“金屬鐵”面面觀

郁德賢

一、鐵的原子結(jié)構(gòu)

鐵在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族，鐵的原子序數(shù)（核電荷數(shù)）是26，原子結(jié)構(gòu)示意圖為子，在化學(xué)反應(yīng)中容易失去這2個電子而變?yōu)閬嗚F離子（Fe2+）;鐵原子也能失去3個電子，生成鐵離子（Fe3+）。

二、鐵元素的存在

鐵在地殼中的含量僅次于氧、硅和鋁，居第四位。由于鐵是一種比較活潑的金屬，在自然界中，鐵元素主要以+2和+3價化合物的形式存在。而隕鐵中的鐵以游離態(tài)形式存在。

三、鐵的物理性質(zhì)

鐵是一種銀白色固體，具有金屬光澤：密度為7.86 g.cm-3;鐵的熔點(diǎn)為1535℃，沸點(diǎn)為2750℃;鐵具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性：鐵能被磁鐵吸引。

四、鐵的化學(xué)性質(zhì)

1.鐵與非金屬反應(yīng)

（1）與O2反應(yīng)：常溫時，鐵在干燥的空氣里不易跟O2起反應(yīng)，在潮濕的空氣中易生銹：在點(diǎn)燃條件下，鐵絲能在O2（純氧）中劇烈燃燒，火星四射，生成黑色的Fe3O4固體。

（2）與CI2反應(yīng)：在點(diǎn)燃條件下，鐵絲能在CI2中劇烈燃燒，產(chǎn)生棕黃色的煙，生成棕黑色的FeCI3固體。

（3）與S反應(yīng)：在加熱條件下，鐵與硫反應(yīng)生成黑色的FeS（在加熱條件下，紅熱的鐵絲能在硫蒸氣中劇烈燃燒生成黑色的FeS;或?qū)㈣F粉與硫粉混合加熱到紅熱，鐵與硫反應(yīng)生成黑色的FeS）。

2.鐵與水反應(yīng)

在加熱條件下，紅熱的鐵粉能與水蒸氣反應(yīng)

（2）常溫下，鐵遇到濃硫酸、濃硝酸產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象（鐵遇到濃硫酸或濃硝酸，鐵表面被氧化生成一層致密的氧化物薄膜，這層薄膜阻止了酸與內(nèi)層金屬的進(jìn)一步反應(yīng)）。

五、鐵的工業(yè)制法

工業(yè)上，在高溫下用一氧化碳還原氧化鐵制取單質(zhì)鐵。

Fe2O3 +3CO=高溫=2Fe +3CO2

六、鐵的主要用途

鐵主要用于煉鋼，也用來制造鑄鐵和鍛鐵：還原鐵粉還大量用于冶金工業(yè)。

七、鐵的典例賞析

例1 下列關(guān)于鐵與非金屬反應(yīng)的敘述正確的是（ ）。

A.鐵在純氧中燃燒生成三氧化二鐵

B.在加熱條件下，鐵與硫反應(yīng)生成FeS

C.鐵在足量CI2中燃燒生成FeCl3，鐵在少量CI2中燃燒生成FeC12

D.在加熱條件下，鐵分別與CI2、Br2和I2反應(yīng)，均生成+3價鐵的化合物

分析與解析 鐵在純氧中燃燒生成Fe3 O4，A選項(xiàng)錯誤;硫的氧化性較弱，在加熱條件下鐵與硫反應(yīng)生成FeS2，B選項(xiàng)正確;CI2的氧化性較強(qiáng)，鐵在CI2中燃燒生成FeCI3，與氯氣的量無關(guān)，C選項(xiàng)錯誤;在加熱條件下，鐵與I2反應(yīng)生成+2價鐵的化合物（Fel2），D選項(xiàng)錯誤。故答案選B。

例2下列關(guān)于鐵與酸反應(yīng)的敘述正確的是（

）。

A.常溫下，將鐵片浸入足量濃硝酸中，鐵片不溶解，說明常溫下鐵與濃硝酸不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

B.Fe與稀鹽酸、稀HNO3反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生，說明Fe與這兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng)

C.鐵與稀硝酸反應(yīng)，一定生成+3價鐵的化合物

D.在加熱條件下，足量的鐵與濃硫酸反應(yīng)可生成FeSO4

分析與解析常溫下鐵遇濃硝酸產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象，發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，A選項(xiàng)錯誤;Fe與稀HNO3的反應(yīng)沒有單質(zhì)生成，不屬于置換反應(yīng)，B選項(xiàng)錯誤;鐵與稀硝酸反應(yīng)，鐵過量時可生成+2價鐵的化合物[ Fe（NO3）2]，C選項(xiàng)錯誤;在加熱條件下，足量的鐵與濃硫酸反應(yīng)時，過量的Fe能將+3價鐵還原為+2價鐵生成FeSO4，D選項(xiàng)正確。故答案選D。