铁的化学性质

铁（Fe）是一种常见的金属元素，具有以下重要化学性质：

与氧气反应

常温下缓慢氧化：在潮湿的空气中，铁会与氧气、水发生一系列复杂的化学反应，生成铁锈（主要成分是$Fe_{2}O_{3}\cdot xH_{2}O$ ）。这是一个缓慢的氧化过程，反应方程式可简单表示为$4Fe + 3O_{2}+ 6H_{2}O = 4Fe(OH)_{3}$ ，$Fe(OH)_{3}$分解生成铁锈$Fe_{2}O_{3}\cdot xH_{2}O$。

点燃条件下剧烈反应：在点燃的条件下，铁能在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的四氧化三铁固体。化学方程式为$3Fe + 2O_{2}\stackrel{点燃}{=\!=\!=}Fe_{3}O_{4}$ 。

与酸反应

与稀盐酸反应：铁与稀盐酸发生置换反应，生成氯化亚铁和氢气。反应的化学方程式为$Fe + 2HCl = FeCl_{2}+ H_{2}\uparrow$ 。现象是铁逐渐溶解，溶液由无色变为浅绿色，同时有气泡产生。

与稀硫酸反应：铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为$Fe + H_{2}SO_{4}= FeSO_{4}+ H_{2}\uparrow$ 。现象与和稀盐酸反应类似，铁逐渐溶解，溶液变成浅绿色并产生气泡。

与盐溶液反应

与硫酸铜溶液反应：铁的金属活动性比铜强，能将铜从硫酸铜溶液中置换出来，生成硫酸亚铁和铜。化学方程式为$Fe + CuSO_{4}= FeSO_{4}+ Cu$ 。实验现象为铁表面有红色物质析出，溶液颜色由蓝色逐渐变为浅绿色。

与硝酸银溶液反应：铁能与硝酸银溶液发生置换反应，生成硝酸亚铁和银。反应方程式为$Fe + 2AgNO_{3}= Fe(NO_{3})_{2}+ 2Ag$ 。现象是铁表面附着一层银白色物质，溶液由无色变为浅绿色。

与水蒸气反应

在高温条件下，铁能与水蒸气发生反应，生成四氧化三铁和氢气。化学方程式为$3Fe + 4H_{2}O(g)\stackrel{高温}{=\!=\!=}Fe_{3}O_{4}+ 4H_{2}$ 。