铁的基本知识

铁

iron

元素符号Fe，灰白色金属，在元素周期表中属Ⅷ族，原子序数26，原子量55.847，常见化合价为＋2、＋3。

性质和用途 铁在低于911℃时为α铁，呈体心立方点阵；911～1392℃时为γ铁,呈面心立方点阵；1392～1536℃为δ铁，又呈体心立方点阵。 纯铁的延展性良好，磁性能良好，易氧化，红热时容易使水分解而生氢；铁能溶解于稀盐酸、稀硫酸和稀硝酸，但不溶于浓硫酸。加热时能和卤素、硫、磷、硅等非金属起反应，但和氮不直接化合。

铁的地壳丰度为5.6％，居氧、硅和铝之后,占第四位。铁除以金属状态出现于铁陨石以外，绝大部分作为含铁矿物存在。地壳中有300多种含铁矿物（氧化物、硫化物、硅酸盐、碳酸盐、磷酸盐等）。主要铁矿石的含铁矿物有赤铁矿(Fe2O3)、针铁矿(Fe2O3·H2O)、褐铁矿(nFe2O3·мH2O)、磁铁矿(Fe3O4)、菱铁矿(FeCO3)、黄铁矿(FeS2)和钛铁矿(FeTiO3)等。

铁是现代工业最重要和应用最多的金属材料。常用的是铁和碳等元素组成的合金，即钢和生铁。铁及其合金具有优异的性能（磁性好，强度高，硬度大，易于塑性加工或铸造成形等），因而在人类生产及生活中起着极为重要的作用。在人类社会发展史上把广泛使用铁制生产工具的时代称为“铁器时代”，以标志生产力的大发展。直到现代，生铁和钢仍是用量最多的重要金属材料。1980年世界产生铁5.05亿吨，钢7.18亿吨。

简史 世界上最早使用铁的国家是中国、埃及和印度（见冶金史）。早期的炼铁方法是块炼铁，后来用竖炉炼铁。中国在春秋时代晚期（公元前 6世纪）已炼出可供浇铸的液态生铁；隋唐之际（公元600年左右）,开始用煤炼铁；明代（1368～1644），已能用焦炭冶炼生铁。

欧洲到14世纪才成功地炼出铁水。17世纪中期已使用煤作高炉燃料。18世纪初英国达比 (A.Darby)试用焦炭代替木炭炼铁成功，被认为是炼铁发展史上的重要事件之一。随着贝塞麦(H.Bessemer)转炉炼钢法的发明，1870年英国一些高炉日产生铁量增到100吨,在当时世界钢铁工业中居于领先地位。同期考伯(E.A.Cowper)发明了蓄热式高炉热风炉。此后，随着转炉、平炉、电弧炉炼钢法的发展，逐渐形成以生铁为炼钢原料的现代钢铁生产体系，并广泛建立钢铁联合企业，进行大规模生产，构成庞大的世界钢铁工业。

炼铁方法 现代炼铁主要采用高炉法，占世界铁产量95％以上，个别地区采用直接还原炼铁法和电炉炼铁法。

高炉法 将铁矿石在高炉中还原，熔化炼成生铁。此法操作简便，能耗低，成本低廉，可大量生产。生铁除部分用于铸件外，大部分用作炼钢原料。由于适应高炉冶炼的优质焦煤日益短缺，又出现了不用焦炭而用其他能源的非高炉炼铁法。

直接还原炼铁法 将铁矿石在固态下用气体或固体还原剂还原，制成含少量杂质元素的固体或半熔融状态的海绵铁、金属化球团或粒铁，作为炼钢原料（也可作高炉冶炼或铸造的原料）。

电高炉炼铁法 在炼焦煤缺乏而电力资源较丰富的国家如挪威、瑞典，也有用电高炉炼铁的。电高炉早期有炉身，因为冶炼过程产生的煤气较少，不能很好地预热预还原铁矿石，后来改为无炉身的还原电炉，可用强度较差的焦炭（或煤、木炭）作还原剂。电炉炼铁以电加热代替部分焦炭，并可用低级焦炭；但耗电大，产量低，只在电价低廉的条件下使用。

工业生产的铁 根据含碳量分为生铁和钢。生铁一般含碳2.0％以上，含碳低于2.0％的称钢。生铁又可根据原料、成分和用途分类，通常按用途不同分为炼钢生铁、铸造生铁、合金生铁等。

此外，铁类产品还有：熟铁、海绵铁、工业纯铁等。

铁

声母:t

字头:铁,（,鐵,）

四笔号码:3734

注音:tiě

摘要:tie

笔画:10画

部首画:05

部首:钅部

释义:1.金属元素，符号Fe，银白色或灰色，质硬，延展性强，磁化或去磁都很快，在潮湿空气中易生锈。用途极广，可用以炼钢，制造各种器械、用具。

2.喻指坚固或坚定不移：～人｜～证｜～的纪律。

3.喻指强暴的、强硬的：～蹄｜～石心肠。

4.兵器：手无寸～。

部首查询:05钅部

铁

iron

一种化学元素 。化学 符号Fe ，原子序数26 ，原子量55.847 ，属周期系Ⅷ 族 。铁是最早被人类使用的金属之一，至少有5000多年历史。中国、埃及和印度是最早掌握炼铁技术的国家 ，早期的炼铁方法是块 炼 铁 ，后来改用竖炉炼铁。18世纪初英国A.达比用焦炭作为高炉炼铁的燃料，在炼铁发展史上占有重要的地位。1856年英国H.贝塞麦发明转炉炼钢法 ，使钢铁工业得到迅速发展 。铁在地壳中的含量为5.6％，占第四位。铁可以游离状态存在于铁陨石中，其他均以氧化物、硫化物 、碳酸盐等形式存在 ，铁的矿物一共有300多种，主要有赤铁矿（Fe２O３）、褐铁矿（nFe２O３·mH２O）、磁铁矿（ Fe３O４ ）、黄铁矿 （ FeS２ ）、菱铁矿（FeCO３） 、针铁矿（Fe２2＝O３·H２O）、钛铁矿（FeTiO３）。

铁是银白色有光泽的金属，但常见的金属铁往往是银灰色的，熔点1535℃ ，沸点2750℃ ，相对密度7.86 ，纯铁有良好的延展性，可锻造和拉长。铁有极强的磁性，磁化和去磁都很快。金属铁有生铁和熟铁之分 ，含碳 、硅 、磷 、硫、锰等杂质较多的铁称为生铁，是由高炉生产的，性脆，主要供铸造和炼钢 。含碳量在0.1％以下的铁称为熟铁 ，可用生铁在反射炉中高温混炼和锻打制得。熟铁质软、韧性好，具有延展性。致密的金属铁不与干燥空气中的氧作用，但在潮湿空气中，铁便被氧化，加上空气中二氧化碳的作用，会在表面形成碱式碳酸铁，它不起保护作用，铁会进一步被氧化和腐蚀，这个过程称为生锈 。500℃铁与氧气作用 ，生成四氧化三铁，温度更高时生成三氧化二铁。加热时铁与氯、硫、磷直接化合，但不与氮气作用 。铁与碳作用生成Fe3C。铁在570℃与水蒸气发生反应 ，生成四氧化三铁和氢气 。铁容易与稀盐酸和稀硫酸作用，生成二价铁离子并放出氢气。铁与稀硝酸作用，在浓硝酸和冷的浓硫酸中被钝化。铁的氧化态为＋2、＋3、＋4、＋5、＋6 ，铁的化合物主要有亚铁和正铁两大类化合物，亚铁离子有还原性，在碱性溶液中容易被氧化为三价铁离子。铁容易形成配位化合物，例如亚铁氰化钾K4[Fe(CN)6]·3H2O，俗称黄血盐；铁氰化钾K3[Fe(CN)6]，俗称赤血盐。铁还可与一氧化碳形成配位化合物，称为羰基铁，如Fe（CO）５ 、Fe２（CO）９ 、Fe３（CO）１２ 。铁与环戊二烯形成的化合物称为二茂铁，是一种具有夹心结构的金属有机化合物。

将铁矿石、焦炭和石灰石放在高炉中冶炼，便可得到生铁。由于铁和其他元素（如碳、硫、磷、硅等）结合得很牢固，因此很难在高炉中炼得纯铁。纯铁的冶炼方法有：①在加压下将铁粉和一氧化碳加热到 180 ～ 200℃ ，可得到 Fe（CO）５，在250℃分解为纯铁和一氧化碳。②在1000℃用氢气还原纯的三氧化二铁。③电解亚铁盐溶液。铁是现代工业最重要和应用最广的金属材料，生铁和钢的产量是一个国家工业发展程度的重要标志。铁合金的种类很多，如锰铁、镜铁、硅铁、铬铁、稀土铁合金等，它们具有强度高、硬度大、易于铸造成型和进行塑性加工的特点。它们还有良好的磁性 ，铁钴软磁合金用于航空发电机和电动机以及大功率脉冲变压器的铁芯，铁硅铝软磁合金用于生产磁头、磁粉和磁芯。

铁是一种化学元素，它的化学符号是Fe，它的原子序数是26，是最常用的金属。它是过渡金属的一种。

性狀

鐵是有光澤的銀白色金屬，硬而有延展性，熔點為1535℃，沸點为3000℃，有很強的鐵磁性，並有良好的可塑性和導熱性。不過鐵最易受到氧化影響，暴露在氧氣中很易出現鏽蝕的現象。

发现

铁是古代就已知的金属之一。铁矿石是地壳主要组成成分之一，铁在自然界中分布极为广泛，但人类发现和利用铁却比黄金和铜要迟。首先是由于天然的单质状态的铁在地球上非常稀少，而且它容易氧化生锈，加上它的熔点（1812K）又比铜（1356K）高得多，就使得它比铜难于熔炼。人类最早发现的铁是从天空落下来的陨石，陨石中含铁的百分比很高，是铁和镍、钴等金属的混合物，在融化铁矿石的方法尚未问世，人类不可能大量获得生铁的时候，铁一直被视为一种带有神秘性的最珍贵的金属。

中国是发现和掌握炼铁技术最早的国家。1973年在中国河北省出土了一件商代铁刃青铜钺，经科学鉴定，证明该铁刃是用陨铁锻成的，表明中国认识铁的历史已经超过3300年：已经熟悉了铁的锻造性能、识别了铁与青铜在性质上的差别，掌握了把铁铸在铜兵器的刃部以加强铜的坚韧性的特殊工艺。随着青铜熔炼技术的成熟，逐渐为铁的冶炼技术的发展创造了条件。以往的出土资料证明，中国最早人工冶炼的铁是在春秋战国之交的时期出现的。江苏六合县春秋墓出土的铁条、铁丸和河南洛阳战国早期灰坑出土的铁锛，均能确定是迄今为止中国最早的生铁工具。2004年6月，文物专家们对新发现的西藏堆龙德庆县嘎冲村遗址进行调查勘探时，首次在这个距今约为3000年至3400年的遗址中发现了藏族先民早期冶炼的铁块，标志着这一时期的藏族先民便已从青铜器时代逐步迈入铁器时代。经实地勘探，考古专家不仅在遗址地层断面周围发现了金属冶炼时使用的陶制器具，残铁块、铁渣子、兽骨、木炭、灰烬、房屋遗址等遗物，同时还发现了各种原始陶片、打制石器，是西藏首次发现的金石器并用时代文化遗址。此前在西藏曲贡遗址出土的铜器，标志着藏族先民大约在距今4000年前后便跨入了青铜器时代，而嘎冲遗址发现的铁块，尽管可能是早期不太成熟的冶金技术产物，但却是由青铜时代进入铁器时代的重要物证。这一重要考古发现表明，中国进入铁器时代的时间可能不晚于以往公认的世界上最早进入铁器时代的赫梯王国（大约在公元前1400年左右）。

生铁冶炼技术的出现对封建社会的作用与蒸汽机对资本主义社会的作用可以媲美。

铁的发现和大规模使用，是人类发展史上的一个光辉里程碑，它把人类从石器时代、铜器时代带到了铁器时代，推动了人类文明的发展。至今铁仍然是现代化学工业的基础，人类进步所必不可少的金属材料。

名称由来

铁，化学符号Fe的来源是拉丁文名称Ferrum。 分布

铁是地球上分布最广的金属之一。约占地壳质量的5.1%，居元素分布序列中的第四位，仅次于氧、硅和铝。

在自然界，游离态的铁只能从陨石中找到，分布在地壳中的 铁都以化合物的状态存在。铁的主要矿石有：赤铁矿Fe2O3，含铁量在50%~60%之间；磁铁矿Fe3O4，含铁量60%以上，有磁性，此外还有褐铁矿Fe2O3•nH2O、菱铁矿FeCO3和黄铁矿FeS2，它们的含铁量低一些，但比较容易冶炼。中国的铁矿资源非常丰富，著名的产地有湖北大冶、东北鞍山等。

制备

单质铁的制备一般采用冶炼法。以赤铁矿（Fe2O3）和磁铁矿（Fe3O4）为原料，与焦炭和助溶剂在熔矿炉内反应，焦炭燃烧产生二氧化碳（CO2），二氧化碳与过量的焦炭接触就生成一氧化碳（CO），一氧化碳和礦石內的氧化铁作用就生成金属铁。