鐵是地球上分布最廣,、最常用的金屬之一,，約占地殼質(zhì)量的5.1%，居元素分布序列中的第四位,，僅次于氧,、硅和鋁。

在自然界,，游離態(tài)的鐵只能從隕石中找到,，分布在地殼中的鐵都以化合物的形式存在。鐵的主要礦石有：赤鐵礦Fe?O?,，含鐵量在50%~60%之間,；磁鐵礦Fe?O?，含鐵量60%以上,，有亞鐵磁性,，此外還有褐鐵礦Fe?O??nH?O、菱鐵礦FeCO?和黃鐵礦FeS?,，它們的含鐵量低一些,，但比較容易冶煉,。中國的鐵礦資源非常豐富，著名的產(chǎn)地有湖北大冶,、東北鞍山等。

華北地區(qū)的鐵礦主要分布

鐵在自然界中分布極為廣泛，但人類發(fā)現(xiàn)和利用鐵卻比黃金和銅要遲,。首先是由于天然的單質(zhì)狀態(tài)的鐵在地球上非常稀少,，而且它容易氧化生銹，加上它的熔點(diǎn)(1812K）又比銅（1356K）高得多,，就使得它比銅難于熔煉,。人類最早發(fā)現(xiàn)的鐵是從天空落下來的隕石，隕石中含鐵的百分比很高,，是鐵和鎳,、鈷等金屬的混合物，在融化鐵礦石的方法尚未問世,，人類不可能大量獲得生鐵的時(shí)候,，鐵一直被視為一種帶有神秘性的最珍貴的金屬,。

西亞赫梯人是最早發(fā)現(xiàn)和掌握煉鐵技術(shù)的,。中國從東周時(shí)就有煉鐵，至春秋戰(zhàn)國時(shí)代普及,，是較早掌握冶鐵技術(shù)的國家之一,。中國最早人工冶煉的鐵是在春秋戰(zhàn)國之交的時(shí)期出現(xiàn)的。這從江蘇六合縣春秋墓出土的鐵條,、鐵丸,，和河南洛陽戰(zhàn)國早期灰坑出土的鐵錛均能確定是迄今為止的中國最早的生鐵工具。生鐵冶煉技術(shù)的出現(xiàn),，它對(duì)封建社會(huì)的作用與蒸汽機(jī)對(duì)資本主義社會(huì)的作用可以媲美,。

鐵的發(fā)現(xiàn)和大規(guī)模使用，是人類發(fā)展史上的一個(gè)光輝里程碑,，它把人類從石器時(shí)代,、銅器時(shí)代帶到了鐵器時(shí)代,，推動(dòng)了人類文明的發(fā)展。至今鐵仍然是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)，人類進(jìn)步所必不可少的金屬材料,。

有鐵制物件發(fā)現(xiàn)于公元前3500年的埃及。它們包含7.5%的鎳,，表明它們來自流星,。

古代小亞細(xì)亞半島（也就是現(xiàn)今的土耳其）的赫梯人，是第一個(gè)從鐵礦石中熔煉鐵的,，約公元前1500年,，這種新的，堅(jiān)硬的金屬給了他們經(jīng)濟(jì)和政治上的力量,。鐵器時(shí)代開始了,。某些種類的鐵明顯優(yōu)于其它的,，依賴于它的碳含量，盡管這并不被賞識(shí),。某些鐵礦石包含釩,，生產(chǎn)出叫做大馬士革的鋼，很適合制劍,。

第一個(gè)解釋不同類型的鐵的人是René Antoine Ferchault de Réaumur,，他寫了一本書關(guān)于這個(gè)主題于1722年。解釋了為什么鋼,，熟鐵和鑄鐵包含一定量的木炭（碳）后會(huì)更卓越,。工業(yè)革命在同一世紀(jì)開始，大規(guī)模的依賴于這種金屬,。

鐵的相對(duì)原子質(zhì)量 56,，鐵的密度為7.9克/立方厘米。

鐵活潑,，為強(qiáng)還原劑,，化合價(jià)有0、+2,、+3,、+6，最常見的價(jià)態(tài)是+2和+3,。在室溫下,，鐵不能從水中置換出氫氣,，在500℃以上反應(yīng)速度增大。其化合物及其水溶液往往帶有顏色,。

鐵在干燥空氣中很難跟氧氣反應(yīng),，但在潮濕空氣中很容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，若在酸性氣體或在鹽水中或鹵素蒸氣氛圍中腐蝕更快,。鐵可以從溶液中還原金,、鉑、銀,、汞,、銅或錫等離子。

鐵的比熱容0.46×103J/(kg·℃）,，每千克鐵溫度升高或降低一攝氏度吸收或放出熱量0.46×103J ,。　熔點(diǎn)： 1535°C,，　沸點(diǎn)： 2750°C.,。色澤 ：純鐵具有銀白色金屬光澤， 狀態(tài)： 固體 ,，硬度： 質(zhì)軟 ,，密度 ：7.8g/cm3 ，延展性良好,，傳導(dǎo)性（導(dǎo)電,、導(dǎo)熱）好 。純鐵的熔點(diǎn)應(yīng)該是1534℃,，不過如果是鐵與其他金屬的合金或者是摻有雜質(zhì)的鐵,，熔點(diǎn)降低，硬度將增大,，具體得看雜質(zhì)或者合金的性質(zhì)了,。

鐵不僅具有金屬晶體的物理共性，而且能被磁鐵吸引,，在磁場(chǎng)的作用下,，鐵自身磁化。

相對(duì)原子質(zhì)量55.847,。鐵有多種同素異形體,，如α鐵、β鐵,、γ鐵,、б鐵等。鐵是比較活潑的金屬，在金屬活動(dòng)順序表里排在氫的前面,。常溫時(shí),，鐵在干燥的空氣里不易與氧、硫,、氯等非金屬單質(zhì)起反應(yīng),，在高溫時(shí)，則劇烈反應(yīng),。鐵在氧氣中燃燒,，生成Fe?O?，熾熱的鐵和水蒸氣起反應(yīng)也生成Fe?O?,。鐵易溶于稀的無機(jī)酸和濃鹽酸中,，生成二價(jià)鐵鹽，并放出氫氣,。在常溫下遇濃硫酸或濃硝酸時(shí)，表面生成一層氧化物保護(hù)膜,，使鐵“鈍化”,，故可用鐵制品盛裝濃硫酸或濃硝酸。鐵是一變價(jià)元素,，常見價(jià)態(tài)為+2和+3,。鐵與硫、硫酸銅溶液,、鹽酸,、稀硫酸等反應(yīng)時(shí)失去兩個(gè)電子，成為+2價(jià),。與Cl2,、Br?、硝酸及熱濃硫酸反應(yīng),，則被氧化成Fe3+,。鐵與氧氣或水蒸氣反應(yīng)生成的Fe3O4，可以看成是FeO·Fe2O?,，其中有1/3的Fe為+2價(jià),，另2/3為+3價(jià)。鐵的+3價(jià)化合物較為穩(wěn)定,。

鐵的電子構(gòu)型為（Ar)3d64s2,，氧化態(tài)有0、+2,、+3,、+4、+5、+6,。鐵的化學(xué)性質(zhì)活潑,，為強(qiáng)還原劑，在室溫條件下可緩慢地從水中置換出氫,，在500℃以上反應(yīng)速率增高：

3Fe+4H2O（g）===Fe3O4+4H2↑

此反應(yīng)可在兩種情況下進(jìn)行,。　

1.Fe和高溫水蒸氣反應(yīng),，此時(shí),，生成氫氣一般不帶氣體符號(hào)。

2.將灼熱的鐵迅速扔進(jìn)冷水,。這就是淬火,。這時(shí)要加氣體符號(hào)。

鐵在干燥空氣中很難與氧發(fā)生作用,，但在潮濕空氣中很易腐蝕,，若含有酸性氣或鹵素蒸氣時(shí)，腐蝕更快,。鐵可從溶液中還原金,、鉑、銀,、汞,、鉍、錫,、鎳或銅等離子,，如：

CuSO4+Fe===FeSO4+Cu

鐵溶于非氧化性的酸如鹽酸和稀硫酸中，形成二價(jià)鐵離子并放出氫氣,；在冷的稀硝酸中則形成三價(jià)鐵離子和硝酸銨：

Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑

（2 Fe+6H2SO4（濃）===Fe2（SO4)3+3SO2↑+6H2O）

4Fe+10HNO3===4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O

鐵溶于熱的或較濃的硝酸中,，生成硝酸鐵并釋放出氮的氧化物。在濃硝酸或冷的濃硫酸中,，鐵的表面形成一層氧化薄膜而被鈍化,。鐵與氯在加熱時(shí)反應(yīng)劇烈（2Fe+3Cl2===2FeCl3）。鐵也能與硫,、磷,、硅、碳直接化合,。鐵與氮不能直接化合,，但與氨作用，形成氮化鐵Fe2N,。

鐵的最重要的氧化態(tài)是+2和+3,。二價(jià)鐵離子呈淡綠色,，在堿性溶液中易被氧化成三價(jià)鐵離子。三價(jià)鐵離子的顏色隨水解程度的增大而由黃色經(jīng)橙色變到棕色,。純凈的三價(jià)鐵離子為淡紫色,。二價(jià)和三價(jià)鐵均易與無機(jī)或有機(jī)配位體形成穩(wěn)定的配位化合物，如 Phen為菲羅林,，配位數(shù)通常為6,。零價(jià)鐵還可與一氧化碳形成各種羰基鐵，如Fe(CO)5,、Fe2(CO)9,、Fe3(CO)12。羰基鐵有揮發(fā)性,，蒸氣劇毒,。鐵也有+4、+5,、+6價(jià)態(tài)的化合物,，但在水溶液中只有+6價(jià)的。

化合物 主要有兩大類：亞鐵Fe（Ⅱ）和正鐵Fe（Ⅲ）化合物,，亞鐵化合物有氧化亞鐵(FeO）,、氯化亞鐵（FeCl2）、硫酸亞鐵（FeSO4）,、氫氧化亞鐵{Fe(OH)2}等；正鐵化合物有三氧化二鐵(Fe2O3）,、三氯化鐵（FeCl3）,、硫酸鐵{Fe2(SO4)3}、氫氧化鐵{Fe(OH)3}等,。

如在亞鐵氰化鉀K4[Fe(CN)6&#93,；·3H2O（俗名：黃血鹽）和鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6&#93；（俗名：赤血鹽）中,。鐵與環(huán)戊二烯的化合物二茂鐵,，是一種具有夾心結(jié)構(gòu)的金屬有機(jī)化合物。

鐵在水與空氣的共同作用下生成三氧化二鐵

1,、高爐煉鐵

C+O2===（點(diǎn)燃）CO2（提供熱量和CO2)

CO2+C===（高溫）2CO

Fe2O3+3CO===（高溫）2Fe+3CO2

CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑

2,、鋁熱煉鐵

2Al+Fe2O3==高溫==2Fe+Al2O3

相對(duì)原子質(zhì)量55.847。鐵有多種同素異形體,。鐵是比較活潑的金屬,，在金屬活動(dòng)順序表里排在氫的前面。常溫時(shí),，鐵在干燥的空氣里不易與氧,、硫、氯等非金屬單質(zhì)起反應(yīng)，在高溫時(shí),，則劇烈反應(yīng),。鐵在氧氣中燃燒，生成Fe3O4,，赤熱的鐵和水蒸氣起反應(yīng)也生成Fe3O4,。鐵易溶于稀的無機(jī)酸和濃鹽酸中，生成二價(jià)鐵鹽,，并放出氫氣,。在常溫下遇濃硫酸或濃硝酸時(shí)，表面生成一層氧化物保護(hù)膜,，使鐵“鈍化”,，故可用鐵制品盛裝濃硫酸或濃硝酸。鐵是一變價(jià)元素,，常見價(jià)態(tài)為+2和+3價(jià),。鐵與硫、硫酸銅溶液,、鹽酸,、稀硫酸等反應(yīng)時(shí)失去兩個(gè)電子，成為+2價(jià),。與Cl2,、Br2、硝酸及熱濃硫酸反應(yīng),，則被氧化成Fe3+,。

鐵與氧氣或水蒸氣反應(yīng)生成的Fe3O4，可以看成是FeO·Fe2O3,，其中有1/3的Fe為+2價(jià),，另2/3為+3價(jià)。但FeO·Fe2O3不符合Fe3O4不與稀酸反應(yīng)的性質(zhì),，經(jīng)光譜檢驗(yàn),，應(yīng)為Fe(+3)Fe(+2)[Fe(+3)O4&#93；,，即鐵酸鐵與鐵酸亞鐵的復(fù)合鹽,。鐵的+3價(jià)化合物較為穩(wěn)定，但有較強(qiáng)的氧化性,，能把銅氧化成+2價(jià)（2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,，常溫下即可反應(yīng)，用于刻蝕銅板）,。

鐵是一種光亮的銀白色金屬,。密度7.86克/立方厘米,。熔點(diǎn)1535℃，沸點(diǎn)2750℃,。常見化合價(jià)+2和+3,，有好的延展性和導(dǎo)熱性。也能導(dǎo)電,。純鐵既能磁化,，又可去磁，且均很迅速,。電離能為7.870電子伏特,。化學(xué)性質(zhì)比較活潑,，是一種良好的還原劑,。若有雜質(zhì)，在潮濕的空氣中易銹蝕,；在有酸氣或鹵素蒸氣存在的濕空氣中生銹更快,。易溶于稀酸。在濃硝酸中能被鈍化,。加熱時(shí)均能同鹵素,、硫、硅,、碳,、磷等化合。除生成+2和+3價(jià)氧化物外,，還有復(fù)合氧化物Fe3O4（是磁性氧化物）生成,。鐵是工業(yè)部門不可缺少的一種金屬。鐵與少量的碳制成合金——鋼,，磁化之后不易去磁，是優(yōu)良的硬磁材料,，同時(shí)也是重要的工業(yè)材料,，并且也作為人造磁的主要原料。

鐵是地殼中較豐富的元素,，僅次于氧,、硅、鋁,。磁鐵礦,、赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦是重要的鐵礦,。鐵金屬常用高爐以焦炭為燃料,、用鐵礦石和石炭石為原料煉得,。用氫氣還原純氧化鐵可得到純鐵。含碳在2.11%以上的鐵叫生鐵（或鑄鐵）,。含碳量少于0.02%的鐵熔合體稱為熟鐵或鍛鐵,。含碳量介于0.02-2.11%之間的鐵合金叫做鋼。生鐵堅(jiān)硬,，但性脆,；鋼具有彈性；熟鐵易于機(jī)械加工,，但要比鋼柔軟,。生鐵含碳量4%左右，用生鐵煉鋼,，就是減低生鐵內(nèi)的碳量達(dá)2.11%以下,，使硅、錳,、鉬,、釩、鎳,、鉻等的元素含量在要求范圍內(nèi),，以及盡量將硫和磷雜質(zhì)除去。

它的最大用途是用于煉鋼,；也大量用來制造鑄鐵和煅鐵,。鐵和其化合物還用作磁鐵、染料（墨水,、藍(lán)曬圖紙,、胭脂顏料）和磨料（紅鐵粉）。還原鐵粉大量用于冶金,。

浮選發(fā)治理污水：以鐵為陽極電解污水,，陰極產(chǎn)生氣泡（氫氣）使污垢浮起，達(dá)到一定厚度時(shí)可去除,，陽極產(chǎn)生的Fe2+遇到陰極產(chǎn)生的OH-生成具有吸附性的沉淀（Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3）,，吸附雜質(zhì)。

在我們的生活里,，鐵可以算得上是最有用,、最價(jià)廉、最豐富,、最重要的金屬了,。鐵是碳鋼、鑄鐵的主要元素,，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,，裝備制造,、鐵路車輛、道路,、橋梁,、輪船、碼頭,、房屋,、土建均離不開鋼鐵構(gòu)件，中國年產(chǎn)鋼材4億多噸,、鑄件3350萬噸,。鋼鐵的年產(chǎn)量代表一個(gè)國家的現(xiàn)代化水平。

對(duì)于人體,，鐵是不可缺少的微量元素,。在十多種人體必需的微量元素中鐵無論在重要性上還是在數(shù)量上，都屬于首位,。一個(gè)正常的成年人全身含有3g多鐵,，相當(dāng)于一顆小鐵釘?shù)馁|(zhì)量。人體血液中的血紅蛋白就是鐵的配合物,，它具有固定氧和輸送氧的功能,。人體缺鐵會(huì)引起貧血癥。只要不偏食,，不大出血,，成年人一般不會(huì)缺鐵。

所謂煤氣中毒（一氧化碳中毒）,，也是由于血紅素中鐵原子核心被一氧化碳?xì)怏w分子緊緊地包圍住,，喪失了吸收氧分子的能力，使人窒息中毒而死亡,。

鐵還是植物制造葉綠素不可缺少的催化劑,。如果一盆花缺少鐵，花就會(huì)失去艷麗的顏色,，失去那沁人肺腑的芳香,，葉子也發(fā)黃枯萎。一般土壤中也含有不少鐵的化合物,。鐵是土壤中的一個(gè)重要組分,，其在土壤中的比例從小于1%至大于20%不等,，平均是3.2% . 鐵主要以鐵氧化物的形式存在,，其中既有二價(jià)又有三價(jià)鐵，大多數(shù)鐵氧化物在土壤顆粒中以不同程度的微結(jié)晶形式存在,。

折疊鐵元素

【元素相對(duì)原子量】：55.845（2）

【元素類型】：金屬元素

【質(zhì)子數(shù)】：26

【中子數(shù)】：30

【所屬周期】：4

【所屬族數(shù)】：VIII

【電子層分布】：2-8-14-2

【外圍電子層排布】：3d6 4s2

【電子層】：K-L-M-N

【電離能】：（kJ /mol)

M - M+ 759.3

M+ - M2+ 1561

M2+ - M3+ 2957

M3+ - M4+ 5290

M4+ - M5+ 7240

M5+ - M6+ 9600

M6+ - M7+ 12100

M7+ - M8+ 14575

M8+ - M9+ 22678

M9+ - M10+ 25290

元素在太陽中的含量：（ppm)1000

元素在海水中的含量：(ppm)太平洋表面 0.00001

地殼中含量：（ppm）

41000

氧化態(tài)：

主要 Fe+2,Fe+3

其余 Fe-2,Fe-1,Fe0,Fe+1,Fe+4,Fe+5,Fe+6 ,，F(xiàn)e+8

原子體積：（立方厘米/摩爾）：7.1

【晶體結(jié)構(gòu)】：面心立方和體心立方

【名稱由來】：盎格魯-撒克遜語：iron（鐵）,；元素符號(hào)來自于拉丁文“ferrum”（鐵）。

【元素描述】：柔韌而有延展性的銀白色金屬,。在地殼中含量第四（百萬分之56300）,，在宇宙中含量第九,。

【元素來源】：取自鐵礦,。把石灰石,、焦炭和鐵礦石分層投入高爐，自底部鼓入高溫氣流,，使得焦炭熾熱發(fā)紅，于是鐵被從氧化物中還原出來,，熔化成液態(tài)，從爐底流出?，F(xiàn)在主要使用的鐵礦石有：Fe2O3（赤鐵礦），F(xiàn)e3O4（磁鐵礦）FeCO3（菱鐵礦）,。

【分布】鐵是地球上分布最廣的金屬之一,。約占地殼質(zhì)量的5.1012%,，居元素分布序列中的第四位,，僅次于氧、硅和鋁,。

【性狀】鐵是有光澤的銀白色金屬,，硬而有延展性,，熔點(diǎn)為1535℃,， 沸點(diǎn)2750℃，有很強(qiáng)的鐵磁性,，并有良好的可塑性和導(dǎo)熱性,。比熱容約為0.46*1000J/(KG*℃）.

聲音在其中的傳播速率：（m/S）5120

純鐵密度:7.86g/cm^3


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