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铁是化学元素周期表中的第26号元素,元素符号为Fe。它是一种银白色、具有金属光泽的过渡金属。铁的化学性质比较活泼,在化合物中常见的化合价为正二价和正三价。铁是地壳中含量最丰富的金属元素之一,在自然界中主要以化合物的形式存在。
铁具有典型的金属物理性质。纯铁是银白色金属,表面有明亮的金属光泽。铁质地较软,具有良好的延展性,可以被拉成细丝或压成薄片。铁还具有良好的导电性和导热性。铁的熔点较高,为1538摄氏度。此外,铁还具有铁磁性,能够被磁铁吸引,这是铁的一个重要特征。
铁的化学性质比较活泼,常见的化合价为正二价和正三价。铁与氧气的反应有两种主要情况。第一种是在潮湿的空气中,铁会缓慢氧化生锈,主要产物是氢氧化铁,进一步失水形成红棕色的氧化铁。第二种是在纯氧气中点燃铁丝,会剧烈燃烧生成四氧化三铁,这是一种黑色的磁性氧化物。
铁与酸的反应分为两大类。第一类是与非氧化性酸如稀盐酸、稀硫酸的反应,铁失去两个电子变成二价铁离子,同时产生氢气。第二类是与氧化性酸的反应,如浓硝酸和浓硫酸在常温下会使铁发生钝化现象,表面形成致密的氧化膜。加热条件下,铁与稀硝酸反应生成三价铁盐、一氧化氮和水。这些反应体现了铁的还原性和不同酸的氧化性强弱。
铁在自然界中主要以化合物的形式存在于各种矿石中。主要的铁矿石包括赤铁矿,主要成分是三氧化二铁;磁铁矿,主要成分是四氧化三铁;以及黄铁矿,主要成分是二硫化铁。铁是地壳中含量最丰富的金属元素之一。铁及其合金钢铁是重要的工业原料,广泛应用于建筑、机械制造、交通工具等各个领域,是现代工业文明的基础材料。