铁是一种化学元素，它的化学符号是Fe，原子序数是26，是最常用的金属。它是过渡金属的一种。
铁是银白色的金属,它与钴、镍等都是代表性的具有强磁性的金属(可以附着在磁铁上)。人类在公元前5000年就开始使用铁了,而现代文明很大程度上受到了铁的影响。在地壳中,铁的含量排名为第四位,是地球上储存量最多的元素之一,地核的很大一部分就是熔化了的铁。
从建筑材料到日常用品,铁的使用范围都非常广。铁具有优良的合金(将两种以上的金属混合到一起的)性质,这也是其用途广泛的一个原因。铁中含有碳元素的比例在0.04%~1.7%的时候就称之为钢,钢是具有很强的韧度和强度的材料。
从制铁到制钢铁矿石分为好几种,不过其中都一定含有铁和氧的化合物。从铁矿石中将铁提炼出来的过程就是铁的精炼过程,也就是要将氧化铁中的氧元素去除掉(还原反应),这个过程又被称作是“制铁”或者“制钢”。
制铁一般来说分为两个过程,如果包含最后的加工,那就是三个过程。第一步,在熔炉中初步提炼出铁(炼铁),第二步是将炼铁得到物质中的碳素进一步减除,也就是制钢,第三步就是进行压制加工。
在炼铁的步骤中,使用的一定是内侧带有抗高温物质的熔炉(高温炉)。熔炉中有铁矿石、焦炭、石灰石,然后将高温的空气不停供给到熔炉中,从而使之发生化学反应。焦炭是将石炭进行处理之后得到的一种碳元素的集合体。熔炉中的氧化铁在焦炭的作用下会生成一氧化碳,进而在一氧化碳的促进下进行还原反应。
经过了这个步骤之后得到的铁中一般含有大量的碳,属于不是很纯的铁的状态。一般来说,稍微纯一些的铁块会在熔炉的底部,而上方漂浮的则是不纯的物质。这些不纯物质一般是由二氧化硅在化学反应之后形成的硅酸钙,可以用于制作水泥、砖瓦等建筑材料。既然铁块中还含有大量的杂质,那么就要将其中的磷、硫等物质去除掉,然后进一步地通过氧气将其中的碳元素消耗掉,从而得到钢材,也就是制钢的步骤。
镀锌铁皮和镀锡铁皮在钢材的表面镀上的一层锌是镀锌铁皮,而镀上一层锡则是镀锡铁皮。镀锌铁皮可以长期在室外使用。其外部镀上的一层锌会比铁更加容易产生氧化反应,在其氧化了之后就会保护铁。这样的钢材,哪怕是外部受损或者熔化了,其内部的铁都会得到保护,在很长时间内都可以保持铁的状态,因此可以延长钢材的寿命。所以说,在修建房屋的屋梁,作为屏障等来使用的时候都经常会使用到镀锌铁皮。
哪怕是在多雨的恶劣环境中也能坚持很长时间镀锡铁皮外表的锡,其抗腐蚀的能力比铁还要强,因此,只要是外表不受损,那么钢材就基本不会发生氧化反应。不过,如果钢材受损,那么内部的铁就比较容易发生化学反应,然后慢慢地变成铁离子。不过,铁离子本身对人类是没有伤害的,所以镀锡铁皮的方式主要在使用时间较短、且人类接触较多的物体上使用,例如茶壶、罐子等。
本文由初中化学大师原创，欢迎关注，一起涨知识！
允许非盈利性引用，并请注明出处：“转载自初中化学大师”字样，以尊重作者的劳动成果
,
