“金属铁”面面观

郁德贤

一、铁的原子结构

铁在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族，铁的原子序数（核电荷数）是26，原子结构示意图为子，在化学反应中容易失去这2个电子而变为亚铁离子（Fe2+）;铁原子也能失去3个电子，生成铁离子（Fe3+）。

二、铁元素的存在

铁在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。由于铁是一种比较活泼的金属，在自然界中，铁元素主要以+2和+3价化合物的形式存在。而陨铁中的铁以游离态形式存在。

三、铁的物理性质

铁是一种银白色固体，具有金属光泽：密度为7.86 g.cm-3;铁的熔点为1535℃，沸点为2750℃;铁具有良好的导电性、导热性和延展性：铁能被磁铁吸引。

四、铁的化学性质

1.铁与非金属反应

（1）与O2反应：常温时，铁在干燥的空气里不易跟O2起反应，在潮湿的空气中易生锈：在点燃条件下，铁丝能在O2（纯氧）中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的Fe3O4固体。

（2）与CI2反应：在點燃条件下，铁丝能在CI2中剧烈燃烧，产生棕黄色的烟，生成棕黑色的FeCI3固体。

（3）与S反应：在加热条件下，铁与硫反应生成黑色的FeS（在加热条件下，红热的铁丝能在硫蒸气中剧烈燃烧生成黑色的FeS;或将铁粉与硫粉混合加热到红热，铁与硫反应生成黑色的FeS）。

2.铁与水反应

在加热条件下，红热的铁粉能与水蒸气反应

（2）常温下，铁遇到浓硫酸、浓硝酸产生钝化现象（铁遇到浓硫酸或浓硝酸，铁表面被氧化生成一层致密的氧化物薄膜，这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步反应）。

五、铁的工业制法

工业上，在高温下用一氧化碳还原氧化铁制取单质铁。

Fe2O3 +3CO=高温=2Fe +3CO2

六、铁的主要用途

铁主要用于炼钢，也用来制造铸铁和锻铁：还原铁粉还大量用于冶金工业。

七、铁的典例赏析

例1 下列关于铁与非金属反应的叙述正确的是（ ）。

A.铁在纯氧中燃烧生成三氧化二铁

B.在加热条件下，铁与硫反应生成FeS

C.铁在足量CI2中燃烧生成FeCl3，铁在少量CI2中燃烧生成FeC12

D.在加热条件下，铁分别与CI2、Br2和I2反应，均生成+3价铁的化合物

分析与解析 铁在纯氧中燃烧生成Fe3 O4，A选项错误;硫的氧化性较弱，在加热条件下铁与硫反应生成FeS2，B选项正确;CI2的氧化性较强，铁在CI2中燃烧生成FeCI3，与氯气的量无关，C选项错误;在加热条件下，铁与I2反应生成+2价铁的化合物（Fel2），D选项错误。故答案选B。

例2下列关于铁与酸反应的叙述正确的是（

）。

A.常温下，将铁片浸入足量浓硝酸中，铁片不溶解，说明常温下铁与浓硝酸不能发生化学反应

B.Fe与稀盐酸、稀HNO3反应均有气泡产生，说明Fe与这两种酸均发生置换反应

C.铁与稀硝酸反应，一定生成+3价铁的化合物

D.在加热条件下，足量的铁与浓硫酸反应可生成FeSO4

分析与解析常温下铁遇浓硝酸产生钝化现象，发生了化学反应，A选项错误;Fe与稀HNO3的反应没有单质生成，不属于置换反应，B选项错误;铁与稀硝酸反应，铁过量时可生成+2价铁的化合物[ Fe（NO3）2]，C选项错误;在加热条件下，足量的铁与浓硫酸反应时，过量的Fe能将+3价铁还原为+2价铁生成FeSO4，D选项正确。故答案选D。