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鐵（Ferrum）是一種金屬(shu)元素，原子序(xu)數為26，位于周期(qi)表第四周期(qi)，第VIII族(zu)。

純鐵是銀白色有光(guang)澤的金(jin)屬，密度7.86g/cm3，熔點1539℃。鐵除了(le)有導(dao)電性(xing)、導(dao)熱性(xing)、延展性(xing)外，還能被磁鐵吸(xi)引，具(ju)有鐵磁性(xing)。

鐵(tie)(tie)的(de)重要(yao)化(hua)(hua)合物(wu)有三(san)氧(yang)化(hua)(hua)二鐵(tie)(tie)、四(si)氧(yang)化(hua)(hua)三(san)鐵(tie)(tie)、氯化(hua)(hua)鐵(tie)(tie)及鐵(tie)(tie)的(de)配(pei)合物(wu)等。自然界(jie)中主(zhu)要(yao)礦(kuang)物(wu)是(shi)赤鐵(tie)(tie)礦(kuang)（主(zhu)要(yao)是(shi)三(san)氧(yang)化(hua)(hua)二鐵(tie)(tie)），磁鐵(tie)(tie)礦(kuang)（主(zhu)要(yao)是(shi)四(si)氧(yang)化(hua)(hua)三(san)鐵(tie)(tie)）和(he)菱(ling)鐵(tie)(tie)礦(kuang)（主(zhu)要(yao)是(shi)碳酸亞(ya)鐵(tie)(tie)）等。工業上(shang)用鐵(tie)(tie)礦(kuang)、焦炭(tan)和(he)石灰石混合在高爐(lu)中冶煉而得，根(gen)據含碳量不同可分為生(sheng)鐵(tie)(tie)、熟(shu)鐵(tie)(tie)和(he)鋼(gang)。

研究簡史

古代(dai)社會鐵(tie)(tie)(tie)器(qi)時代(dai)大(da)約起始于前2000年，但最(zui)早(zao)發現和使用的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)是(shi)來(lai)自外空的(de)(de)(de)(de)隕(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)。隕(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)是(shi)鐵(tie)(tie)(tie)和鎳、鈷(gu)等(deng)(deng)金屬的(de)(de)(de)(de)混合物、含鐵(tie)(tie)(tie)量(liang)較高。在(zai)埃及、西(xi)南亞等(deng)(deng)地一(yi)些文明古國所(suo)發現的(de)(de)(de)(de)最(zui)早(zao)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)器(qi)，都是(shi)由(you)隕(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)加(jia)工(gong)而成(cheng)的(de)(de)(de)(de)。1972年中國河北省藁城縣臺西(xi)村(cun)出(chu)土(tu)(tu)了一(yi)把(ba)商(shang)代(dai)鐵(tie)(tie)(tie)刃(ren)(ren)青(qing)銅鉞(yue)，制(zhi)造年代(dai)約在(zai)前14世紀(ji)。在(zai)青(qing)銅鉞(yue)上嵌的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)刃(ren)(ren)，是(shi)將隕(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)經加(jia)熱鍛(duan)打后(hou)，和鉞(yue)體嵌鍛(duan)在(zai)一(yi)起的(de)(de)(de)(de)。中國還(huan)曾出(chu)土(tu)(tu)過(guo)類似的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)刃(ren)(ren)銅鉞(yue)和鐵(tie)(tie)(tie)援銅戈各一(yi)件，年代(dai)相當(dang)于商(shang)末(mo)周初，鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)部分也是(shi)由(you)隕(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)加(jia)工(gong)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)。古埃及人把(ba)鐵(tie)(tie)(tie)叫做(zuo)“天(tian)石”，可見(jian)人類最(zui)早(zao)認識鐵(tie)(tie)(tie)是(shi)從隕(yun)(yun)石開始的(de)(de)(de)(de)。天(tian)外來(lai)的(de)(de)(de)(de)隕(yun)(yun)石數量(liang)很(hen)少，因此用隕(yun)(yun)石制(zhi)作的(de)(de)(de)(de)器(qi)具(ju)當(dang)然稀少而珍貴，同時還(huan)帶有神秘的(de)(de)(de)(de)色(se)彩。用隕(yun)(yun)石作工(gong)具(ju)是(shi)很(hen)少的(de)(de)(de)(de)，所(suo)以對生(sheng)產進步沒有什么明顯影響，但通(tong)過(guo)隕(yun)(yun)石的(de)(de)(de)(de)利用，畢竟(jing)使人類最(zui)早(zao)接觸并認識到鐵(tie)(tie)(tie)。

冶(ye)鐵技(ji)術(shu)發明(ming)(ming)于原始社(she)(she)(she)(she)會(hui)的(de)(de)(de)(de)末期。冶(ye)鐵技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)發明(ming)(ming)，代(dai)(dai)表冶(ye)金史的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)個新階段的(de)(de)(de)(de)開(kai)始。居住在(zai)(zai)亞美尼(ni)亞山地的(de)(de)(de)(de)基(ji)茲(zi)溫達部落在(zai)(zai)前2000年(nian)時，就發明(ming)(ming)了(le)一(yi)(yi)種(zhong)煉(lian)鐵的(de)(de)(de)(de)有(you)效方(fang)法，后(hou)來逐步傳開(kai)了(le)。小亞細亞的(de)(de)(de)(de)赫梯人(ren)在(zai)(zai)前1400年(nian)左(zuo)右也已掌握(wo)了(le)冶(ye)鐵技(ji)術(shu)；兩河流域(yu)北部的(de)(de)(de)(de)亞述(shu)人(ren)，在(zai)(zai)前1300年(nian)已進(jin)入鐵器時代(dai)(dai)。鐵制(zhi)工(gong)(gong)具(ju)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)量出現(xian)，社(she)(she)(she)(she)會(hui)生(sheng)產(chan)力(li)顯(xian)著提(ti)高，從而(er)對社(she)(she)(she)(she)會(hui)的(de)(de)(de)(de)發展產(chan)生(sheng)巨大(da)(da)影響。有(you)些民族(zu)因此(ci)而(er)迅速地由原始公社(she)(she)(she)(she)制(zhi)過渡到(dao)奴(nu)(nu)隸(li)(li)社(she)(she)(she)(she)會(hui)。古希臘和古羅馬的(de)(de)(de)(de)奴(nu)(nu)隸(li)(li)社(she)(she)(she)(she)會(hui)的(de)(de)(de)(de)產(chan)生(sheng)，就是由于鐵制(zhi)工(gong)(gong)具(ju)的(de)(de)(de)(de)廣泛(fan)使(shi)用，促使(shi)生(sheng)產(chan)力(li)大(da)(da)大(da)(da)提(ti)高的(de)(de)(de)(de)結(jie)果。在(zai)(zai)古代(dai)(dai)中國、埃(ai)及等文明(ming)(ming)古國，則因有(you)適合農業耕作的(de)(de)(de)(de)沖積(ji)平原，有(you)便利的(de)(de)(de)(de)灌溉系統(tong)，所以在(zai)(zai)擁有(you)青銅工(gong)(gong)具(ju)后(hou)，便已進(jin)入奴(nu)(nu)隸(li)(li)社(she)(she)(she)(she)會(hui)，而(er)一(yi)(yi)旦(dan)鐵制(zhi)工(gong)(gong)具(ju)逐步取代(dai)(dai)了(le)青銅工(gong)(gong)具(ju)，生(sheng)產(chan)力(li)獲(huo)得飛速發展，生(sheng)產(chan)關系進(jin)一(yi)(yi)步發生(sheng)變化，社(she)(she)(she)(she)會(hui)便又前進(jin)一(yi)(yi)步向(xiang)封建制(zhi)度過渡。

冶(ye)鐵技(ji)(ji)術(shu)和(he)青銅(tong)(tong)冶(ye)煉技(ji)(ji)術(shu)一樣，首(shou)先(xian)是(shi)由于社會生產(chan)發(fa)展的(de)(de)需要。青銅(tong)(tong)工具在(zai)生產(chan)中的(de)(de)作用誘使人們去尋找更(geng)多的(de)(de)金屬資源，但因銅(tong)(tong)礦分(fen)布不(bu)廣，錫(xi)、鉛礦更(geng)是(shi)稀少，人們很(hen)(hen)自然(ran)地要去尋找新的(de)(de)金屬。另外，在(zai)當時已具備了(le)冶(ye)鐵的(de)(de)物(wu)質和(he)技(ji)(ji)術(shu)條件，特別是(shi)許多民族已有(you)冶(ye)煉青銅(tong)(tong)的(de)(de)經驗，發(fa)明冶(ye)鐵技(ji)(ji)術(shu)是(shi)很(hen)(hen)自然(ran)的(de)(de)。

早期的(de)(de)冶(ye)(ye)鐵(tie)技(ji)(ji)術，大(da)多(duo)采用“固體(ti)還(huan)原法”，即(ji)冶(ye)(ye)鐵(tie)時，將(jiang)鐵(tie)礦(kuang)石(shi)和木(mu)炭一層夾一層地碼放(fang)在爐窯(yao)中(zhong)，點火焙燒，在650—1000℃溫(wen)(wen)度(du)下(xia)，利用碳的(de)(de)不(bu)完全燃燒，產生一氧化(hua)碳，使(shi)鐵(tie)礦(kuang)中(zhong)的(de)(de)氧化(hua)鐵(tie)被還(huan)原成(cheng)鐵(tie)。但由于溫(wen)(wen)度(du)不(bu)夠(gou)高(gao)，還(huan)原出來的(de)(de)鐵(tie)以塊狀沉到(dao)爐底，人們只能待鐵(tie)煉(lian)成(cheng)爐窯(yao)冷(leng)卻后將(jiang)鐵(tie)塊取出。這種(zhong)鐵(tie)實際上是海綿鐵(tie)，表面粗糙，夾雜(za)渣(zha)滓(zi)，不(bu)具(ju)有(you)明顯金屬(shu)特征，有(you)的(de)(de)其堅韌(ren)性(xing)還(huan)不(bu)如(ru)青(qing)銅。因此。中(zhong)國古代(dai)人稱這種(zhong)鐵(tie)為“惡(e)金”。這就造成(cheng)一種(zhong)情況(kuang)，盡(jin)管冶(ye)(ye)鐵(tie)技(ji)(ji)術的(de)(de)發明雖比青(qing)銅技(ji)(ji)術只稍晚一些，但在有(you)發達的(de)(de)青(qing)銅冶(ye)(ye)煉(lian)業的(de)(de)民族那里，鐵(tie)器的(de)(de)廣泛使(shi)用卻常較使(shi)用青(qing)銅器推遲(chi)了很(hen)多(duo)年(nian)。

在人們經過(guo)一(yi)段實踐摸索的(de)認識過(guo)程后，終于發現，將(jiang)(jiang)煉出(chu)的(de)鐵(tie)(tie)塊(kuai)反(fan)復加(jia)熱和壓(ya)延錘打，才能使鐵(tie)(tie)柔韌(ren)不脆。人們還發現將(jiang)(jiang)赤熱的(de)鍛鐵(tie)(tie)猛淬入冷(leng)水，會(hui)變成堅韌(ren)的(de)好(hao)鐵(tie)(tie)。這種好(hao)鐵(tie)(tie)的(de)性能遠遠超越于青(qing)銅(tong)之上。當人們能廣泛(fan)用(yong)這種鍛鐵(tie)(tie)制造工(gong)具時，青(qing)銅(tong)工(gong)具才逐漸被鐵(tie)(tie)器(qi)取(qu)代。

理化性質

物理性質

鐵(tie)(tie)是一(yi)(yi)(yi)種(zhong)銀白色(se)頗軟的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)，有(you)良好的(de)(de)(de)(de)延展性(xing)，鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)性(xing)質會因(yin)摻雜了痕量(liang)的(de)(de)(de)(de)其它元素而發(fa)生(sheng)變(bian)化。鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)性(xing)在極大程度上決定于所(suo)含(han)的(de)(de)(de)(de)雜質，并且(qie)會因(yin)退火(huo)的(de)(de)(de)(de)程度而變(bian)。鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)純度越(yue)高磁(ci)(ci)(ci)導(dao)率(lv)越(yue)大，且(qie)降低了鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)滯后損失。以鐵(tie)(tie)和(he)(he)鈷(gu)為(wei)基體的(de)(de)(de)(de)鋼或合(he)(he)(he)金(jin)(jin)用(yong)于制造永(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)體，常用(yong)鐵(tie)(tie)與其它鐵(tie)(tie)磁(ci)(ci)(ci)性(xing)金(jin)(jin)屬(shu)鈷(gu)和(he)(he)鎳所(suo)制的(de)(de)(de)(de)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)，例如FeNi和(he)(he)FeNi?都(dou)有(you)很高的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)導(dao)率(lv)。鐵(tie)(tie)一(yi)(yi)(yi)鈷(gu)一(yi)(yi)(yi)鎳系(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)永(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)和(he)(he)鐵(tie)(tie)氧體磁(ci)(ci)(ci)性(xing)材料屬(shu)于第(di)一(yi)(yi)(yi)代(dai)(dai)合(he)(he)(he)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)永(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)體。近(jin)20年(nian)來(lai)發(fa)展的(de)(de)(de)(de)第(di)二代(dai)(dai)永(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)是稀土鈷(gu)系(xi)(xi)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)，如SmCo5和(he)(he)Sm2Co17等，近(jin)10年(nian)來(lai)則發(fa)展了第(di)三代(dai)(dai)永(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)Nd一(yi)(yi)(yi)Fe一(yi)(yi)(yi)B系(xi)(xi)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)。近(jin)年(nian)又(you)發(fa)展起來(lai)Sm一(yi)(yi)(yi)Fe一(yi)(yi)(yi)N系(xi)(xi)永(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)，是以Sm2Fe17為(wei)基質進行滲氮(dan)而得到的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)綜合(he)(he)(he)性(xing)能優越(yue)的(de)(de)(de)(de)永(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)體，有(you)可(ke)能成(cheng)為(wei)第(di)四代(dai)(dai)新型永(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)。

化學性質

同單質的反應

鐵(tie)能在(zai)(zai)(zai)(zai)高(gao)溫下吸收氫生(sheng)成固溶(rong)體(ti)。在(zai)(zai)(zai)(zai)溫度(du)高(gao)于800℃時(shi)鐵(tie)能與少量(liang)氮(dan)(dan)反(fan)(fan)應(ying)(ying)，但反(fan)(fan)應(ying)(ying)速度(du)很(hen)(hen)慢，在(zai)(zai)(zai)(zai)溫度(du)超(chao)過(guo)400℃時(shi)很(hen)(hen)容易與氨氣(qi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)，生(sheng)成Fe?N。這是(shi)鋼鐵(tie)表面氮(dan)(dan)化(hua)生(sheng)成硬保護膜層的(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)原(yuan)理。鐵(tie)容易和(he)大多數(shu)非金屬在(zai)(zai)(zai)(zai)適當(dang)高(gao)溫下反(fan)(fan)應(ying)(ying)生(sheng)成二元(yuan)化(hua)合物(wu)。鐵(tie)與氧的(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)決(jue)定于反(fan)(fan)應(ying)(ying)條件(jian)，新還原(yuan)出來的(de)微細鐵(tie)粉在(zai)(zai)(zai)(zai)空(kong)氣(qi)中室溫下就(jiu)會(hui)自燃。塊狀鐵(tie)在(zai)(zai)(zai)(zai)溫度(du)超(chao)過(guo)150℃時(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)干燥空(kong)氣(qi)中就(jiu)開(kai)始氧化(hua)，在(zai)(zai)(zai)(zai)過(guo)量(liang)氧氣(qi)中生(sheng)成的(de)主要產(chan)(chan)物(wu)是(shi)Fe?O?和(he)Fe?O?，高(gao)于575℃和(he)低氧空(kong)氣(qi)中則(ze)主要氧化(hua)產(chan)(chan)物(wu)為(wei)FeO。鐵(tie)與硫或磷反(fan)(fan)應(ying)(ying)時(shi)放出大量(liang)熱，分別生(sheng)成FeS和(he)Fe?P。鹵素則(ze)可在(zai)(zai)(zai)(zai)較(jiao)低溫度(du)（-200℃）與鐵(tie)反(fan)(fan)應(ying)(ying)，氟、氯和(he)溴與鐵(tie)反(fan)(fan)應(ying)(ying)生(sheng)成Fe（Ⅲ）化(hua)合物(wu)FeX?，而碘則(ze)只生(sheng)成Fe（Ⅰ）化(hua)合物(wu)FeI?。

同化合物的反應

以上(shang)電勢表(biao)明，單(dan)質(zhi)鐵(tie)在(zai)(zai)(zai)酸性溶(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)是一種(zhong)還原劑，而在(zai)(zai)(zai)堿性溶(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)則是一種(zhong)更強的(de)還原劑。依照鐵(tie)的(de)電勢在(zai)(zai)(zai)電位序(xu)中(zhong)(zhong)的(de)位置。可(ke)以從(cong)稀(xi)酸水(shui)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)置換(huan)出氫(qing)(qing)氣，能(neng)從(cong)銅（Ⅱ）鹽溶(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)置換(huan)銅，本身則轉(zhuan)化(hua)(hua)成鐵(tie)（Ⅱ）鹽。當用(yong)(yong)普通鐵(tie)與稀(xi)硫酸或鹽酸反應時，放(fang)出的(de)氫(qing)(qing)氣有一種(zhong)極特別的(de)氣味，這是由于(yu)(yu)氫(qing)(qing)氣中(zhong)(zhong)夾雜了鐵(tie)中(zhong)(zhong)雜質(zhi)元素(su)（如碳(tan)、硫、磷、砷等）的(de)氫(qing)(qing)化(hua)(hua)物(wu)所致(zhi)。氧(yang)(yang)化(hua)(hua)性酸，如硝(xiao)酸、冷稀(xi)酸仍可(ke)與鐵(tie)生(sheng)成鐵(tie)（Ⅱ）鹽，但熱濃(nong)酸只能(neng)生(sheng)成鐵(tie)（Ⅲ）鹽。當鐵(tie)與濃(nong)硝(xiao)酸短時間(jian)接觸后，便表(biao)現有抗御與硝(xiao)酸進(jin)一步反應的(de)作用(yong)(yong)，稱(cheng)為表(biao)面鈍化(hua)(hua)，不再(zai)能(neng)溶(rong)(rong)于(yu)(yu)稀(xi)硝(xiao)酸，也不再(zai)能(neng)從(cong)銅（Ⅱ）鹽溶(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)置換(huan)銅，但它(ta)能(neng)溶(rong)(rong)于(yu)(yu)還原性酸，如稀(xi)鹽酸中(zhong)(zhong)。這種(zhong)鈍化(hua)(hua)作用(yong)(yong)是由于(yu)(yu)在(zai)(zai)(zai)鐵(tie)表(biao)面上(shang)生(sheng)成了一層氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)保護膜。用(yong)(yong)其(qi)它(ta)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑，如鉻（Ⅵ）酸也可(ke)以使鐵(tie)表(biao)面鈍化(hua)(hua)。

鐵在(zai)高(gao)于(yu)(yu)500℃時可以快速地同水蒸氣(qi)反應(ying)放出氫氣(qi)，溫(wen)(wen)(wen)度低于(yu)(yu)570℃時生(sheng)成(cheng)的氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)是Fe3O4，而(er)高(gao)于(yu)(yu)此(ci)溫(wen)(wen)(wen)度時生(sheng)成(cheng)的氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)是FeO。二氧化(hua)(hua)(hua)碳也可以同樣(yang)地與鐵反應(ying)生(sheng)成(cheng)這兩種氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)（決定于(yu)(yu)溫(wen)(wen)(wen)度條(tiao)件(jian)），同時二氧化(hua)(hua)(hua)碳被還原成(cheng)一(yi)氧化(hua)(hua)(hua)碳。鐵粉在(zai)100一(yi)200℃與200atm的一(yi)氧化(hua)(hua)(hua)碳反應(ying)生(sheng)成(cheng)揮發性的劇毒(du)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)五羰合鐵Fe（CO）5。

鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)銹蝕(shi)(shi)是鐵(tie)(tie)與空(kong)(kong)氣(qi)和(he)水(shui)發(fa)(fa)生作(zuo)(zuo)用生成(cheng)水(shui)合(he)氧(yang)(yang)化物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)過程。這是一(yi)個(ge)特殊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)問題，因為(wei)有重(zhong)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)經濟重(zhong)要性而(er)受到重(zhong)視。鐵(tie)(tie)在室(shi)溫下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)銹蝕(shi)(shi)現象與水(shui)、氧(yang)(yang)氣(qi)和(he)一(yi)種(zhong)電解質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在是不可少的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。二氧(yang)(yang)化碳對鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)銹蝕(shi)(shi)影響(xiang)不大，高濃度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)二氧(yang)(yang)化碳氣(qi)氛其實(shi)對鐵(tie)(tie)還有表面保(bao)護作(zuo)(zuo)用。鐵(tie)(tie)完全浸(jin)泡在表面上有空(kong)(kong)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)淡水(shui)或鹽(yan)水(shui)中(zhong)(zhong)會(hui)發(fa)(fa)生緩慢的(de)(de)(de)(de)(de)(de)銹蝕(shi)(shi)作(zuo)(zuo)用，但如果此鐵(tie)(tie)是部分(fen)(fen)浸(jin)沒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，在鐵(tie)(tie)一(yi)水(shui)交界面上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)氣(qi)會(hui)迅速得到補(bu)充，便會(hui)發(fa)(fa)生快速的(de)(de)(de)(de)(de)(de)銹蝕(shi)(shi)。在空(kong)(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)，如果濕度達(da)到50（水(shui)蒸氣(qi)分(fen)(fen)壓約為(wei)6mmHg），鐵(tie)(tie)件會(hui)開始發(fa)(fa)生銹蝕(shi)(shi)；如果濕度達(da)到80%，則鐵(tie)(tie)件會(hui)發(fa)(fa)生嚴重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)銹蝕(shi)(shi)。

此時溶(rong)液中(zhong)的(de)Fe2?和OH?在(zai)氧(yang)氣的(de)作用(yong)下便生成了黃棕色的(de)水合氧(yang)化鐵(tie)（Ⅲ）沉淀物(wu)鐵(tie)銹。

大氣(qi)(qi)銹蝕(shi)速度會(hui)因塵埃粒(li)子和(he)二氧(yang)化(hua)硫(liu)(liu)的(de)存在而大大被加速。在濱海(hai)(hai)地區(qu)，空(kong)(kong)氣(qi)(qi)塵埃中(zhong)含(han)有(you)鹽(yan)分，如果(guo)沒有(you)其它(ta)促(cu)銹因素的(de)話，銹蝕(shi)速度將隨距海(hai)(hai)的(de)距離而變，距海(hai)(hai)越遠銹蝕(shi)速度越慢。在城區(qu)和(he)工業區(qu)，空(kong)(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)二氧(yang)化(hua)硫(liu)(liu)將是促(cu)銹的(de)主要因素。在空(kong)(kong)氣(qi)(qi)和(he)水的(de)作(zuo)用(yong)下，二氧(yang)化(hua)硫(liu)(liu)轉化(hua)成硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)，硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)將侵(qin)蝕(shi)鐵(tie)(tie)(tie)制(zhi)器(qi)件。當鐵(tie)(tie)(tie)或鋼的(de)表面上(shang)出現了硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)鐵(tie)(tie)(tie)（Ⅱ）之后，在潮濕空(kong)(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)，即使不(bu)再有(you)二氧(yang)化(hua)硫(liu)(liu)，銹蝕(shi)過程(cheng)就繼續(xu)進(jin)行(xing)。防止鐵(tie)(tie)(tie)器(qi)銹蝕(shi)的(de)方法之一是在表面涂刷阻銹劑，如氫氧(yang)化(hua)鈉(na)(na)、磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)鈉(na)(na)或鉻(ge)酸(suan)(suan)鉀溶液(ye)。還(huan)有(you)一種“磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)鹽(yan)化(hua)處理”，是將鐵(tie)(tie)(tie)器(qi)浸置在磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)錳（Ⅱ）或磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)鋅（Ⅱ）溶液(ye)中(zhong)，使鐵(tie)(tie)(tie)表面上(shang)生成一層(ceng)磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)鐵(tie)(tie)(tie)（Ⅱ）蓋層(ceng)。還(huan)有(you)一種防銹辦法是在鐵(tie)(tie)(tie)表面上(shang)遮鍍(du)一層(ceng)其它(ta)金屬，如鍍(du)鋅鐵(tie)(tie)(tie)（白(bai)鐵(tie)(tie)(tie)）、鍍(du)錫(xi)鐵(tie)(tie)(tie)（馬口鐵(tie)(tie)(tie)）等。涂刷紅鉛(qian)漆或油漆也是常(chang)用(yong)的(de)防銹辦法。

制備方法

工業制備

純(chun)(chun)鐵可用(yong)氫還(huan)原純(chun)(chun)氧化(hua)(hua)(hua)鐵或(huo)氫氧化(hua)(hua)(hua)鐵來(lai)制備。例如將(jiang)氫氧化(hua)(hua)(hua)鐵在純(chun)(chun)氫氣流中加熱，并(bing)將(jiang)溫(wen)度從400℃升高(gao)至700℃直到還(huan)原過程完成(cheng)。還(huan)原鐵冷卻后吸收的(de)氫量可以忽略不(bu)計，在低溫(wen)（360一530℃）下還(huan)原氧化(hua)(hua)(hua)物所(suo)得(de)純(chun)(chun)鐵是粉末狀固(gu)體(ti)，遇空氣會著火。

將五(wu)羰合(he)鐵(tie)Fe（CO）5氣化(hua)并在(zai)(zai)250℃左右使之(zhi)分解可得到(dao)不含任何雜質的微細粉(fen)末狀(zhuang)純(chun)鐵(tie)，將這種(zhong)純(chun)鐵(tie)在(zai)(zai)高真空下煅燒可以除去(qu)殘留在(zai)(zai)鐵(tie)中的痕量碳和(he)氧，以一氧化(hua)碳的形(xing)式(shi)被除去(qu)。

單質鐵(tie)(tie)的制(zhi)備一(yi)般采用(yong)(yong)冶煉(lian)法。以赤鐵(tie)(tie)礦(kuang)（Fe2O3）或磁(ci)鐵(tie)(tie)礦(kuang)（Fe3O4）為(wei)原料，與(yu)焦(jiao)炭和助溶劑在熔(rong)礦(kuang)爐(lu)內反應，焦(jiao)炭燃燒產生二(er)氧(yang)化(hua)碳（CO2），二(er)氧(yang)化(hua)碳與(yu)過量的焦(jiao)炭接觸就(jiu)生成一(yi)氧(yang)化(hua)碳（CO），一(yi)氧(yang)化(hua)碳和礦(kuang)石內的氧(yang)化(hua)鐵(tie)(tie)作用(yong)(yong)就(jiu)生成金屬鐵(tie)(tie)。加入CaCO3在高溫下生成CaO除去鐵(tie)(tie)礦(kuang)石中的SiO2，生成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

實驗室通常用(yong)一氧化(hua)碳還原(yuan)氧化(hua)鐵制備少量(liang)單質鐵。

應用領域

工業用途

鐵(tie)用(yong)(yong)于(yu)(yu)農藥(yao)、粉(fen)末冶(ye)金(jin)(jin)、熱氫發生器、凝膠(jiao)推進(jin)劑(ji)(ji)、燃燒活性劑(ji)(ji)、催化(hua)劑(ji)(ji)、水(shui)清潔(jie)吸附劑(ji)(ji)、燒結活性劑(ji)(ji)、粉(fen)末冶(ye)金(jin)(jin)制(zhi)品、各種機(ji)械零部件制(zhi)品、硬質合金(jin)(jin)材料(liao)制(zhi)品等。純鐵(tie)用(yong)(yong)于(yu)(yu)制(zhi)發電機(ji)和電動機(ji)的鐵(tie)芯，還(huan)原鐵(tie)粉(fen)用(yong)(yong)于(yu)(yu)粉(fen)末冶(ye)金(jin)(jin)，鋼鐵(tie)用(yong)(yong)于(yu)(yu)制(zhi)造機(ji)器和工具。此外，鐵(tie)及(ji)其化(hua)合物(wu)(wu)還(huan)用(yong)(yong)于(yu)(yu)制(zhi)磁鐵(tie)、藥(yao)物(wu)(wu)、墨水(shui)、顏(yan)料(liao)、磨料(liao)等。

鐵(tie)的(de)(de)(de)最重要用途是冶煉(lian)鋼和合(he)(he)(he)金(jin)(jin)，少(shao)部分(fen)的(de)(de)(de)鐵(tie)以(yi)鑄鐵(tie)和生鐵(tie)的(de)(de)(de)形式應(ying)用。鐵(tie)是特(te)種(zhong)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)鋼的(de)(de)(de)重要組(zu)成部分(fen)，特(te)種(zhong)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)鋼材(cai)料的(de)(de)(de)鐵(tie)含量(liang)有時低于50%，其(qi)它組(zu)成物有鉻、鎳(nie)、鈷(gu)等。在某(mou)些鎳(nie)基合(he)(he)(he)金(jin)(jin)和鈷(gu)基合(he)(he)(he)金(jin)(jin)中鐵(tie)僅為低含量(liang)組(zu)成物，有時低于10%。

醫療用途

鐵(tie)有(you)一些少數(shu)化(hua)合物(wu)可(ke)作為(wei)人的內服(fu)藥物(wu)，例如(ru)硫酸亞鐵(tie)曾用(yong)為(wei)兒童(tong)缺鐵(tie)性貧血的治(zhi)療(liao)(liao)藥劑，但也有(you)報道說(shuo)有(you)兒童(tong)誤服(fu)大量硫酸亞鐵(tie)而導致死亡的事例。誤服(fu)有(you)毒鐵(tie)化(hua)合物(wu)的治(zhi)療(liao)(liao)一般為(wei)內服(fu)碳(tan)酸氫鈉（小(xiao)蘇打(da)）水溶液和致嘔吐藥劑。

分布情況

鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)(shi)地殼(ke)中第(di)四個豐度最(zui)(zui)大的(de)(de)(de)(de)元素，人(ren)們認為(wei)(wei)地球的(de)(de)(de)(de)核(he)心主(zhu)要是(shi)(shi)(shi)由(you)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)構成(cheng)的(de)(de)(de)(de)。在(zai)(zai)(zai)地殼(ke)中存在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)單(dan)質鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)(shi)極為(wei)(wei)少見的(de)(de)(de)(de)，但(dan)廣泛以(yi)化(hua)合態出(chu)現(xian)，許多礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)由(you)于(yu)含(han)有(you)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)化(hua)合物(wu)(wu)而(er)呈現(xian)特有(you)的(de)(de)(de)(de)顏色。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)最(zui)(zui)重(zhong)要礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)是(shi)(shi)(shi)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)和碳酸鹽。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)含(han)量(liang)最(zui)(zui)高(gao)的(de)(de)(de)(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)是(shi)(shi)(shi)磁鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)（Fe3O4），磁鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)是(shi)(shi)(shi)一(yi)種黑色有(you)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)磁性的(de)(de)(de)(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)，磁鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)(de)一(yi)個變種稱為(wei)(wei)“羅底石(shi)(shi)”（Lodestone）。赤鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)（Fe2O3）為(wei)(wei)紅棕色礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)，含(han)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)量(liang)最(zui)(zui)高(gao)可達70%。褐鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)是(shi)(shi)(shi)氧(yang)化(hua)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)（Ⅲ）礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)一(yi)個變種，褐鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)含(han)有(you)可變量(liang)的(de)(de)(de)(de)水，但(dan)其近似組成(cheng)往(wang)(wang)往(wang)(wang)是(shi)(shi)(shi)2Fe2O3?3H2O。碳酸鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)FeCO3。出(chu)現(xian)為(wei)(wei)菱鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)，碳酸鹽礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)往(wang)(wang)往(wang)(wang)與黏土和煤共生(sheng)，稱為(wei)(wei)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)石(shi)(shi)。黃鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)（FeS2）是(shi)(shi)(shi)一(yi)種常見的(de)(de)(de)(de)脈石(shi)(shi)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)，但(dan)黃鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)不(bu)直接用為(wei)(wei)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)，因為(wei)(wei)黃鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)有(you)很高(gao)含(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)硫(liu)而(er)被看成(cheng)是(shi)(shi)(shi)一(yi)種重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)非(fei)金屬化(hua)工原料礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。在(zai)(zai)(zai)自然界中還(huan)存在(zai)(zai)(zai)有(you)多種多樣的(de)(de)(de)(de)硅酸鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。

安全措施

環境危害

（1）侵占(zhan)土(tu)地(di)城市生活垃圾如不能得到(dao)及(ji)時處(chu)理和處(chu)置，將(jiang)會占(zhan)用(yong)農(nong)(nong)田，破壞農(nong)(nong)業生產，以及(ji)地(di)貌、植被(bei)、自然(ran)景觀等。

（2）廢鐵的堆積，產生銹味，嚴(yan)重影響了空氣質量。

健康危害

鐵(tie)本身不具有(you)毒性，但(dan)當攝(she)入過量(liang)或誤服過量(liang)的鐵(tie)制(zhi)劑時也可能導(dao)致鐵(tie)中毒。

短期暴露：吸入鐵粉(fen)或氧化鐵煙粉(fen)塵刺激(ji)呼吸道，引起咽喉發炎、咳嗽、呼吸短促、乏(fa)力、疲勞、寒戰(zhan)、出汗(han)、肌(ji)肉和關節疼痛；皮膚接(jie)觸(chu)熱金屬會灼傷，眼(yan)睛(jing)接(jie)觸(chu)粉(fen)塵可(ke)(ke)導致(zhi)發炎和灼傷；食入可(ke)(ke)導致(zhi)昏睡、呆滯、心跳和呼吸加速(su)、休克、吐血、腹瀉；

長期(qi)暴(bao)露：吸入過(guo)量(liang)會導致肺、脾(pi)、淋巴系統產生鐵(tie)積沉；吸入粉塵導致肺部產生色斑。

毒理資料

鐵(tie)及(ji)其氧化物(wu)的(de)蒸汽和煙(yan)氣會對人產(chan)生(sheng)(sheng)一種非致命性的(de)刺(ci)激(ji)與病痛，稱為金屬(shu)煙(yan)熱癥。但鐵(tie)的(de)化合物(wu)羰基(ji)鐵(tie)Fe（CO）5卻是極毒(du)的(de)，羰基(ji)鐵(tie)遇熱或在陽光照射下(xia)分解產(chan)生(sheng)(sheng)一氧化碳。

生理作用

鐵是(shi)動物(wu)身體組織和血(xue)液(ye)的(de)(de)(de)極重(zhong)要的(de)(de)(de)組成(cheng)物(wu)。鐵是(shi)人(ren)體中(zhong)必(bi)需(xu)的(de)(de)(de)痕量元(yuan)素(su)中(zhong)含量最高的(de)(de)(de)一(yi)個，約占(zhan)人(ren)體總重(zhong)量的(de)(de)(de)0.006%。鐵在(zai)人(ren)體內主要分(fen)布于血(xue)紅(hong)細(xi)胞中(zhong)，約占(zhan)人(ren)體總鐵量的(de)(de)(de)60%一(yi)70%。在(zai)鐵蛋白和肌紅(hong)蛋白中(zhong)，鐵則(ze)分(fen)別(bie)約占(zhan)人(ren)體總鐵量的(de)(de)(de)7%—15%和3%—5%。鐵不(bu)僅是(shi)人(ren)體血(xue)液(ye)中(zhong)交換與輸(shu)送氧(yang)(yang)氣所必(bi)需(xu)的(de)(de)(de)，而且(qie)又是(shi)某些酶(mei)（如過氧(yang)(yang)化氫酶(mei)、過氧(yang)(yang)化物(wu)酶(mei)、苯丙(bing)氨酸羥化酶(mei)等(deng)）和許多氧(yang)(yang)化還原(yuan)體系(xi)所不(bu)可缺少的(de)(de)(de)元(yuan)素(su)，在(zai)生物(wu)催化、在(zai)呼吸(xi)鏈上(shang)傳遞電子等(deng)方面都(dou)起著重(zhong)要的(de)(de)(de)作用(yong)。

血(xue)紅蛋(dan)白(bai)是(shi)(shi)(shi)由(you)一種稱為珠朊的(de)蛋(dan)白(bai)和含(han)鐵(tie)的(de)亞(ya)鐵(tie)血(xue)紅素結(jie)(jie)合在(zai)(zai)一起組成的(de)，亞(ya)鐵(tie)血(xue)紅素是(shi)(shi)(shi)卟啉(lin)(lin)的(de)鐵(tie)（Ⅱ）絡(luo)合物，在(zai)(zai)其中(zhong)鐵(tie)（Ⅱ）原子(zi)(zi)的(de)配位數為6。鐵(tie)（Ⅱ）與(yu)(yu)卟啉(lin)(lin)平面(mian)(mian)上(shang)的(de)四個(ge)吡咯環氮原子(zi)(zi)相聯結(jie)(jie)，并與(yu)(yu)珠朊上(shang)組氨(an)酸的(de)咪唑氮在(zai)(zai)垂直于卟啉(lin)(lin)平面(mian)(mian)的(de)方(fang)向(xiang)上(shang)聯結(jie)(jie)，第六(liu)個(ge)位置則(ze)可能被(bei)一個(ge)水(shui)分(fen)(fen)子(zi)(zi)所占據。這個(ge)結(jie)(jie)構允(yun)許(xu)在(zai)(zai)此(ci)第六(liu)個(ge)配位位置上(shang)可逆地吸(xi)放分(fen)(fen)子(zi)(zi)氧(yang)，使紅血(xue)球得以把(ba)氧(yang)分(fen)(fen)子(zi)(zi)輸載到身體的(de)各部分(fen)(fen)，這是(shi)(shi)(shi)動物呼吸(xi)作用的(de)機理。血(xue)紅蛋(dan)白(bai)對一氧(yang)化(hua)碳的(de)親(qin)合作用大于對氧(yang)分(fen)(fen)子(zi)(zi)的(de)親(qin)合作用，生成碳氧(yang)血(xue)紅蛋(dan)白(bai)的(de)過程是(shi)(shi)(shi)不(bu)可逆的(de)，這就導(dao)致了(le)一氧(yang)化(hua)碳的(de)劇毒性。

儲存運輸

儲存方法

放入緊封的儲(chu)藏器(qi)內，儲(chu)存于陰涼、干燥的庫房。

運輸方法

一(yi)般是鐵水運(yun)輸(shu)方式。

1.魚雷(lei)(lei)罐標準鐵路運輸(shu)方(fang)式魚雷(lei)(lei)罐具(ju)有(you)容量大、保(bao)溫(wen)性(xing)能好(hao)、重心低、安全性(xing)高等特點，可作(zuo)為鐵鋼界面間(jian)的緩沖環節(jie)，對(dui)煉鐵和煉鋼起著銜接、匹配、協調(diao)、緩沖的作(zuo)用，在大型(xing)鋼鐵企業中得到廣泛應用。

2.鐵(tie)水(shui)罐(guan)運輸(shu)(shu)方(fang)式該方(fang)式采用(yong)鐵(tie)水(shui)罐(guan)作(zuo)為鐵(tie)水(shui)從高爐(lu)到(dao)煉鋼的運輸(shu)(shu)和儲存容器(qi)，從高爐(lu)出鐵(tie)場受(shou)鐵(tie)開始至煉鋼鐵(tie)水(shui)兌入(ru)轉(zhuan)爐(lu)終(zhong)止，全過(guo)程采用(yong)一個鐵(tie)水(shui)罐(guan)，減(jian)少(shao)了(le)魚雷(lei)罐(guan)運輸(shu)(shu)流(liu)程中的鐵(tie)水(shui)倒罐(guan)環節。