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鐵（Ferrum）是(shi)一種金屬元素(su)，原子序數為26，位于周(zhou)期表第(di)四周(zhou)期，第(di)VIII族。

純(chun)鐵(tie)(tie)(tie)是(shi)銀白(bai)色有光澤的金(jin)屬，密度7.86g/cm3，熔點1539℃。鐵(tie)(tie)(tie)除了有導電(dian)性、導熱性、延展性外(wai)，還能被磁鐵(tie)(tie)(tie)吸引(yin)，具有鐵(tie)(tie)(tie)磁性。

鐵(tie)(tie)的重要(yao)化(hua)合(he)物有三氧化(hua)二(er)(er)鐵(tie)(tie)、四(si)氧化(hua)三鐵(tie)(tie)、氯(lv)化(hua)鐵(tie)(tie)及鐵(tie)(tie)的配合(he)物等。自然界中(zhong)主(zhu)要(yao)礦(kuang)(kuang)(kuang)物是(shi)赤(chi)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)（主(zhu)要(yao)是(shi)三氧化(hua)二(er)(er)鐵(tie)(tie)），磁(ci)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)（主(zhu)要(yao)是(shi)四(si)氧化(hua)三鐵(tie)(tie)）和(he)(he)菱(ling)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)（主(zhu)要(yao)是(shi)碳酸亞鐵(tie)(tie)）等。工業上用鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)、焦炭和(he)(he)石灰石混(hun)合(he)在高爐中(zhong)冶(ye)煉而得(de)，根據(ju)含碳量不同可分(fen)為生鐵(tie)(tie)、熟鐵(tie)(tie)和(he)(he)鋼。

研究簡史

古(gu)代社會鐵(tie)(tie)(tie)(tie)器(qi)時代大約起(qi)(qi)始于(yu)前(qian)2000年(nian)，但(dan)最(zui)早(zao)(zao)發現和使用的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)是來自外空(kong)的(de)(de)(de)隕(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)。隕(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)是鐵(tie)(tie)(tie)(tie)和鎳(nie)、鈷等金屬的(de)(de)(de)混合物、含鐵(tie)(tie)(tie)(tie)量較高。在(zai)埃(ai)及、西南亞(ya)等地一(yi)些文明古(gu)國(guo)所發現的(de)(de)(de)最(zui)早(zao)(zao)的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)器(qi)，都是由隕(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)加工而成的(de)(de)(de)。1972年(nian)中國(guo)河(he)北省藁(gao)城(cheng)縣臺西村出(chu)土(tu)了一(yi)把商代鐵(tie)(tie)(tie)(tie)刃青(qing)銅鉞(yue)(yue)，制(zhi)(zhi)造(zao)年(nian)代約在(zai)前(qian)14世紀。在(zai)青(qing)銅鉞(yue)(yue)上嵌的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)刃，是將隕(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)經加熱鍛(duan)打后，和鉞(yue)(yue)體嵌鍛(duan)在(zai)一(yi)起(qi)(qi)的(de)(de)(de)。中國(guo)還(huan)曾出(chu)土(tu)過類(lei)似的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)刃銅鉞(yue)(yue)和鐵(tie)(tie)(tie)(tie)援銅戈各一(yi)件(jian)，年(nian)代相當(dang)于(yu)商末周初，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)部分(fen)也是由隕(yun)(yun)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)加工成的(de)(de)(de)。古(gu)埃(ai)及人(ren)把鐵(tie)(tie)(tie)(tie)叫做“天石(shi)”，可見人(ren)類(lei)最(zui)早(zao)(zao)認識(shi)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)是從隕(yun)(yun)石(shi)開始的(de)(de)(de)。天外來的(de)(de)(de)隕(yun)(yun)石(shi)數量很少，因此用隕(yun)(yun)石(shi)制(zhi)(zhi)作的(de)(de)(de)器(qi)具當(dang)然稀少而珍貴，同時還(huan)帶(dai)有神秘(mi)的(de)(de)(de)色彩。用隕(yun)(yun)石(shi)作工具是很少的(de)(de)(de)，所以對生產進(jin)步(bu)沒有什么(me)明顯影響(xiang)，但(dan)通過隕(yun)(yun)石(shi)的(de)(de)(de)利用，畢竟使人(ren)類(lei)最(zui)早(zao)(zao)接(jie)觸并認識(shi)到鐵(tie)(tie)(tie)(tie)。

冶(ye)(ye)鐵技術(shu)發(fa)明于原始社(she)會的(de)(de)(de)(de)末期(qi)。冶(ye)(ye)鐵技術(shu)的(de)(de)(de)(de)發(fa)明，代(dai)(dai)表冶(ye)(ye)金(jin)史(shi)的(de)(de)(de)(de)一(yi)個新階段的(de)(de)(de)(de)開始。居住(zhu)在(zai)(zai)亞美(mei)尼亞山地的(de)(de)(de)(de)基茲溫達部(bu)落在(zai)(zai)前(qian)2000年時，就(jiu)發(fa)明了(le)一(yi)種煉(lian)鐵的(de)(de)(de)(de)有效方(fang)法(fa)，后來逐(zhu)步(bu)傳(chuan)開了(le)。小(xiao)亞細亞的(de)(de)(de)(de)赫梯人在(zai)(zai)前(qian)1400年左右也已(yi)掌握了(le)冶(ye)(ye)鐵技術(shu)；兩河流(liu)域北部(bu)的(de)(de)(de)(de)亞述人，在(zai)(zai)前(qian)1300年已(yi)進入鐵器時代(dai)(dai)。鐵制(zhi)工(gong)(gong)具(ju)的(de)(de)(de)(de)大(da)量出現，社(she)會生(sheng)產力(li)顯著(zhu)提(ti)(ti)高，從而對社(she)會的(de)(de)(de)(de)發(fa)展產生(sheng)巨大(da)影響。有些民族因此而迅速(su)地由原始公社(she)制(zhi)過(guo)(guo)渡(du)(du)到(dao)奴(nu)隸(li)社(she)會。古(gu)(gu)希臘和(he)古(gu)(gu)羅馬的(de)(de)(de)(de)奴(nu)隸(li)社(she)會的(de)(de)(de)(de)產生(sheng)，就(jiu)是由于鐵制(zhi)工(gong)(gong)具(ju)的(de)(de)(de)(de)廣泛(fan)使用，促使生(sheng)產力(li)大(da)大(da)提(ti)(ti)高的(de)(de)(de)(de)結果。在(zai)(zai)古(gu)(gu)代(dai)(dai)中(zhong)國、埃(ai)及等(deng)文明古(gu)(gu)國，則因有適(shi)合農業耕作的(de)(de)(de)(de)沖積平原，有便利的(de)(de)(de)(de)灌(guan)溉系統，所(suo)以在(zai)(zai)擁有青銅(tong)工(gong)(gong)具(ju)后，便已(yi)進入奴(nu)隸(li)社(she)會，而一(yi)旦鐵制(zhi)工(gong)(gong)具(ju)逐(zhu)步(bu)取(qu)代(dai)(dai)了(le)青銅(tong)工(gong)(gong)具(ju)，生(sheng)產力(li)獲得飛速(su)發(fa)展，生(sheng)產關系進一(yi)步(bu)發(fa)生(sheng)變化，社(she)會便又前(qian)進一(yi)步(bu)向封(feng)建制(zhi)度過(guo)(guo)渡(du)(du)。

冶(ye)鐵(tie)技(ji)(ji)(ji)術(shu)和青(qing)銅冶(ye)煉技(ji)(ji)(ji)術(shu)一(yi)樣，首先是(shi)由于社(she)會(hui)生產(chan)(chan)發展(zhan)的(de)需要。青(qing)銅工具在生產(chan)(chan)中(zhong)的(de)作用誘使人(ren)們去尋找更多(duo)的(de)金屬資源，但因(yin)銅礦分布(bu)不廣，錫、鉛(qian)礦更是(shi)稀少，人(ren)們很自然地(di)要去尋找新的(de)金屬。另外，在當時已具備了冶(ye)鐵(tie)的(de)物質和技(ji)(ji)(ji)術(shu)條件，特別是(shi)許(xu)多(duo)民族已有冶(ye)煉青(qing)銅的(de)經驗，發明(ming)冶(ye)鐵(tie)技(ji)(ji)(ji)術(shu)是(shi)很自然的(de)。

早期的(de)冶(ye)(ye)(ye)鐵(tie)(tie)技術，大多采(cai)用(yong)“固體還(huan)原法(fa)”，即(ji)冶(ye)(ye)(ye)鐵(tie)(tie)時(shi)，將鐵(tie)(tie)礦(kuang)石和木炭一(yi)(yi)(yi)層夾一(yi)(yi)(yi)層地碼放在(zai)(zai)爐窯中，點(dian)火焙燒(shao)，在(zai)(zai)650—1000℃溫度(du)下，利用(yong)碳的(de)不完(wan)全燃燒(shao)，產生一(yi)(yi)(yi)氧化(hua)碳，使(shi)鐵(tie)(tie)礦(kuang)中的(de)氧化(hua)鐵(tie)(tie)被還(huan)原成鐵(tie)(tie)。但由于溫度(du)不夠高，還(huan)原出來的(de)鐵(tie)(tie)以(yi)塊狀沉(chen)到爐底，人們只(zhi)能待鐵(tie)(tie)煉(lian)成爐窯冷卻后將鐵(tie)(tie)塊取出。這(zhe)(zhe)種鐵(tie)(tie)實際上是海綿(mian)鐵(tie)(tie)，表面粗糙，夾雜渣滓，不具有明(ming)顯金(jin)屬特征，有的(de)其堅(jian)韌性還(huan)不如青銅(tong)。因此。中國古(gu)代人稱這(zhe)(zhe)種鐵(tie)(tie)為“惡金(jin)”。這(zhe)(zhe)就造成一(yi)(yi)(yi)種情(qing)況，盡管冶(ye)(ye)(ye)鐵(tie)(tie)技術的(de)發明(ming)雖比青銅(tong)技術只(zhi)稍晚一(yi)(yi)(yi)些(xie)，但在(zai)(zai)有發達的(de)青銅(tong)冶(ye)(ye)(ye)煉(lian)業的(de)民族那里，鐵(tie)(tie)器的(de)廣泛使(shi)用(yong)卻常較(jiao)使(shi)用(yong)青銅(tong)器推(tui)遲了很多年。

在人們經過一段(duan)實踐摸索的(de)認識過程(cheng)后，終于發現(xian)，將(jiang)煉出的(de)鐵(tie)(tie)(tie)塊反復加熱(re)和(he)壓延錘(chui)打，才能使鐵(tie)(tie)(tie)柔韌(ren)不(bu)脆(cui)。人們還發現(xian)將(jiang)赤熱(re)的(de)鍛鐵(tie)(tie)(tie)猛(meng)淬入冷水，會變成(cheng)堅韌(ren)的(de)好鐵(tie)(tie)(tie)。這種(zhong)好鐵(tie)(tie)(tie)的(de)性能遠遠超越于青(qing)銅(tong)之上。當人們能廣(guang)泛(fan)用這種(zhong)鍛鐵(tie)(tie)(tie)制造(zao)工(gong)具(ju)時，青(qing)銅(tong)工(gong)具(ju)才逐漸(jian)被鐵(tie)(tie)(tie)器取代。

理化性質

物理性質

鐵(tie)是(shi)一(yi)種銀白色頗(po)軟的(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)，有良好的(de)(de)(de)延展(zhan)性(xing)，鐵(tie)的(de)(de)(de)性(xing)質會因(yin)摻雜了(le)痕量(liang)的(de)(de)(de)其它元素而(er)發生(sheng)變(bian)化。鐵(tie)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing)在極大(da)(da)程(cheng)度(du)上決(jue)定(ding)于所(suo)含的(de)(de)(de)雜質，并且(qie)會因(yin)退(tui)火的(de)(de)(de)程(cheng)度(du)而(er)變(bian)。鐵(tie)的(de)(de)(de)純度(du)越高磁(ci)(ci)(ci)(ci)導率越大(da)(da)，且(qie)降低(di)了(le)鐵(tie)的(de)(de)(de)滯后損失。以鐵(tie)和(he)(he)鈷為(wei)基(ji)體的(de)(de)(de)鋼或合金(jin)(jin)(jin)用于制造永(yong)(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)體，常(chang)用鐵(tie)與其它鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)鈷和(he)(he)鎳所(suo)制的(de)(de)(de)合金(jin)(jin)(jin)，例(li)如(ru)FeNi和(he)(he)FeNi?都(dou)有很高的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)導率。鐵(tie)一(yi)鈷一(yi)鎳系(xi)的(de)(de)(de)永(yong)(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)合金(jin)(jin)(jin)和(he)(he)鐵(tie)氧體磁(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing)材料屬(shu)(shu)于第(di)一(yi)代合成的(de)(de)(de)永(yong)(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)體。近(jin)20年(nian)來(lai)(lai)發展(zhan)的(de)(de)(de)第(di)二代永(yong)(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)合金(jin)(jin)(jin)是(shi)稀土鈷系(xi)合金(jin)(jin)(jin)，如(ru)SmCo5和(he)(he)Sm2Co17等(deng)，近(jin)10年(nian)來(lai)(lai)則發展(zhan)了(le)第(di)三代永(yong)(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)合金(jin)(jin)(jin)Nd一(yi)Fe一(yi)B系(xi)合金(jin)(jin)(jin)。近(jin)年(nian)又發展(zhan)起(qi)來(lai)(lai)Sm一(yi)Fe一(yi)N系(xi)永(yong)(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)合金(jin)(jin)(jin)，是(shi)以Sm2Fe17為(wei)基(ji)質進(jin)行滲氮而(er)得到的(de)(de)(de)一(yi)種綜合性(xing)能(neng)優(you)越的(de)(de)(de)永(yong)(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)體，有可能(neng)成為(wei)第(di)四(si)代新(xin)型(xing)永(yong)(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)合金(jin)(jin)(jin)。

化學性質

同單質的反應

鐵(tie)(tie)(tie)(tie)能(neng)在(zai)(zai)高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)(xia)吸收氫生(sheng)(sheng)成(cheng)固溶體(ti)。在(zai)(zai)溫(wen)(wen)度(du)(du)高(gao)于(yu)800℃時鐵(tie)(tie)(tie)(tie)能(neng)與少量(liang)氮(dan)反應(ying)(ying)(ying)，但反應(ying)(ying)(ying)速(su)度(du)(du)很(hen)慢，在(zai)(zai)溫(wen)(wen)度(du)(du)超(chao)過400℃時很(hen)容(rong)易(yi)與氨氣反應(ying)(ying)(ying)，生(sheng)(sheng)成(cheng)Fe?N。這(zhe)是鋼(gang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)表面(mian)氮(dan)化生(sheng)(sheng)成(cheng)硬保護膜層(ceng)的反應(ying)(ying)(ying)原理(li)。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)容(rong)易(yi)和大多數非金屬在(zai)(zai)適當高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)(xia)反應(ying)(ying)(ying)生(sheng)(sheng)成(cheng)二元化合物。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)與氧(yang)的反應(ying)(ying)(ying)決定于(yu)反應(ying)(ying)(ying)條件，新還原出來的微細(xi)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)粉在(zai)(zai)空(kong)氣中(zhong)室溫(wen)(wen)下(xia)(xia)就會自燃(ran)。塊狀(zhuang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)在(zai)(zai)溫(wen)(wen)度(du)(du)超(chao)過150℃時在(zai)(zai)干燥空(kong)氣中(zhong)就開始氧(yang)化，在(zai)(zai)過量(liang)氧(yang)氣中(zhong)生(sheng)(sheng)成(cheng)的主(zhu)(zhu)要產物是Fe?O?和Fe?O?，高(gao)于(yu)575℃和低氧(yang)空(kong)氣中(zhong)則(ze)主(zhu)(zhu)要氧(yang)化產物為FeO。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)與硫(liu)或磷反應(ying)(ying)(ying)時放出大量(liang)熱，分別(bie)生(sheng)(sheng)成(cheng)FeS和Fe?P。鹵素則(ze)可在(zai)(zai)較低溫(wen)(wen)度(du)(du)（-200℃）與鐵(tie)(tie)(tie)(tie)反應(ying)(ying)(ying)，氟、氯和溴與鐵(tie)(tie)(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(yi)上電(dian)勢表明，單質鐵(tie)在酸(suan)性(xing)溶(rong)(rong)(rong)液中是(shi)一(yi)種還(huan)原(yuan)劑(ji)，而在堿性(xing)溶(rong)(rong)(rong)液中則是(shi)一(yi)種更強的(de)(de)還(huan)原(yuan)劑(ji)。依照鐵(tie)的(de)(de)電(dian)勢在電(dian)位(wei)序(xu)中的(de)(de)位(wei)置(zhi)。可以(yi)從稀酸(suan)水溶(rong)(rong)(rong)液中置(zhi)換出氫(qing)(qing)(qing)氣，能(neng)(neng)從銅(tong)(tong)（Ⅱ）鹽(yan)(yan)(yan)溶(rong)(rong)(rong)液中置(zhi)換銅(tong)(tong)，本身則轉化(hua)成(cheng)(cheng)鐵(tie)（Ⅱ）鹽(yan)(yan)(yan)。當(dang)(dang)用(yong)(yong)普(pu)通鐵(tie)與稀硫酸(suan)或鹽(yan)(yan)(yan)酸(suan)反應時，放出的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)氣有一(yi)種極(ji)特別的(de)(de)氣味(wei)，這(zhe)是(shi)由于氫(qing)(qing)(qing)氣中夾雜(za)了(le)鐵(tie)中雜(za)質元素（如碳、硫、磷、砷等(deng)）的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)化(hua)物(wu)所致。氧(yang)(yang)化(hua)性(xing)酸(suan)，如硝酸(suan)、冷(leng)稀酸(suan)仍可與鐵(tie)生(sheng)成(cheng)(cheng)鐵(tie)（Ⅱ）鹽(yan)(yan)(yan)，但(dan)熱濃酸(suan)只能(neng)(neng)生(sheng)成(cheng)(cheng)鐵(tie)（Ⅲ）鹽(yan)(yan)(yan)。當(dang)(dang)鐵(tie)與濃硝酸(suan)短時間接觸后，便表現有抗御與硝酸(suan)進一(yi)步反應的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)，稱為表面鈍(dun)化(hua)，不再能(neng)(neng)溶(rong)(rong)(rong)于稀硝酸(suan)，也(ye)(ye)不再能(neng)(neng)從銅(tong)(tong)（Ⅱ）鹽(yan)(yan)(yan)溶(rong)(rong)(rong)液中置(zhi)換銅(tong)(tong)，但(dan)它能(neng)(neng)溶(rong)(rong)(rong)于還(huan)原(yuan)性(xing)酸(suan)，如稀鹽(yan)(yan)(yan)酸(suan)中。這(zhe)種鈍(dun)化(hua)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)是(shi)由于在鐵(tie)表面上生(sheng)成(cheng)(cheng)了(le)一(yi)層氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)保護膜。用(yong)(yong)其(qi)它氧(yang)(yang)化(hua)劑(ji)，如鉻（Ⅵ）酸(suan)也(ye)(ye)可以(yi)使鐵(tie)表面鈍(dun)化(hua)。

鐵(tie)在(zai)高于(yu)500℃時(shi)可(ke)以快速地同水蒸(zheng)氣(qi)反(fan)應(ying)放出氫氣(qi)，溫(wen)(wen)度(du)低(di)于(yu)570℃時(shi)生(sheng)成的(de)氧(yang)(yang)化物是(shi)Fe3O4，而高于(yu)此溫(wen)(wen)度(du)時(shi)生(sheng)成的(de)氧(yang)(yang)化物是(shi)FeO。二氧(yang)(yang)化碳也可(ke)以同樣地與鐵(tie)反(fan)應(ying)生(sheng)成這兩種氧(yang)(yang)化物（決定于(yu)溫(wen)(wen)度(du)條(tiao)件），同時(shi)二氧(yang)(yang)化碳被(bei)還原成一氧(yang)(yang)化碳。鐵(tie)粉在(zai)100一200℃與200atm的(de)一氧(yang)(yang)化碳反(fan)應(ying)生(sheng)成揮發(fa)性的(de)劇毒化合物五羰(tang)合鐵(tie)Fe（CO）5。

鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)是(shi)鐵(tie)與(yu)空氣(qi)(qi)(qi)和(he)水(shui)發(fa)生(sheng)作(zuo)用生(sheng)成(cheng)水(shui)合氧(yang)(yang)化(hua)物的(de)(de)(de)(de)過(guo)程。這是(shi)一個特殊(shu)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)問題，因為有重大(da)的(de)(de)(de)(de)經濟重要性(xing)而受到(dao)重視(shi)。鐵(tie)在(zai)室溫(wen)下的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)現象與(yu)水(shui)、氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)(qi)和(he)一種電解(jie)質的(de)(de)(de)(de)存在(zai)是(shi)不(bu)可少的(de)(de)(de)(de)。二氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)(tan)對鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)影響不(bu)大(da)，高濃度的(de)(de)(de)(de)二氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)(tan)氣(qi)(qi)(qi)氛其(qi)實對鐵(tie)還(huan)有表面(mian)保(bao)護作(zuo)用。鐵(tie)完(wan)全浸泡(pao)在(zai)表面(mian)上有空氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)淡水(shui)或鹽水(shui)中會發(fa)生(sheng)緩(huan)慢的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)作(zuo)用，但如(ru)果(guo)此(ci)鐵(tie)是(shi)部(bu)分(fen)浸沒的(de)(de)(de)(de)，在(zai)鐵(tie)一水(shui)交界面(mian)上的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)(qi)會迅(xun)速(su)得到(dao)補充(chong)，便會發(fa)生(sheng)快(kuai)速(su)的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)。在(zai)空氣(qi)(qi)(qi)中，如(ru)果(guo)濕(shi)度達到(dao)50（水(shui)蒸氣(qi)(qi)(qi)分(fen)壓約為6mmHg），鐵(tie)件會開始發(fa)生(sheng)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)；如(ru)果(guo)濕(shi)度達到(dao)80%，則鐵(tie)件會發(fa)生(sheng)嚴(yan)重的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)。

此時溶液中的(de)Fe2?和(he)OH?在氧(yang)氣的(de)作(zuo)用下(xia)便生成了黃棕色的(de)水合氧(yang)化鐵（Ⅲ）沉淀(dian)物鐵銹。

大氣(qi)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)速(su)度會因(yin)(yin)塵(chen)埃粒子和(he)二氧化(hua)(hua)(hua)硫(liu)(liu)的(de)(de)(de)存在(zai)(zai)(zai)而大大被加速(su)。在(zai)(zai)(zai)濱海地區(qu)，空(kong)氣(qi)塵(chen)埃中(zhong)含(han)有(you)(you)鹽(yan)分(fen)，如(ru)果沒有(you)(you)其它(ta)促(cu)銹(xiu)(xiu)因(yin)(yin)素的(de)(de)(de)話，銹(xiu)(xiu)蝕(shi)速(su)度將(jiang)隨距(ju)(ju)(ju)海的(de)(de)(de)距(ju)(ju)(ju)離而變，距(ju)(ju)(ju)海越遠銹(xiu)(xiu)蝕(shi)速(su)度越慢。在(zai)(zai)(zai)城區(qu)和(he)工業(ye)區(qu)，空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)二氧化(hua)(hua)(hua)硫(liu)(liu)將(jiang)是(shi)促(cu)銹(xiu)(xiu)的(de)(de)(de)主要因(yin)(yin)素。在(zai)(zai)(zai)空(kong)氣(qi)和(he)水的(de)(de)(de)作用(yong)下(xia)，二氧化(hua)(hua)(hua)硫(liu)(liu)轉化(hua)(hua)(hua)成硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)，硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)將(jiang)侵蝕(shi)鐵(tie)制器件。當(dang)鐵(tie)或(huo)鋼的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)上出現了(le)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鐵(tie)（Ⅱ）之后，在(zai)(zai)(zai)潮(chao)濕空(kong)氣(qi)中(zhong)，即使不再有(you)(you)二氧化(hua)(hua)(hua)硫(liu)(liu)，銹(xiu)(xiu)蝕(shi)過程就繼續進行。防止鐵(tie)器銹(xiu)(xiu)蝕(shi)的(de)(de)(de)方法之一是(shi)在(zai)(zai)(zai)表(biao)面(mian)涂(tu)刷阻銹(xiu)(xiu)劑，如(ru)氫氧化(hua)(hua)(hua)鈉、磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉或(huo)鉻酸(suan)(suan)(suan)(suan)鉀溶(rong)液。還(huan)有(you)(you)一種(zhong)“磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan)化(hua)(hua)(hua)處理”，是(shi)將(jiang)鐵(tie)器浸置在(zai)(zai)(zai)磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)錳(meng)（Ⅱ）或(huo)磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鋅（Ⅱ）溶(rong)液中(zhong)，使鐵(tie)表(biao)面(mian)上生成一層(ceng)磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鐵(tie)（Ⅱ）蓋層(ceng)。還(huan)有(you)(you)一種(zhong)防銹(xiu)(xiu)辦法是(shi)在(zai)(zai)(zai)鐵(tie)表(biao)面(mian)上遮鍍(du)一層(ceng)其它(ta)金屬(shu)，如(ru)鍍(du)鋅鐵(tie)（白(bai)鐵(tie)）、鍍(du)錫(xi)鐵(tie)（馬口鐵(tie)）等。涂(tu)刷紅鉛漆或(huo)油漆也(ye)是(shi)常用(yong)的(de)(de)(de)防銹(xiu)(xiu)辦法。

制備方法

工業制備

純鐵可用(yong)氫(qing)還(huan)(huan)原純氧(yang)(yang)(yang)化鐵或(huo)氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化鐵來制備。例如將氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化鐵在純氫(qing)氣流中加熱(re)，并將溫度從400℃升(sheng)高至700℃直到還(huan)(huan)原過程(cheng)完成。還(huan)(huan)原鐵冷卻(que)后吸收的氫(qing)量可以忽略不計，在低溫（360一(yi)530℃）下還(huan)(huan)原氧(yang)(yang)(yang)化物所得純鐵是粉末狀固體，遇空氣會著(zhu)火。

將(jiang)五羰合(he)鐵(tie)(tie)Fe（CO）5氣化并在(zai)250℃左右使之分解(jie)可得到不含任(ren)何雜質的(de)(de)微細(xi)粉末狀純鐵(tie)(tie)，將(jiang)這種純鐵(tie)(tie)在(zai)高真(zhen)空下煅燒(shao)可以(yi)除去殘留在(zai)鐵(tie)(tie)中(zhong)的(de)(de)痕量碳(tan)(tan)和氧(yang)，以(yi)一氧(yang)化碳(tan)(tan)的(de)(de)形式被除去。

單質鐵的制(zhi)備一般采用冶煉法。以赤鐵礦(kuang)（Fe2O3）或磁鐵礦(kuang)（Fe3O4）為原料(liao)，與焦(jiao)炭(tan)(tan)和助(zhu)溶(rong)劑在(zai)熔礦(kuang)爐內反應，焦(jiao)炭(tan)(tan)燃燒產生(sheng)(sheng)二氧(yang)化碳（CO2），二氧(yang)化碳與過(guo)量(liang)的焦(jiao)炭(tan)(tan)接觸就生(sheng)(sheng)成(cheng)一氧(yang)化碳（CO），一氧(yang)化碳和礦(kuang)石(shi)內的氧(yang)化鐵作用就生(sheng)(sheng)成(cheng)金屬鐵。加入(ru)CaCO3在(zai)高溫下生(sheng)(sheng)成(cheng)CaO除去鐵礦(kuang)石(shi)中的SiO2，生(sheng)(sheng)成(cheng)CaSiO3（爐渣(zha)）。

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)常用一氧(yang)化(hua)碳還(huan)原氧(yang)化(hua)鐵(tie)制備少量單質鐵(tie)。

應用領域

工業用途

鐵(tie)(tie)(tie)用(yong)于(yu)(yu)農藥、粉(fen)(fen)(fen)末(mo)冶(ye)(ye)金、熱氫發生(sheng)器、凝(ning)膠(jiao)推進劑(ji)(ji)、燃燒(shao)活性劑(ji)(ji)、催化(hua)劑(ji)(ji)、水清潔吸(xi)附劑(ji)(ji)、燒(shao)結(jie)活性劑(ji)(ji)、粉(fen)(fen)(fen)末(mo)冶(ye)(ye)金制(zhi)(zhi)(zhi)品(pin)、各種機(ji)(ji)械零部件(jian)制(zhi)(zhi)(zhi)品(pin)、硬質(zhi)合(he)金材(cai)料(liao)(liao)制(zhi)(zhi)(zhi)品(pin)等。純鐵(tie)(tie)(tie)用(yong)于(yu)(yu)制(zhi)(zhi)(zhi)發電機(ji)(ji)和電動機(ji)(ji)的(de)鐵(tie)(tie)(tie)芯，還原鐵(tie)(tie)(tie)粉(fen)(fen)(fen)用(yong)于(yu)(yu)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)冶(ye)(ye)金，鋼鐵(tie)(tie)(tie)用(yong)于(yu)(yu)制(zhi)(zhi)(zhi)造機(ji)(ji)器和工具。此外，鐵(tie)(tie)(tie)及(ji)其(qi)化(hua)合(he)物(wu)(wu)還用(yong)于(yu)(yu)制(zhi)(zhi)(zhi)磁鐵(tie)(tie)(tie)、藥物(wu)(wu)、墨水、顏料(liao)(liao)、磨料(liao)(liao)等。

鐵的(de)(de)最重(zhong)要(yao)用(yong)途是(shi)冶煉鋼(gang)和(he)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)，少(shao)部(bu)分(fen)的(de)(de)鐵以鑄鐵和(he)生(sheng)鐵的(de)(de)形式應用(yong)。鐵是(shi)特種合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)鋼(gang)的(de)(de)重(zhong)要(yao)組(zu)成部(bu)分(fen)，特種合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)鋼(gang)材料的(de)(de)鐵含量有(you)(you)時(shi)低于50%，其它組(zu)成物有(you)(you)鉻、鎳、鈷等。在(zai)某些鎳基合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)和(he)鈷基合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)中鐵僅為低含量組(zu)成物，有(you)(you)時(shi)低于10%。

醫療用途

鐵有一些少(shao)數化合(he)物(wu)可(ke)作(zuo)為(wei)人(ren)的(de)內(nei)服(fu)藥物(wu)，例(li)如硫(liu)酸(suan)亞鐵曾用(yong)為(wei)兒(er)童缺(que)鐵性貧血的(de)治療藥劑，但也有報道(dao)說有兒(er)童誤服(fu)大量硫(liu)酸(suan)亞鐵而導致死(si)亡的(de)事例(li)。誤服(fu)有毒鐵化合(he)物(wu)的(de)治療一般(ban)為(wei)內(nei)服(fu)碳酸(suan)氫鈉（小蘇打）水溶(rong)液(ye)和致嘔吐藥劑。

分布情況

鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)地殼(ke)中(zhong)第四個豐度最大的(de)(de)(de)(de)元素，人們認為(wei)(wei)(wei)地球(qiu)的(de)(de)(de)(de)核心主要(yao)(yao)(yao)是(shi)由(you)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)構成(cheng)的(de)(de)(de)(de)。在地殼(ke)中(zhong)存在的(de)(de)(de)(de)單質鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)極(ji)為(wei)(wei)(wei)少見的(de)(de)(de)(de)，但(dan)廣泛以(yi)化(hua)合(he)態出現(xian)(xian)(xian)，許多(duo)礦(kuang)物(wu)(wu)由(you)于含(han)(han)有鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)化(hua)合(he)物(wu)(wu)而呈現(xian)(xian)(xian)特有的(de)(de)(de)(de)顏色。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)最重要(yao)(yao)(yao)礦(kuang)物(wu)(wu)是(shi)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)和(he)碳(tan)酸鹽。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)含(han)(han)量(liang)(liang)最高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)礦(kuang)物(wu)(wu)是(shi)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)（Fe3O4），磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)黑色有鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)磁(ci)(ci)(ci)性(xing)的(de)(de)(de)(de)礦(kuang)物(wu)(wu)，磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)的(de)(de)(de)(de)一(yi)個變種(zhong)(zhong)稱為(wei)(wei)(wei)“羅(luo)底石(shi)”（Lodestone）。赤鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)（Fe2O3）為(wei)(wei)(wei)紅棕色礦(kuang)物(wu)(wu)，含(han)(han)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)量(liang)(liang)最高(gao)(gao)可達70%。褐鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)是(shi)氧(yang)化(hua)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)（Ⅲ）礦(kuang)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)一(yi)個變種(zhong)(zhong)，褐鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)含(han)(han)有可變量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)水，但(dan)其近似組成(cheng)往往是(shi)2Fe2O3?3H2O。碳(tan)酸鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)FeCO3。出現(xian)(xian)(xian)為(wei)(wei)(wei)菱鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)，碳(tan)酸鹽礦(kuang)往往與黏土和(he)煤共(gong)生(sheng)，稱為(wei)(wei)(wei)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)石(shi)。黃鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)（FeS2）是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)常(chang)見的(de)(de)(de)(de)脈石(shi)礦(kuang)物(wu)(wu)，但(dan)黃鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)不直接用為(wei)(wei)(wei)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)，因為(wei)(wei)(wei)黃鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)有很高(gao)(gao)含(han)(han)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)硫而被看成(cheng)是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)重要(yao)(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)非金屬化(hua)工原(yuan)料礦(kuang)。在自(zi)然界中(zhong)還(huan)存在有多(duo)種(zhong)(zhong)多(duo)樣的(de)(de)(de)(de)硅酸鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)。

安全措施

環境危害

（1）侵占土地城市生活垃圾如不能得到(dao)及時處理和處置，將會占用農(nong)田，破壞農(nong)業生產，以及地貌、植被、自然景觀等。

（2）廢鐵的堆積，產生(sheng)銹味，嚴重影響了空氣質量(liang)。

健康危害

鐵本身(shen)不具有毒性(xing)，但當(dang)攝入(ru)過量或(huo)誤服過量的(de)鐵制劑(ji)時也(ye)可(ke)能(neng)導致鐵中(zhong)毒。

短期暴露：吸入鐵粉(fen)或氧化鐵煙粉(fen)塵刺激呼吸道，引起咽喉(hou)發炎、咳嗽、呼吸短促、乏(fa)力、疲勞、寒(han)戰、出汗、肌肉和(he)關節疼(teng)痛；皮膚(fu)接(jie)觸(chu)熱金屬會(hui)灼傷(shang)(shang)，眼睛接(jie)觸(chu)粉(fen)塵可導致(zhi)發炎和(he)灼傷(shang)(shang)；食(shi)入可導致(zhi)昏睡、呆滯、心跳和(he)呼吸加速、休克、吐(tu)血、腹瀉；

長期暴露：吸(xi)入(ru)過量會導致肺、脾(pi)、淋(lin)巴系統(tong)產生鐵積沉；吸(xi)入(ru)粉(fen)塵(chen)導致肺部產生色斑。

毒理資料

鐵(tie)及其氧化(hua)物(wu)的(de)蒸(zheng)汽和煙氣會對人(ren)產生一(yi)種非致(zhi)命性的(de)刺激與病痛，稱為金屬煙熱癥。但(dan)鐵(tie)的(de)化(hua)合物(wu)羰(tang)基鐵(tie)Fe（CO）5卻是極(ji)毒的(de)，羰(tang)基鐵(tie)遇熱或在(zai)陽光照射下分解產生一(yi)氧化(hua)碳。

生理作用

鐵(tie)(tie)(tie)是動物(wu)(wu)身體(ti)組(zu)織和(he)血(xue)液(ye)的(de)(de)(de)極重要的(de)(de)(de)組(zu)成物(wu)(wu)。鐵(tie)(tie)(tie)是人體(ti)中必需(xu)的(de)(de)(de)痕量(liang)(liang)元(yuan)素中含(han)量(liang)(liang)最高的(de)(de)(de)一(yi)(yi)個，約(yue)占人體(ti)總重量(liang)(liang)的(de)(de)(de)0.006%。鐵(tie)(tie)(tie)在人體(ti)內主要分布于血(xue)紅細胞中，約(yue)占人體(ti)總鐵(tie)(tie)(tie)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)60%一(yi)(yi)70%。在鐵(tie)(tie)(tie)蛋(dan)白和(he)肌(ji)紅蛋(dan)白中，鐵(tie)(tie)(tie)則分別約(yue)占人體(ti)總鐵(tie)(tie)(tie)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)7%—15%和(he)3%—5%。鐵(tie)(tie)(tie)不僅是人體(ti)血(xue)液(ye)中交換(huan)與(yu)輸送氧(yang)氣(qi)所(suo)必需(xu)的(de)(de)(de)，而且(qie)又是某(mou)些酶(mei)（如過氧(yang)化氫酶(mei)、過氧(yang)化物(wu)(wu)酶(mei)、苯(ben)丙(bing)氨酸羥化酶(mei)等）和(he)許多氧(yang)化還原(yuan)體(ti)系所(suo)不可缺少的(de)(de)(de)元(yuan)素，在生物(wu)(wu)催化、在呼吸鏈上傳(chuan)遞(di)電子等方面(mian)都起著重要的(de)(de)(de)作用。

血(xue)紅蛋(dan)(dan)白是(shi)由一(yi)種稱為(wei)珠朊(ruan)的(de)(de)(de)蛋(dan)(dan)白和含鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)亞鐵(tie)(tie)血(xue)紅素(su)結(jie)合在(zai)一(yi)起(qi)組(zu)成的(de)(de)(de)，亞鐵(tie)(tie)血(xue)紅素(su)是(shi)卟啉的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)（Ⅱ）絡(luo)合物，在(zai)其(qi)中鐵(tie)(tie)（Ⅱ）原(yuan)子的(de)(de)(de)配位數為(wei)6。鐵(tie)(tie)（Ⅱ）與卟啉平面上的(de)(de)(de)四個(ge)(ge)(ge)吡咯環氮(dan)原(yuan)子相聯結(jie)，并(bing)與珠朊(ruan)上組(zu)氨酸(suan)的(de)(de)(de)咪唑氮(dan)在(zai)垂直(zhi)于卟啉平面的(de)(de)(de)方向上聯結(jie)，第六(liu)個(ge)(ge)(ge)位置則可能(neng)被一(yi)個(ge)(ge)(ge)水(shui)分子所占(zhan)據(ju)。這個(ge)(ge)(ge)結(jie)構允(yun)許在(zai)此第六(liu)個(ge)(ge)(ge)配位位置上可逆地(di)吸放分子氧(yang)(yang)(yang)，使(shi)紅血(xue)球得以把氧(yang)(yang)(yang)分子輸載到身體的(de)(de)(de)各部分，這是(shi)動物呼吸作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)機理(li)。血(xue)紅蛋(dan)(dan)白對(dui)一(yi)氧(yang)(yang)(yang)化碳(tan)的(de)(de)(de)親合作(zuo)用(yong)大于對(dui)氧(yang)(yang)(yang)分子的(de)(de)(de)親合作(zuo)用(yong)，生成碳(tan)氧(yang)(yang)(yang)血(xue)紅蛋(dan)(dan)白的(de)(de)(de)過程(cheng)是(shi)不可逆的(de)(de)(de)，這就導致了一(yi)氧(yang)(yang)(yang)化碳(tan)的(de)(de)(de)劇毒性。

儲存運輸

儲存方法

放入緊封(feng)的(de)(de)儲藏器(qi)內，儲存(cun)于陰涼、干燥的(de)(de)庫房。

運輸方法

一(yi)般是鐵(tie)水運輸方(fang)式。

1.魚(yu)雷罐(guan)標準(zhun)鐵路(lu)運輸(shu)方式魚(yu)雷罐(guan)具有容(rong)量(liang)大、保溫性能好、重心(xin)低(di)、安全性高(gao)等特點(dian)，可作為鐵鋼(gang)界面間(jian)的緩(huan)沖(chong)(chong)環節，對煉鐵和煉鋼(gang)起著銜接、匹配、協(xie)調、緩(huan)沖(chong)(chong)的作用(yong)，在大型鋼(gang)鐵企業中得到廣(guang)泛應用(yong)。

2.鐵(tie)(tie)水罐(guan)(guan)運(yun)(yun)輸方式該方式采用(yong)鐵(tie)(tie)水罐(guan)(guan)作為鐵(tie)(tie)水從高(gao)爐(lu)到煉(lian)鋼的(de)運(yun)(yun)輸和儲(chu)存容(rong)器(qi)，從高(gao)爐(lu)出(chu)鐵(tie)(tie)場受(shou)鐵(tie)(tie)開始(shi)至(zhi)煉(lian)鋼鐵(tie)(tie)水兌入轉爐(lu)終止，全(quan)過程(cheng)采用(yong)一個(ge)鐵(tie)(tie)水罐(guan)(guan)，減少了(le)魚雷罐(guan)(guan)運(yun)(yun)輸流程(cheng)中的(de)鐵(tie)(tie)水倒罐(guan)(guan)環節。