen)壓約(yue)為(wei)6mmHg），鐵(tie)件會(hui)(hui)開始發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)銹(xiu)(xiu)蝕；如(ru)果濕度(du)達到(dao)(dao)80%，則(ze)鐵(tie)件會(hui)(hui)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)嚴(yan)重(zhong)的(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)蝕。

此時溶液中(zhong)的Fe2?和OH?在氧(yang)氣(qi)的作(zuo)用下(xia)便生成了黃棕色的水合氧(yang)化鐵（Ⅲ）沉淀物鐵銹。

大(da)氣銹(xiu)蝕(shi)速(su)度(du)會因(yin)塵埃(ai)(ai)粒(li)子和二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)硫(liu)的(de)存在(zai)而(er)大(da)大(da)被(bei)加速(su)。在(zai)濱海地(di)區(qu)，空(kong)氣塵埃(ai)(ai)中(zhong)含有鹽(yan)(yan)分，如(ru)果沒有其(qi)它促(cu)(cu)銹(xiu)因(yin)素的(de)話，銹(xiu)蝕(shi)速(su)度(du)將(jiang)(jiang)隨距海的(de)距離而(er)變(bian)，距海越遠(yuan)銹(xiu)蝕(shi)速(su)度(du)越慢。在(zai)城(cheng)區(qu)和工業區(qu)，空(kong)氣中(zhong)的(de)二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)硫(liu)將(jiang)(jiang)是促(cu)(cu)銹(xiu)的(de)主要因(yin)素。在(zai)空(kong)氣和水的(de)作用下，二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)硫(liu)轉化(hua)(hua)(hua)成(cheng)硫(liu)酸(suan)(suan)，硫(liu)酸(suan)(suan)將(jiang)(jiang)侵蝕(shi)鐵(tie)(tie)(tie)制(zhi)器件(jian)。當(dang)鐵(tie)(tie)(tie)或鋼(gang)的(de)表面(mian)上出現(xian)了(le)硫(liu)酸(suan)(suan)鐵(tie)(tie)(tie)（Ⅱ）之后，在(zai)潮濕空(kong)氣中(zhong)，即使(shi)不再有二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)硫(liu)，銹(xiu)蝕(shi)過(guo)程就繼續進行(xing)。防止鐵(tie)(tie)(tie)器銹(xiu)蝕(shi)的(de)方法(fa)之一(yi)是在(zai)表面(mian)涂(tu)刷(shua)阻銹(xiu)劑(ji)，如(ru)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈉(na)、磷酸(suan)(suan)鈉(na)或鉻酸(suan)(suan)鉀溶液。還有一(yi)種“磷酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)化(hua)(hua)(hua)處理”，是將(jiang)(jiang)鐵(tie)(tie)(tie)器浸置在(zai)磷酸(suan)(suan)錳（Ⅱ）或磷酸(suan)(suan)鋅(xin)（Ⅱ）溶液中(zhong)，使(shi)鐵(tie)(tie)(tie)表面(mian)上生成(cheng)一(yi)層(ceng)磷酸(suan)(suan)鐵(tie)(tie)(tie)（Ⅱ）蓋層(ceng)。還有一(yi)種防銹(xiu)辦法(fa)是在(zai)鐵(tie)(tie)(tie)表面(mian)上遮鍍(du)一(yi)層(ceng)其(qi)它金屬(shu)，如(ru)鍍(du)鋅(xin)鐵(tie)(tie)(tie)（白鐵(tie)(tie)(tie)）、鍍(du)錫鐵(tie)(tie)(tie)（馬口鐵(tie)(tie)(tie)）等。涂(tu)刷(shua)紅鉛漆(qi)或油漆(qi)也是常用的(de)防銹(xiu)辦法(fa)。

制備方法

工業制備

純鐵(tie)可(ke)(ke)用(yong)氫(qing)(qing)(qing)還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)純氧(yang)化鐵(tie)或氫(qing)(qing)(qing)氧(yang)化鐵(tie)來制備(bei)。例如(ru)將氫(qing)(qing)(qing)氧(yang)化鐵(tie)在純氫(qing)(qing)(qing)氣(qi)流(liu)中加熱(re)，并將溫度從400℃升高(gao)至(zhi)700℃直到還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)過程完(wan)成。還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)鐵(tie)冷(leng)卻(que)后吸收(shou)的氫(qing)(qing)(qing)量可(ke)(ke)以(yi)忽略不計(ji)，在低(di)溫（360一530℃）下還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)氧(yang)化物所得純鐵(tie)是(shi)粉末狀(zhuang)固(gu)體，遇空(kong)氣(qi)會著(zhu)火(huo)。

將五(wu)羰(tang)合鐵Fe（CO）5氣化并(bing)在(zai)(zai)250℃左(zuo)右使之(zhi)分解可得(de)到不含任(ren)何雜質的微細(xi)粉末狀純(chun)鐵，將這種(zhong)純(chun)鐵在(zai)(zai)高真空下煅(duan)燒可以除去殘留在(zai)(zai)鐵中(zhong)的痕量碳和氧(yang)，以一氧(yang)化碳的形(xing)式(shi)被除去。

單(dan)質(zhi)鐵(tie)的制(zhi)備一般采用(yong)冶煉法(fa)。以赤鐵(tie)礦(kuang)（Fe2O3）或磁鐵(tie)礦(kuang)（Fe3O4）為原料，與焦(jiao)炭(tan)(tan)和(he)助(zhu)溶劑在熔礦(kuang)爐內(nei)反應，焦(jiao)炭(tan)(tan)燃燒產生二(er)氧(yang)化(hua)碳（CO2），二(er)氧(yang)化(hua)碳與過量的焦(jiao)炭(tan)(tan)接觸就生成(cheng)一氧(yang)化(hua)碳（CO），一氧(yang)化(hua)碳和(he)礦(kuang)石內(nei)的氧(yang)化(hua)鐵(tie)作用(yong)就生成(cheng)金屬鐵(tie)。加(jia)入CaCO3在高溫下生成(cheng)CaO除(chu)去鐵(tie)礦(kuang)石中的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(tong)常(chang)用(yong)一(yi)氧化(hua)碳還原氧化(hua)鐵制備少量單質鐵。

應用領域

工業用途

鐵(tie)(tie)(tie)用于(yu)(yu)農藥(yao)、粉(fen)末冶金(jin)(jin)、熱氫發生器(qi)、凝膠推(tui)進劑(ji)、燃燒(shao)活(huo)性劑(ji)、催(cui)化(hua)劑(ji)、水清潔吸附劑(ji)、燒(shao)結活(huo)性劑(ji)、粉(fen)末冶金(jin)(jin)制品、各種(zhong)機械零(ling)部件制品、硬質合(he)金(jin)(jin)材料制品等。純鐵(tie)(tie)(tie)用于(yu)(yu)制發電機和電動機的(de)鐵(tie)(tie)(tie)芯(xin)，還(huan)原鐵(tie)(tie)(tie)粉(fen)用于(yu)(yu)粉(fen)末冶金(jin)(jin)，鋼鐵(tie)(tie)(tie)用于(yu)(yu)制造機器(qi)和工具。此外，鐵(tie)(tie)(tie)及(ji)其化(hua)合(he)物(wu)還(huan)用于(yu)(yu)制磁鐵(tie)(tie)(tie)、藥(yao)物(wu)、墨(mo)水、顏(yan)料、磨料等。

鐵(tie)的(de)最(zui)重要用(yong)途是冶煉鋼和(he)合金(jin)，少(shao)部分(fen)的(de)鐵(tie)以鑄鐵(tie)和(he)生(sheng)鐵(tie)的(de)形式(shi)應用(yong)。鐵(tie)是特種(zhong)合金(jin)鋼的(de)重要組成部分(fen)，特種(zhong)合金(jin)鋼材料(liao)的(de)鐵(tie)含量(liang)有(you)時(shi)(shi)低(di)(di)于50%，其它組成物有(you)鉻(ge)、鎳、鈷等(deng)。在某些鎳基合金(jin)和(he)鈷基合金(jin)中(zhong)鐵(tie)僅為(wei)低(di)(di)含量(liang)組成物，有(you)時(shi)(shi)低(di)(di)于10%。

醫療用途

鐵(tie)有一(yi)些少數化合物可作為(wei)人的(de)內服(fu)(fu)藥物，例如硫酸(suan)(suan)亞鐵(tie)曾用為(wei)兒童缺鐵(tie)性貧血的(de)治療(liao)藥劑，但也有報(bao)道說有兒童誤(wu)服(fu)(fu)大量硫酸(suan)(suan)亞鐵(tie)而導致(zhi)死亡的(de)事例。誤(wu)服(fu)(fu)有毒(du)鐵(tie)化合物的(de)治療(liao)一(yi)般(ban)為(wei)內服(fu)(fu)碳酸(suan)(suan)氫鈉（小蘇打）水溶(rong)液和(he)致(zhi)嘔吐(tu)藥劑。

分布情況

鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)(shi)地殼中(zhong)第四(si)個(ge)豐(feng)度最(zui)大的(de)(de)元素，人(ren)們認(ren)為(wei)(wei)(wei)地球的(de)(de)核心主要(yao)是(shi)(shi)(shi)由鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)構成的(de)(de)。在(zai)地殼中(zhong)存(cun)在(zai)的(de)(de)單質鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)(shi)極為(wei)(wei)(wei)少見的(de)(de)，但廣泛(fan)以化(hua)合態(tai)出(chu)現(xian)，許多(duo)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)由于含(han)有鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)化(hua)合物(wu)(wu)(wu)而(er)呈現(xian)特有的(de)(de)顏色。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)最(zui)重(zhong)要(yao)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)是(shi)(shi)(shi)氧化(hua)物(wu)(wu)(wu)和碳(tan)酸鹽(yan)。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)含(han)量(liang)最(zui)高(gao)的(de)(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)是(shi)(shi)(shi)磁(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)（Fe3O4），磁(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)(yi)種(zhong)黑色有鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)磁(ci)性的(de)(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)，磁(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)變種(zhong)稱為(wei)(wei)(wei)“羅底石”（Lodestone）。赤鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)（Fe2O3）為(wei)(wei)(wei)紅棕色礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)，含(han)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)量(liang)最(zui)高(gao)可(ke)(ke)達70%。褐鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)是(shi)(shi)(shi)氧化(hua)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)（Ⅲ）礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)變種(zhong)，褐鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)含(han)有可(ke)(ke)變量(liang)的(de)(de)水，但其近似組(zu)成往往是(shi)(shi)(shi)2Fe2O3?3H2O。碳(tan)酸鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)FeCO3。出(chu)現(xian)為(wei)(wei)(wei)菱鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)，碳(tan)酸鹽(yan)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)往往與(yu)黏(nian)土(tu)和煤共(gong)生，稱為(wei)(wei)(wei)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)石。黃鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)（FeS2）是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)(yi)種(zhong)常見的(de)(de)脈石礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)，但黃鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)不(bu)直接用(yong)為(wei)(wei)(wei)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)，因為(wei)(wei)(wei)黃鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)有很高(gao)含(han)量(liang)的(de)(de)硫而(er)被看(kan)成是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)(yi)種(zhong)重(zhong)要(yao)的(de)(de)非金(jin)屬化(hua)工原料礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。在(zai)自然界中(zhong)還存(cun)在(zai)有多(duo)種(zhong)多(duo)樣的(de)(de)硅酸鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。

安全措施

環境危害

（1）侵(qin)占土地(di)(di)城(cheng)市生活垃圾(ji)如不能得(de)到及(ji)時處理和處置，將會占用(yong)農田，破(po)壞農業生產，以及(ji)地(di)(di)貌(mao)、植被(bei)、自然(ran)景觀等。

（2）廢鐵的堆積，產生銹味，嚴(yan)重影(ying)響了空氣質(zhi)量(liang)。

健康危害

鐵本身不具有毒(du)性，但當攝入過量或誤服過量的鐵制劑時(shi)也可能導致鐵中毒(du)。

短(duan)期暴露(lu)：吸入(ru)鐵粉(fen)(fen)或氧化鐵煙粉(fen)(fen)塵(chen)刺(ci)激呼(hu)吸道，引起咽喉(hou)發炎、咳嗽、呼(hu)吸短(duan)促、乏(fa)力、疲(pi)勞(lao)、寒(han)戰、出汗、肌肉和(he)(he)關(guan)節(jie)疼痛；皮膚接(jie)觸熱金(jin)屬會灼(zhuo)傷(shang)，眼睛接(jie)觸粉(fen)(fen)塵(chen)可導致發炎和(he)(he)灼(zhuo)傷(shang)；食入(ru)可導致昏睡、呆(dai)滯、心跳和(he)(he)呼(hu)吸加速、休克(ke)、吐(tu)血、腹瀉；

長期暴露：吸入過量會導致肺、脾(pi)、淋巴系統產(chan)生(sheng)鐵積(ji)沉；吸入粉塵導致肺部產(chan)生(sheng)色斑。

毒理資料

鐵及其氧化(hua)物的蒸汽(qi)和煙(yan)氣會對(dui)人產生一(yi)種非致命性的刺激與病痛，稱為金屬(shu)煙(yan)熱(re)癥。但鐵的化(hua)合物羰(tang)基鐵Fe（CO）5卻是極毒的，羰(tang)基鐵遇(yu)熱(re)或在(zai)陽光照射(she)下(xia)分解產生一(yi)氧化(hua)碳。

生理作用

鐵(tie)(tie)(tie)(tie)是動物(wu)身體(ti)(ti)(ti)組織和(he)血(xue)液的(de)(de)極重要的(de)(de)組成(cheng)物(wu)。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)是人(ren)體(ti)(ti)(ti)中必需的(de)(de)痕量(liang)元(yuan)素中含量(liang)最高的(de)(de)一(yi)個，約(yue)占(zhan)人(ren)體(ti)(ti)(ti)總(zong)重量(liang)的(de)(de)0.006%。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)在(zai)人(ren)體(ti)(ti)(ti)內(nei)主要分布于血(xue)紅細(xi)胞中，約(yue)占(zhan)人(ren)體(ti)(ti)(ti)總(zong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)量(liang)的(de)(de)60%一(yi)70%。在(zai)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)蛋白(bai)和(he)肌紅蛋白(bai)中，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)則(ze)分別約(yue)占(zhan)人(ren)體(ti)(ti)(ti)總(zong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)量(liang)的(de)(de)7%—15%和(he)3%—5%。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)不(bu)僅是人(ren)體(ti)(ti)(ti)血(xue)液中交換與輸送氧(yang)氣所必需的(de)(de)，而(er)且又是某(mou)些(xie)酶（如(ru)過(guo)(guo)氧(yang)化(hua)(hua)氫酶、過(guo)(guo)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)酶、苯(ben)丙氨酸羥化(hua)(hua)酶等(deng)）和(he)許多氧(yang)化(hua)(hua)還原體(ti)(ti)(ti)系所不(bu)可(ke)缺少的(de)(de)元(yuan)素，在(zai)生物(wu)催化(hua)(hua)、在(zai)呼(hu)吸鏈上傳遞電子等(deng)方面都起(qi)著重要的(de)(de)作用(yong)。

血(xue)(xue)紅(hong)(hong)蛋白(bai)是(shi)由一(yi)種稱為珠朊(ruan)的(de)蛋白(bai)和含鐵(tie)的(de)亞鐵(tie)血(xue)(xue)紅(hong)(hong)素結合(he)(he)在(zai)(zai)一(yi)起組(zu)成(cheng)的(de)，亞鐵(tie)血(xue)(xue)紅(hong)(hong)素是(shi)卟啉(lin)的(de)鐵(tie)（Ⅱ）絡合(he)(he)物，在(zai)(zai)其中鐵(tie)（Ⅱ）原(yuan)子(zi)(zi)的(de)配位數為6。鐵(tie)（Ⅱ）與卟啉(lin)平面(mian)上(shang)的(de)四個(ge)吡咯環氮原(yuan)子(zi)(zi)相聯結，并與珠朊(ruan)上(shang)組(zu)氨酸的(de)咪唑氮在(zai)(zai)垂直于卟啉(lin)平面(mian)的(de)方向(xiang)上(shang)聯結，第(di)六(liu)個(ge)位置則可(ke)能被一(yi)個(ge)水分子(zi)(zi)所占據(ju)。這個(ge)結構允許在(zai)(zai)此(ci)第(di)六(liu)個(ge)配位位置上(shang)可(ke)逆地吸放分子(zi)(zi)氧(yang)，使紅(hong)(hong)血(xue)(xue)球得以把氧(yang)分子(zi)(zi)輸(shu)載到身(shen)體的(de)各部分，這是(shi)動(dong)物呼(hu)吸作(zuo)用的(de)機理。血(xue)(xue)紅(hong)(hong)蛋白(bai)對一(yi)氧(yang)化碳(tan)的(de)親合(he)(he)作(zuo)用大于對氧(yang)分子(zi)(zi)的(de)親合(he)(he)作(zuo)用，生成(cheng)碳(tan)氧(yang)血(xue)(xue)紅(hong)(hong)蛋白(bai)的(de)過程是(shi)不(bu)可(ke)逆的(de)，這就(jiu)導致了(le)一(yi)氧(yang)化碳(tan)的(de)劇毒性。

儲存運輸

儲存方法

放入緊封的儲(chu)藏器內，儲(chu)存于陰涼、干燥的庫房。

運輸方法

一般是鐵水運輸方式。

1.魚雷罐標準(zhun)鐵(tie)路運輸方式魚雷罐具有容量大、保溫性能好(hao)、重心低、安全性高等特點(dian)，可作為鐵(tie)鋼(gang)界面間(jian)的緩沖環節，對(dui)煉鐵(tie)和(he)煉鋼(gang)起著銜接、匹配(pei)、協調、緩沖的作用，在大型鋼(gang)鐵(tie)企業(ye)中得(de)到廣泛應(ying)用。

2.鐵(tie)水(shui)罐(guan)運(yun)(yun)輸方(fang)式該方(fang)式采用鐵(tie)水(shui)罐(guan)作為鐵(tie)水(shui)從(cong)高爐(lu)到(dao)煉鋼的運(yun)(yun)輸和(he)儲(chu)存容器，從(cong)高爐(lu)出鐵(tie)場(chang)受鐵(tie)開始至(zhi)煉鋼鐵(tie)水(shui)兌(dui)入轉爐(lu)終止，全過程采用一(yi)個鐵(tie)水(shui)罐(guan)，減少了魚雷罐(guan)運(yun)(yun)輸流程中的鐵(tie)水(shui)倒罐(guan)環節。