铁

属性

物理特性

铁是一种灰色、银色的金属。它具有磁性，尽管不同的铁的同位素具有不同的磁性。铁很容易找到、开采和冶炼，这就是为什么它如此有用。纯粹的铁是柔软的，非常具有可塑性。

化学特性

铁是反应性的。它与大多数酸如硫酸发生反应。当它与硫酸反应时，会产生硫酸亚铁。这种与硫酸的反应被用来清洗金属。

铁与空气和水反应，形成铁锈。当铁锈剥落时，更多的铁被暴露出来，使更多的铁生锈。最终，整块铁都被锈蚀掉了。其他金属如铝不会生锈。铁可以与铬合金化，制成不锈钢，在大多数情况下不会生锈。

铁粉可以与硫磺反应，制成硫化铁（II），一种坚硬的黑色固体。铁还能与卤素反应，生成卤化铁（III），如氯化铁（III）。铁与氢卤酸反应，制成卤化铁（II），如氯化铁（II）。

化学化合物

铁与其他元素形成化学化合物。通常情况下，其他元素会氧化铁。有时被夺取两个电子，有时被夺取三个电子。铁有两个电子的化合物被称为亚铁化合物。铁有三个电子的化合物被称为铁化合物。亚铁化合物中的铁处于+2的氧化状态。铁化合物中的铁处于+3氧化状态。铁化合物可以是黑色、棕色、黄色、绿色或紫色。

亚铁化合物是弱还原剂。它们中的许多是绿色或蓝色的。最常见的亚铁化合物是硫酸亚铁。

铁化合物是氧化剂。它们中的许多都是棕色的。最常见的铁化合物是氧化铁，与铁锈相同。铁生锈的一个原因是氧化铁是一种氧化剂。它能氧化铁，即使在油漆下也会生锈。这就是为什么如果油漆上有一个小划痕，整个东西就会生锈。

铁(II)化合物

处于+2氧化状态的化合物是弱还原剂。它们通常是浅色的。它们与空气中的氧气反应。它们也被称为亚铁化合物。

• 硫化铁，一种闪亮的化学物质，与酸反应释放出硫化氢，在地下发现。
• 硫酸铁，一种由硫酸与钢铁反应制成的蓝绿色结晶化学品，用于减少混凝土中的铬酸盐等毒物
• 氯化铁，一种淡绿色的晶体化学品，由盐酸与钢铁反应制成
• 氢氧化铁，用铁阳极电解水制成的深绿色粉末，与氧气反应后变成褐色
• 铁(II)氧化物，黑色，易燃，稀有

混合氧化状态

这些化合物是罕见的；只有一种是常见的。它们被发现在地下。

• 氧化铁(II,III)是一种黑色的矿物，被用作铁矿石，含有+2和+3氧化状态的铁。

铁(III)化合物

处于+3氧化状态的化合物通常是棕色的。它们是氧化剂。具有腐蚀性。它们也被称为铁性化合物。

• 三氧化二铁，铁锈，红褐色，溶于酸。
• 氯化铁，有毒，有腐蚀性，溶于水，成为深褐色的酸性溶液。由铁与盐酸和氧化剂反应制成。
• 硝酸铁(III)，浅紫色，有腐蚀性，用于蚀刻
• 硫酸铁，稀有，浅棕色，可溶于水。由铁与硫酸和一种氧化剂反应而成。

铁(II)氧化物


硫酸铁(II)


氯化铁 (III)

发现铁的地方

宇宙中存在大量的铁，因为它是大型恒星中核反应的终点。它是在超新星的剧烈坍缩将铁散落到太空之前产生的最后一种元素。

这种金属是地心的主要成分。在地表附近，它是以铁质或铁质化合物的形式出现。一些陨石以稀有矿物的形式含有铁。通常情况下，铁以赤铁矿的形式存在于地下，其中大部分是在大富氧事件中制造的。铁可以在高炉中从矿石中提取。有些铁以磁铁矿的形式被发现。

肉中有铁化合物。铁是红血球中血红蛋白的一个重要组成部分。

炼铁

铁是在被称为炼铁厂的大型工厂中通过用碳（焦炭）还原赤铁矿而制成的。这发生在称为高炉的大型容器中。高炉中充满了铁矿石、焦炭和石灰石。一股非常热的空气被吹入，它使焦炭燃烧。极端的热量使碳与铁矿石发生反应，从铁的氧化物中分离出氧气，并产生二氧化碳。二氧化碳是一种气体，它离开混合物。在铁中有一些沙子。石灰石是由碳酸钙组成的，当石灰石非常热时，会变成氧化钙和二氧化碳。氧化钙与沙子发生反应，形成一种叫做矿渣的液体。矿渣被排出，只留下铁。反应会在高炉中留下纯净的液态铁，在冷却后可以成型和硬化。今天几乎所有的炼铁厂都是钢厂的一部分，几乎所有的铁都被制成了钢。

有许多方法可以加工铁。通过加热一块金属并将其泼入冷水，铁可以被硬化。它可以通过加热并让它慢慢冷却来软化。它也可以通过重压进行冲压。它可以被拉成线。它可以被轧制成金属板。

在美国，大部分铁是在明尼苏达州的地面上开采的，然后用船运到印第安纳州和密歇根州，在那里被制成钢铁。

高炉

使用

作为一种金属

铁的使用比其他任何金属都多。它既坚固又便宜。它被用来制造建筑物、桥梁、钉子、螺丝、管道、大梁和塔楼。

铁的反应性不强，因此从矿石中提取铁既容易又便宜。一旦被制成钢，它就非常坚固，并被用来加固混凝土。

铁有不同的类型。铸铁是通过上述文章中描述的方式制造的铁。它很硬，很脆。它被用来制造像雨水渠盖、沙井盖和发动机组（发动机的主要部分）等东西。

钢是铁的最常见形式。钢有几种形式。低碳钢是含碳量低的钢。它很软，容易弯曲，但不容易开裂。它被用于制造钉子和电线。碳钢更硬但更脆。它用于制造工具。

还有其他类型的钢。不锈钢因为含有铬元素而具有防锈能力，而镍铁合金在高温下可以保持强度。其他钢可以非常坚硬，这取决于添加的合金。

锻铁很容易成型，可以用来制作栅栏和链条。

非常纯的铁是软的，而且容易生锈（氧化）。它也是相当活跃的。

作为化合物

铁化合物有几种用途。氯化铁用于使水变干净。氯化铁（III）也被使用。硫酸铁用于减少水泥中的铬酸盐。一些铁化合物被用于制造维生素。

用铁做的桥

营养

缺铁是世界上最常见的营养缺乏症。

我们的身体需要铁来帮助氧气进入我们的肌肉，因为铁是我们身体中一些必要的大分子的核心，如血红蛋白，使其更好地工作。许多谷类食品都添加了一些铁（金属元素铁）。它是以微小金属屑的形式添加到谷类中的。有时甚至可以通过拿一块极强的磁铁放到盒子里来看到这些细丝。磁铁会吸引这些铁片。吃下这些小金属屑对我们的身体没有害处。

铁在添加到氨基酸中时最容易被人体利用--这种形式的铁比作为元素的铁要容易消化10到15倍。铁也存在于肉类中，例如牛排。饮食补充剂提供的铁是以化学物质的形式存在，如硫酸铁（II），这种形式很便宜，而且吸收良好。身体不会吸收超过需要的铁，而且通常需要很少的铁。红细胞中的铁由一个分解旧细胞的系统进行回收。因受伤或寄生虫感染造成的失血可能更严重。

毒性

当大量的铁被摄入体内时是有毒的。当服用过多的铁丸时，人们（尤其是儿童）会生病。另外，有一种遗传性疾病会破坏体内铁含量的调节。

有一些化学物质可以与铁结合，医生可以开出处方。

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