二、铁的化学性质

铁是一种化学性质比较活泼的金属，在一定条件下，可以跟多种非金属单质及某些化合物发生化学反应。

在学习氧气的性质时，我们做过细铁丝在氧气中燃烧的实验，知道了铁可以跟氧气发生化学反应。

二、铁的化学性质 - 图1 3Fe+2O2 Fe3O4

在常温下，铁在干燥的空气中很难跟氧气发生化学反应。在这种条件下，铁器可以存放较长时间。但是，铁在潮湿的空气中却能跟氧气发生化学反应，生成铁锈。

[实验 1-1] 取 3 支试管，三根洁净的铁钉①及其它用品，进行下列实验。(1)在第一支试管中放入一根铁钉，注入蒸馏水，不要浸没铁钉，使铁钉

与空气和水接触。

将 3 支试管放置在教室里，每天观察铁钉生锈的情况③。

[讨论]通过这个实验，你认为铁在什么条件下最容易生锈？怎样才能防止铁生锈。

铁生锈，实际上是铁、氧气和水等物质相互作用，发生的一系列复杂的化学反应。铁锈的成分很复杂，主要是氧化铁。铁锈很疏松，易吸水。因此，铁制品表面的锈如不及时除去，会加快铁制品的生锈速度。据估计，全世界每年因生锈损失的钢铁，约占世界年产量的四分之一。

防止铁制品生锈，除了要保持铁制品表面的洁净和干燥外，最常用的方法是在铁制品的表面涂上一层保护膜，这样既可以隔绝空气又可以防水。如在车、船的表面刷油漆；在机械上涂油。还可以在金属制品表面镀其它金属或通过化学反应使铁制品的表面生成致密的氧化膜以防止铁生锈(如锯条上的烤蓝)。

在学习氢气的制法时，我们知道了铁可以跟盐酸或稀硫酸发生置换反应，生成氢气和铁的化合物。

[实验 1-2]在两支试管中各放入一根洁净的铁钉，然后分别注入 5 毫升的稀盐酸和稀硫酸。观察反应现象。

通过实验，我们可以看到，铁跟酸的反应与锌跟酸的反应相似，即铁与酸接触后，立即发生化学反应。在大量氢气生成的同时，试管中液体的颜色由无色逐渐变为浅绿色(FeCl2 溶液或 FeSO4 溶液的颜色)。

铁跟盐酸或稀硫酸反应的化学方程式是：

Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑

根据这个实验事实，我们应该知道在使用铁器时应尽量避免跟酸接触。3.铁跟硫酸铜的反应

[实验 1-3]在装有硫酸铜溶液的试管中，放入一根洁净的铁丝，过一会儿取出。观察铁丝有什么变化。

我们可以看到，浸没在硫酸铜溶液中的铁丝表面上覆盖了一层红色的铜。也就是说，铁跟硫酸铜溶液反应，置换出了单质铜。这个反应的化学方

① 洁净的铁钉指去油去锈的铁钉。

② 煮沸蒸馏水以赶走水中溶解的空气。

③ 此实验约需一周时间，教师可提前做好一切准备工作。

程式是：

Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

早在西汉时期，我国劳动人民就已发现铁能从某些含铜化合物的溶液中置换出铜。在西汉刘安所著的《淮南万毕术》中，就有“曾青得铁则化为铜” 的记载。这里的曾青就是铜的化合物。在宋朝，利用这个反应冶铜的生产已具有了一定的规模。即把铁片放入硫酸铜溶液中，以置换出单质铜。这种方法是现代湿法冶金的先驱。