铁丝在氧气中燃烧

铁的理化性质

铁是使用量Z大的金属，也是地壳中含量第二大的金属。铁单质化学式为：Fe，在元素周期表中，铁的原子序数是26。铁的相对原子质量约为56，基态原子电子排布式为：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d64s2。纯铁是白色或者银白色的，有金属光泽。熔点1538℃、沸点2750℃，能溶于强酸和中强酸，不溶于水。铁有0价、+2价、+3价和+6价，其中+2价和+3价较常见，+6价少见。

铁有很强的铁磁性，属于磁性材料。比热容为460J/(kg·℃)。声音在铁中的传播速率：5120m/s。

纯铁的柔韧和延展性较好，用于制发电机和电动机的铁芯，铁及其化合物还用于制磁铁、颜料、墨水、药物、磨料等，是工业上所说的“黑色金属”之一（另外两种是铬和锰）（其实纯净的生铁是银白色的，铁元素被称之为“黑色金属”是因为铁表面常常覆盖着一层主要成分为黑色四氧化三铁的保护膜）。另外人体中也含有铁元素，+2价的亚铁离子是血红蛋白的重要组成成分，用于氧气的运输。

作为化学性质比较活泼的金属，铁是一种良好的还原剂。铁虽然在空气中不能燃烧，在氧气中却可以剧烈燃烧。此外铁是变价元素，0价只有还原性，+6价只有氧化性，+2，+3价既有还原性又有氧化性。在置换反应中一般显+2价，但有少数显+3价，如溴化亚铁和过量氯气反应： 

常温时，铁在干燥的空气里不易与氧、硫、氯等非金属单质起反应，若有杂质，在潮湿的空气中易锈蚀；在有酸、碱或盐的溶液存在的湿空气中生锈更快。在高温时，则剧烈反应，如铁在氧气中燃烧，生成Fe3O4，赤热的铁和水蒸气起反应也生成Fe3O4。加热时均能同卤素、硫、硅、碳、磷等化合。除生成+2和+3价氧化物外，还有复合氧化物Fe3O4（磁铁的主要成分）生成。

铁很容易溶于稀的无机酸中，生成二价铁盐，并放出氢气。在常温下遇浓硫酸或浓硝酸时，表面生成一层氧化物保护膜，使铁“钝化”，故可用铁制品盛装冷的浓硫酸或冷的浓硝酸。在加热时，铁可以与浓硫酸或浓硝酸反应，生成+3价的铁盐，同时生成SO2或NO2。

铁丝在氧气中燃烧

实验室中，在纯氧环境下，加热高温时，铁在氧气中燃烧发生化学反应生成四氧化三铁。

1、方程式为：

3Fe + 2O2 =点燃= Fe3O4

2、实验现象：

1、剧烈燃烧，火星四射

2、放出热量

3、生成一种黑色固体

3、注意事项：

瓶底要放少量水或细沙，防止生成的固体物质溅落下来，炸裂瓶底。

（1）下端系根火柴的作用：引燃铁丝；

（2）细铁丝盘成螺旋状的原因：增大与氧气的接触面积；

（3）待火柴快要燃尽时，插入盛有氧气的集气瓶中，防止：防止氧气被火柴耗尽；

（4）实验失败的原因：1.氧气不纯；2.铁丝太粗未被引燃；3 伸入太早（木条燃烧消耗氧气）；4 伸入太晚（没有能引燃铁丝）。

铁对人体的作用

铁元素是构成人体血红素的主要物质，它也是人体构成肌肉球素的主要物质，并且它还促进人体中维生素Ｂ族的代谢，铁在人体中的作用巨大的，人体的血液遍布全身。因此铁是一种人体不可缺少的物质，小孩子补铁，也是众所周知。成人体内含铁量为4～5克，其中72%以血红蛋白，3%以肌红蛋白，0.2%以其他化合物形式存在，其余则为贮备铁，即铁蛋白形式。铁的吸收主要在小肠上部。贮备铁以铁蛋白形式存在于肝脏、pizang和gusui中。铁在体内可被机体反复利用。

铁还参与促进β-胡萝卜素转化为维生素A，并有助于胶原的形成，抗体的产生及药物在肝脏内的等。

铁缺乏不仅发生缺铁性贫血，还会影响消化系统，出现厌食、口腔炎、舌炎、胃肠消化吸收功能减弱，有的患儿会出现“异食癖”，喜食泥土等。近来还发现铁缺乏会影响神经系统，表现为烦躁不安、反应低下、注意力不集中、记忆力差、多动，在婴幼儿期铁缺乏可能是以后出现多动症的原因。

世界粮农组织与世界卫生组织的调查估计膳食中的铁平均吸收率为10% ～20%，因此成年男性每日供给5～10毫克，即可满足生理需要，妇女比男子应稍多些。动物的肝脏、血，畜、禽、鱼肉是膳食中铁的良好来源。蔬菜一般含铁量不高，生物利用率也低，但黑木耳、芝麻酱含铁量甚高，可以作为补充铁的食物来源。

铁的工业生产

随着社会经济的发展，对钢铁需求量日益增长，对钢材质量要求越来越高，加上资源条件的变化，生产技术不断发展。 在炼钢生产中，氧气顶吹转炉炼钢发展迅速尤以日本、联邦德国、法国等国家发展较快。1970年世界氧气顶吹转炉钢的产量超过平炉钢而居各种炼钢方法的首位。

氧气顶吹转炉的容量不断扩大，1982年世界大于200吨的转炉的生产能力约占氧气顶吹转炉总的生产能力（5.28亿吨）一半以上。同时，氧气顶吹转炉炼钢技术已臻完善，各项技术经济指标达到了相当先进的水平，每公称吨位年产量达1.5万吨以上；炉龄一般为1000～2000炉，Z高达 10110炉；耐火材料单耗为2～5公斤/吨钢，Z先进的仅为0.57公斤/吨钢；炼钢工序能耗降至很低，有些转炉还实现了“零能”或“负能”炼钢普遍采用计算机控制冶炼过程，一些国家的转炉实现了全自动化炼钢。

20世纪60年代后期出现氧气底吹转炉炼钢。20世纪50年代以来，电弧炉炼钢产量显著增加，近来发展了超高功率电炉泡沫渣长弧冶炼、复合水冷电极和电炉废气预热废钢等新技术。同时出现了等离子电弧炉、直流电弧炉和连续装料电炉。 在世界范围内得到了普遍重视，技术上比较成熟，发展很快。世界连铸比由1970年的6%增加到1980年的30%，1981年丹麦（95.8%）、芬兰（91.9%）、日本（70.7%）的连铸比居世界前三名。

1982年世界连铸机达到1100多套，年产能力超过了 2亿吨。为了与GX、大容量的炼钢设备相匹配，连铸机正日趋大型化，铸坯断面不断扩大。目前生产的Z大方坯为450×450毫米（苏联），Z大扁坯为700×355毫米（英国），Z大圆坯为 450毫米（美国），Z宽板坯为2640×304毫米（美国）。在机型方面，立式和立弯式连铸机比例逐渐下降，弧型连铸机比例上升，水平连铸机正在兴起。20世纪80年代初连铸发展主要侧重于提高注速和作业率，改善铸坯质量和扩大品种。