一、铁的结构和性质

　　1.x09铁是26号元素,位于第四周期第Ⅷ族,属于过渡元素.

　　主要化合价：+2,+3

　　2.铁在金属的分类中属于黑色金属,重金属,常见金属.纯净的铁是光亮的银白色金属,密度为7.86g/㎝3,熔沸点高,有较好的导电、传热性,能被磁铁吸引,也能被磁化.还原铁粉为黑色粉末.

　　3.铁是较活泼的金属元素,在金属活动性顺序表中排在氢的前面.

　　①跟非金属反应：点燃点燃△

　　3Fe+2O2==Fe3O42Fe+3Cl2==2FeCl3Fe+S=FeS

　　Fe+I2=FeI2

　　②跟水反应：3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2↑

　　③跟酸作用：Fe+2H+=Fe2++H2↑(遇冷浓硝酸、浓硫酸钝化；与氧化性酸反应不产生H2,且氧化性酸过量时生成Fe3+)

　　④与部分盐溶液反应：Fe+Cu2+=Fe2++CuFe+2Fe3+=3Fe2+

　　3.生铁与钢的比较

　　铁的合金x09生铁x09钢

　　含碳量x092%～4.3%x090.03%～2%

　　其它杂质x09含硅、锰、硫、磷较多x09含硅、锰少量,硫和磷几乎没有

　　机械性能x09硬而脆、无韧性x09硬而韧、有弹性

　　机械加工x09可铸不可锻x09可铸、可锻、可压延

　　4.炼铁和炼钢的比较

　　x09炼铁x09炼钢

　　原料x09铁矿石、焦炭、石灰石、空气x09生铁、空气（或纯氧、氧化铁）、生石灰、脱氧剂

　　化学原理x09在高温下用还原剂从铁矿石里还原出来x09在高温下用氧化剂把生铁里过多的碳和其它氧化为气体或炉清除去

　　主

　　要

　　反

　　应x09①还原剂的生成

　　C+O2CO2

　　CO2+C2CO

　　②铁的还原

　　Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

　　③炉渣的生成

　　CaCO3CaO+CO2

　　CaO+SiO2CaSiO3

　　①氧化：2Fe+O22FeO

　　FeO氧化铁水里的Si、Mn、C等.如C+FeO

　　Fe+CO

　　②造渣：生成的硅锰氧化物得铁水里的硫、磷跟造渣材料反应形成炉渣排出.

　　③脱氧,并调整Mn、Si含量

　　2FeO+Si2Fe+SiO2

　　主要设备x09高炉x09转炉

　　1.过渡元素位于周期表中中部从ⅢB～ⅡB族十个纵行,分属于第四周期至第七周期.过渡元素都是金属,又叫过渡金属.

　　过渡金属的密度一般比较大,熔沸点较高,有较高的硬度、较好的延展性和机械加工性能,较好的导电、导热性能和耐腐蚀性能.

　　过渡元素的原子最外层电子数不超过两个,在化学反应中,最外层和次外层都容易失去电子,因此过渡元素有可变化合价.所以当Fe与弱氧化剂反应时,只失去最外层上的2个电子,形成Fe2+；当Fe与强氧化剂反应时,还能进一步失去次外层上的一个电子,形成Fe3+.这就是铁在其化合物中通常显+2价或+3价的原因.则Fe发生化学反应能得到+2价还是+3价,需看参加反应的氧化剂的强弱,有时还要看反应物的量之间的关系.

　　例如：①铁在O2中燃烧的,一定要在集气瓶低留有少量的水或一层沙子,防止瓶子被炸裂；②Fe与S反应中Fe只能失去其最外层的2个电子而变成+2价,反应开始后撤去酒精灯,反应可以继续进行,说明反应放热；③Fe在Cl2中燃烧时不但能失去最外层的2个电子,而且还可失去次外层的1个电子后成+3价,说明氧化性Cl2>S；④在高温时能与C、P、Si等化合.

　　2.铁的合金

　　一般地说,含碳量在2%～4.3%的铁的合金叫做生铁.生铁里除含碳外,还含有硅、锰以及少量的硫、磷等,它可铸不可煅.根据碳的存在形式可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种.

　　一般地说,含碳量在0.03%～2%的铁的合金叫做钢.钢坚硬有韧性、弹性,可以锻打、

　　压延,也可以铸造.

　　钢的分类方法很多,如果按化学成分分类,钢可以分为碳素钢和合金钢两大类.碳素钢就是普通的钢.合金钢也叫特种钢,是在碳素钢是适当地加入一种或几种,如锰、铬、镍、钨、铜等合金元素而制成的.合金元素使合金钢具有各种不同的特殊性能.

　　3.炼铁

　　(1)反应原理：利用氧化——还原反应,在高温下,用还原剂(主要是CO)把铁从铁矿石里还原出来.

　　(2)原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气

　　(3)设备：高炉

　　(4)生产过程

　　①还原剂的生成

　　C+O2CO2CO2+C2CO

　　②铁矿石还原成铁

　　Fe2O3+3CO2Fe+3CO2↑

　　③除脉石、炉渣的形成

　　CaCO3CaO+CO2↑

　　SiO2+CaOCaSiO3

　　4.炼钢

　　(1)设备：氧气顶吹转炉

　　(2)主要原料：炼钢生铁、生石灰、氧气.

　　(3)反应原理：利用氧化还原反应,在高温下,用氧化剂把生铁中过多的碳和其它杂质氧化为气体或炉渣除去.

　　(4)炼钢时的主要反应：

　　①氧化剂的生成,热能的来源2Fe+O22FeO

　　②降低碳的含量C+FeOCO+Fe

　　③除去S、P等杂质

　　④加硅铁、锰铁、铝除剩余FeO——脱氧

　　2FeO+Si2Fe+SiO2

　　二、铁的氧化物和氢氧化物

　　1.铁的氧化物的比较

　　铁的氧

　　化物x09FeOx09Fe2O3x09Fe3O4

　　俗称x09x09铁红x09磁性氧化铁

　　色、态x09黑色粉末x09黑色晶体x09红棕色粉末

　　铁的价态x09+2x09+3x09+2、+3

　　水溶性x09难溶于水

　　稳定性x09不稳定性

　　6FeO+O2=2Fe3O4x09稳定x09稳定

　　与酸的反应x09FeO+2H+=Fe2++H2Ox09Fe2O3+6H+=2Fe3+

　　+3H2Ox09Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O

　　与CO的反应x09FexOy+yCO=xFe+yCO2

　　制取x