铁的物理性质和化学性质如下:
物理性质
外观与光泽 :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。密度:
铁的密度较大,约为7.874g/cm³。
熔点与沸点:
铁的熔点为1538℃,沸点为2861℃。
导电性与导热性:
铁是电和热的良导体,具有良好的导电性和导热性。
延展性与磁性:
铁具有良好的延展性,可以被锤打成薄片或拉成细丝,并且具有铁磁性,属于磁性材料。
比热容与声音传播速率:
比热容为460J/(kg·℃),声音在铁中的传播速率为5120m/s。
化学性质
与氧气反应
在常温下,铁与空气中的氧气和水发生电化学腐蚀,生成铁锈(主要成分是氧化铁)。
在点燃的条件下,铁在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体四氧化三铁(Fe₃O₄)。
与酸反应
铁易溶于稀的无机酸中,生成二价铁盐,并放出氢气。
在常温下遇到浓硫酸或浓硝酸时,铁的表面会生成一层氧化物保护膜,使铁钝化。
与碱反应
铁在碱性溶液中不易发生反应,但在某些条件下可以形成铁的氢氧化物。
与盐反应
铁与硫酸铜的反应可以置换出铜,生成硫酸亚铁和铜。
还原性
铁是一种较活泼的金属,在金属活动顺序表中排在氢的前面,具有较强的还原性。
其他性质
同素异形体:
铁存在多种同素异形体,如α铁、β铁、γ铁等,这些同素异形体在不同的温度和压力条件下表现出不同的物理和化学性质。
钝化:
在常温下,铁在干燥的空气里不易与氧、硫、氯等非金属单质发生反应,但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。
这些性质使铁在人类生产和生活中扮演着重要的角色,广泛应用于建筑、交通、制造、电子等多个领域。