铁是碱金属元素吗（铁元素理化性质）

铁元素理化性质物理性质高纯铁丝外观与形状：纯铁是带有银白色金属光泽的金属晶体，通常情况下呈灰色到灰黑高纯铁丝色无定形细粒或粉末有良好的延展性、导电、导热性能有很强的铁磁性，属于磁性材料比热容为460J/(kg·℃)。

物理性质

高纯铁丝

外观与形状：纯铁是带有银白色金属光泽的金属晶体，通常情况下呈灰色到灰黑高纯铁丝色无定形细粒或粉末。

有良好的延展性、导电、导热性能。

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。

纯铁质地软，不过如果是铁与其他金属的合金或者是掺有杂质的铁，通常情况下熔点降低，硬度增大。

晶体结构：面心立方和体心立方。

铁的相对原子质量为55.85，基态原子电子排布式为：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d64s2。 [5] （粗体部分是价电子）

化学性质

生锈前的铁钉

铁是工业部门不可缺少的一种金属。铁与少量的碳制成合金——钢，磁化之后不易去磁，是优良的硬磁材料，同时也是重要的工业材料，并且也作为人造磁的主要原料。铁有多种同素异形体。

铁是比较活泼的金属，在金属活动顺序表里排在氢的前面，化学性质比较活泼，是一种良好的还原剂。铁在空气中不能燃烧，在氧气中却可以剧烈燃烧。

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。 [1] [6]

化学反应

铁丝在纯氧中的燃烧

1.铁在氧气中燃烧

铁丝在氧气中的燃烧（如右图）：

在高温时，铁在纯氧中燃烧，剧烈反应，火星四射，生成Fe3O4，Fe3O4可以看成是FeO·Fe2O3。（应注意：铁在氧气中燃烧火星四射的原因是铁丝中通常含有少量碳元素，而纯铁燃烧几乎不会有火星四射的现象。）反应方程式：

（点燃）。

2.铁与酸反应

铁与非氧化性稀酸的反应（置换反应）

一般情况下，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，有气泡产生。实际情况下则较复杂。但铁遇冷的浓硫酸或浓硝酸会钝化，生成致密的氧化膜（主要成分Fe3O4）故可用铁器装运浓硫酸和浓硝酸，方程式为：

铁与非氧化性酸（盐酸）、硫酸、硫、硫酸铜溶液等反应时失去两个电子，成为 2价；与硝酸反应时要看物质的量之比和硝酸的浓度(下列concentrated代表浓，dilute代表稀，excess代表过量）。

（置换反应）

（氧化还原反应）

3.铁与盐的反应

例：铁与硫酸铜溶液发生置换反应：

（湿法炼铜的原理）该实验说明了铁的金属活动性比铜强。

4.Fe3 的氧化还原反应

（常温下即可反应，用于刻蚀铜板）

（Fe3 与I-不能共存的原因）

（铁在置换中一般显 2价的本质）

5.与卤素反应

例：铁与氯气发生化合反应：

铁与氯气在点燃时反应剧烈，产生大量棕红色烟（FeCl3小颗粒）与Cl2、Br2反应被氧化成Fe3 ，与l2反应被氧化成Fe2 。方程式为：

（化合反应）

6.与水反应

（high temperature指高温）（置换反应）

7.与单质硫反应

（化合反应）

铁也能与硫、磷、硅、碳直接化合。铁与氮不能直接化合，但与氨作用，形成氮化铁Fe₂N。

8.其它

二价铁离子呈淡绿色，在碱性溶液中易被氧化成三价铁离子。三价铁离子的颜色随水解程度的增大而由黄色经橙色变到棕色。纯净的三价铁离子为淡紫色。二价和三价铁均易与无机或有机配位体形成稳定的配位化合物，如 Phen为菲罗林，配位数通常为6。零价铁还可与一氧化碳形成各种羰基铁，如Fe(CO)5、Fe2(CO)9、Fe3(CO)12。羰基铁有挥发性，蒸气剧毒。铁也有 4、 5、 6价态的化合物，但在水溶液中只有 6价的（FeO42-）。

9.电离能：（单位kJ /mol)

M - M759.3

M- M21561

M2- M32957

M3- M45290

M4- M57240

M5- M69600

M6- M712100

M7- M814575

M8- M922678

M9- M1025290