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: