一、概況
鐵是一種化學(xué)元素,它的化學(xué)符號(hào)是Fe,它的原子序數(shù)是26,是最常用的金屬。它是過(guò)渡金屬的一種。是地殼含量第二高的金屬元素。中國(guó)是最早發(fā)現(xiàn)和掌握煉鐵技術(shù)的國(guó)家。1973年在中國(guó)河北省出土了一件商代鐵刃青銅鉞,表明中國(guó)勞動(dòng)人民早在3300多年以前就認(rèn)識(shí)了鐵,熟悉了鐵的鍛造性能,識(shí)別了鐵與青銅在性質(zhì)上的差別,把鐵鑄在銅兵器的刃部,加強(qiáng)銅的堅(jiān)韌性。經(jīng)科學(xué)鑒定,證明鐵刃是用隕鐵鍛成的。隨著青銅熔煉技術(shù)的成熟,逐漸為鐵的冶煉技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。人體中也含有鐵。另外,鐵還常被用做姓氏等。
二、物理性質(zhì)
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(jiàn)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。
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(guò)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。
三、鐵元素的分布
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Fe2O3,含鐵量在50%~60%之間;磁鐵礦Fe3O4,含鐵量60%以上,有亞鐵磁性,此外還有褐鐵礦Fe2O3.nH2O、菱鐵礦FeCO3和黃鐵礦FeS2,它們的含鐵量低一些,但比較容易冶煉。中國(guó)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。
四、用途
1.它的最大用途是用于煉鋼;也大量用來(lái)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。
2.浮選發(fā)治理污水:以鐵為陽(yáng)極電解污水,陰極產(chǎn)生氣泡(氫氣)使污垢浮起,達(dá)到一定厚度使可去除,陽(yáng)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)。
3.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(chē)輛、道路、橋梁、輪船、碼頭、房屋、土建均離不開(kāi)鋼鐵構(gòu)件,中國(guó)年產(chǎn)鋼材4億多噸、鑄件3350萬(wàn)噸。鋼鐵的年產(chǎn)量代表一個(gè)國(guó)家的現(xiàn)代化水平。
4.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(wú)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。
5.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。
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