高中化学金属材料定义

第三章　铁金属材料

第一节　铁及其化合物

一、铁元素的存在

铁元素在地壳中的含量丰富，仅次于氧、硅和铝，居第四位。铁元素主要以+2价和+3价化合物的形式存在。游离态的铁主要来自于太空中的陨铁，化合态的铁则主要来源于铁矿石。常见的铁矿石包括赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）和菱铁矿（FeCO3）等。

二、铁的发现和使用

我国在春秋初年已经掌握了冶铁技术，铁制工具逐渐取代了青铜器。现代工业冶铁的原理是在炼铁高炉内，将铁矿石、焦炭等原料混合，并鼓入空气，利用CO在高温条件下将铁还原出来。

三、铁的单质

（一）物理性质：熔点、沸点高，有延展性，能导电、导热，能被磁化。日常生活中，常用铁制炊具利用其导热性。其导电性虽不如铜、铝，但也可以用作导线。铁能被磁化，其与硅合金可用作导磁材料。

（二）化学性质：

（1）铁与非金属单质、酸和盐溶液的反应：如与氧气、、硫、非氧化性酸（盐酸、稀硫酸等）、硫酸铜溶液等的反应。

（2）铁与水的反应：通常情况下，铁不能与水反应，但在高温条件下可以与水蒸气反应。实验表明，铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气。工业上的钢水或铁水注入模具之前，模具必须干燥，以防止发生安全。

小结：Fe是一种中等活泼的金属，具有较强的还原性。与较弱的氧化剂（如盐酸、硫酸铜等）反应，Fe原子失去两个电子生成+2价Fe的化合物；与较强的氧化剂（如）反应，Fe原子失去三个电子生成+3价Fe的化合物；在某些时候会同时生成+2、+3价Fe的化合物。

四、内的铁元素

铁在内主要参与氧气的运输，形成血红蛋白。还有一部分铁形成各种酶。缺铁会导致贫血、记忆力下降、免疫力下降以及对温度的适应能力下降。动物的内脏、肉、蛋类食物中含铁较多且易吸收，铁强化酱油也有助于减少缺铁性贫血的发生。

五、铁的氧化物

常见的铁的氧化物有氧化亚铁、氧化铁和四氧化三铁。其中，Fe3O4是纯净物，不是混合物，也不是碱性氧化物。FeO不稳定，加热条件下会被氧气迅速氧化成Fe3O4。

六、铁的氢氧化物

（一）铁的氢氧化物的制备：一般可通过其对应的可溶性盐和碱溶液反应制得。实验表明，在FeCl3溶液中滴入NaOH溶液会生成红褐色沉淀；在FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，会先生成白色絮状沉淀，然后迅速变成灰绿色，最后生成红褐色物质。

（二）铁的氢氧化物的性质：氢氧化铁和氢氧化亚铁都是难溶于水的弱碱，能与酸发生中和反应。在一定条件下可分解得到金属氧化物和水。

七、铁盐和亚铁盐