铁生锈的原因

铁，一种常见的金属元素，化学符号为Fe，原子系数为26，相对原子质量为55.85，位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，价电子层结构为[Ar]3d64s2。

铁生锈的原因：

1、铁的腐蚀(生锈)是由于发生了氧化还原反应。一般原子有外层电子，铁原子也不例外，还原反应就是原子外层得到电子的反应，氧化反应是原子外层失去电子的反应。铁制品之所以会生锈，就是因为它们由于和空气的接触而发生了氧化还原反应。

2、在生锈后，铁表明会出现一些暗红色的铁锈，它是氧化反应的产物，它的实际组成比较复杂，通常以其中占大部分的成分“氧化铁”为主，它的化学式为Fe2O3，实际上，它是一种和“水”结合起来的产物，通常用Fe2O3·nH2O表示。

铁的分布与开采：

1、全球铁矿资源丰富，分布较为集中。据美国地质调查局数据，2018年全球铁矿储量为1700亿吨，和2017年保持一致；铁金属储量940亿吨，比2017年上升1.2%。其中澳大利亚、巴西、俄罗斯、中国和印度五国铁储量合计占全球的77.5%，巴西、澳大利亚的铁矿资源品质较高，大部分在60%以上；中国以平矿为主，原矿平均品味只有34.5%，低于49.4%的全球平均水平。

2、在矿石的种类上澳大利亚、巴西等国生产的铁矿石多为赤铁矿，由于矿石中有害杂质较少，可直接入高炉，矿石烧结、冶炼性能都比较好；而中国的铁矿石又多为含铁品味较低的磁铁矿石，需要提纯烧结制球后才能入炉，使得生产成本相对较高。

3、随着开采技术的不断提升和生产需求的不断提高，近年来全球铁矿石的开采量稳步增长，2021年全球铁矿石产量达26亿吨，较2020年增加了1.3亿吨，同比增长了5.26%。

4、全球高品位易开采的铁矿资源主要分布在澳大利亚、巴西、中国、印度、俄罗斯等国，因此澳大利亚、巴西、中国、印度、俄罗斯也成为全球铁矿石重要的生产国，2021年澳大利亚铁矿石产量完成9.00亿吨，占全球铁矿石总产量的34.6%，全球排名第一。这些铁矿石在开采后，经过破碎、筛分、球磨等步骤后多直接用于生铁冶炼，并进一步生产粗钢和钢材等产品。

铁的理化性质：

1、物理性质

铁是一种银白色或灰色的金属，纯铁质地柔软，密度为7.87g/cm3，熔点为1538 ℃（1atm），沸点为2861 ℃（1atm），通常不溶于水和碱，溶于酸，有良好的延展性和导热导电性能。铁和铁的合金有很强的铁磁性，属于磁性材料。室温下铁是体心立方结构，发生相变时也有面心立方结构的铁存在，在干燥的空气中铁是很稳定的。将铁和其他金属元素合金化能增大铁的硬度，降低熔点，甚至有的能解决铁的生锈问题。

2、同素异形体

大多数金属在结晶完成的后续冷却过程中，其晶体结构就不发生变化，即固态时只有一种晶格，如铜、铝等。而铁在固态下随着温度的改变，会由一种晶格转变为另一种晶格，这种现象称为同素异构转变。

铁在912 ℃以下为体心立方结构，称为α-Fe，与碳的固溶体称为α铁素体；在912 ℃-1394 ℃时转变为面心立方结构，称为γ-Fe，与碳的固溶体称为奥氏体；温度在1394 ℃至熔点间又变为体心立方结构，称为δ-Fe,与碳的固溶体称为δ铁素体。纯铁在发生同素异构转变时，其体积和力学性能也随之发生改变。正因为如此，生产中才有可能对铁碳合金等进行热处理，以改变其性能。