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相對原子質(zhì)量55.847。鐵有多種同素異形體。鐵是比較活潑的金屬,在金屬活動順序表里排在氫的前面。常溫時,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,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,生成二價鐵鹽,并放出氫氣。在常溫下遇濃硫酸或濃硝酸時,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。但FeO·Fe2O3不符合Fe3O4不與稀酸反應(yīng)的性質(zhì),經(jīng)光譜檢驗,應(yīng)為Fe(+3)Fe(+2)[Fe(+3)O4],即鐵酸鐵與鐵酸亞鐵的復(fù)合鹽。鐵的+3價化合物較為穩(wěn)定,但有較強(qiáng)的氧化性,能把銅氧化成+2價(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/厘米3。熔點1535℃,沸點2750℃。常見化合價+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?;瘜W(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。加熱時均能同鹵素、硫、硅、碳、磷等化合。除生成+2和+3價氧化物外,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,同時也是重要的工業(yè)材料。
如在亞鐵氰化鉀K4[Fe(CN)6]·3H2O(俗名:黃血鹽)和鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6](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↑
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。單體金屬常用焦炭、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1.7%以上的鐵叫生鐵(或鑄鐵)。含碳量少于0.2%的鐵熔合體稱為熟鐵或鍛鐵。含碳量介于1.7-0.2之間的鐵熔體叫做鋼。生鐵堅硬,但性脆;鋼具有彈性;熟鐵易于機(jī)械加工,但要比鋼柔軟。從生鐵煉鋼,就是減低生鐵內(nèi)的碳量,以及將硅、硫和磷雜質(zhì)除去。
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