Железо (латинское ferrum), fe, химический элемент viii группы периодической системы Менделеева; атомный номер 26, атомная масса 55,847; блестящий серебристо-белый металл. Элемент в природе состоит из четырёх стабильных изотопов: 54 fe (5,84%), 56 fe (91,68%), 57 fe (2,17%) и 58 fe (0,31%).

Историческая справка. Ж. было известно ещё в доисторические времена, однако широкое применение нашло значительно позже, т. к. в свободном состоянии встречается в природе крайне редко, а получение его из руд стало возможным лишь на определённом уровне развития техники. Вероятно, впервые человек познакомился с метеоритным Ж., о чём свидетельствуют его названия на языках древних народов: древнеегипетское «бени-пет» означает «небесное железо»; древнегреческое sideros связывают с латинским sidus (родительный падеж sideris) - звезда, небесное тело. В хеттских текстах 14 в. до н. э. упоминается о Ж. как о металле, упавшем с неба. В романских языках сохранился корень названия, данного римлянами (например, французское fer, итальянское ferro).

Способ получения Ж. из руд был изобретён в западной части Азии во 2-м тысячелетии до н. э.; вслед за тем применение Ж. распространилось в Вавилоне, Египте, Греции; на смену бронзовому веку пришёл железный век. Гомер (в 23-й песне «Илиады») рассказывает, что Ахилл наградил диском из железной крицы победителя в соревновании по метанию диска. В Европе и Древней Руси в течение многих веков Ж. получали по сыродутному процессу. Железную руду восстанавливали древесным углём в горне, устроенном в яме; в горн мехами нагнетали воздух, продукт восстановления - крицу ударами молота отделяли от шлака и из неё выковывали различные изделия. По мере усовершенствования способов дутья и увеличения высоты горна температура процесса повышалась и часть Ж. науглероживалась, т. е. получался чугун ; этот сравнительно хрупкий продукт считали отходом производства. Отсюда название чугуна «чушка», «свинское железо» - английское pig iron. Позже было замечено, что при загрузке в горн не железной руды, а чугуна также получается низкоуглеродистая железная крица, причём такой двухстадийный процесс оказался более выгодным, чем сыродутный. В 12-13 вв. кричный способ был уже широко распространён. В 14 в. чугун начали выплавлять не только как полупродукт для дальнейшего передела, но и как материал для отливки различных изделий. К тому же времени относится и реконструкция горна в шахтную печь («домницу»), а затем и в доменную печь. В середине 18 в. в Европе начал применяться тигельный процесс получения стали , который был известен на территории Сирии ещё в ранний период средневековья, но в дальнейшем оказался забытым. При этом способе сталь получали расплавлением металлические шихты в небольших сосудах (тиглях) из высокоогнеупорной массы. В последней четверти 18 в. стал развиваться пудлинговый процесс передела чугуна в Ж. на поду пламенной отражательной печи. Промышленный переворот 18 - начала 19 вв., изобретение паровой машины, строительство железных дорог, крупных мостов и парового флота вызвали громадную потребность в Ж. и его сплавах. Однако все существовавшие способы производства Ж. не могли удовлетворить потребности рынка. Массовое производство стали началось лишь в середине 19 в., когда были разработаны бессемеровский, томасовский и мартеновский процессы. В 20 в. возник и получил широкое распространение электросталеплавильный процесс, дающий сталь высокого качества.

Распространённость в природе. По содержанию в литосфере (4,65% по массе) Ж. занимает второе место среди металлов (на первом алюминий). Оно энергично мигрирует в земной коре, образуя около 300 минералов (окислы, сульфиды, силикаты, карбонаты, титанаты, фосфаты и т. д.). Ж. принимает активное участие в магматических, гидротермальных и гипергенных процессах, с которыми связано образование различных типов его месторождений. Ж. - металл земных глубин, оно накапливается на ранних этапах кристаллизации магмы, в ультраосновных (9,85%) и основных (8,56%) породах (в гранитах его всего 2,7%). В биосфере Ж. накапливается во многих морских и континентальных осадках, образуя осадочные руды.

Важную роль в геохимии Ж. играют окислительно-восстановительные реакции - переход 2-валентного Ж. в 3-валентное и обратно. В биосфере при наличии органических веществ fe 3+ восстанавливается до fe 2+ и легко мигрирует, а при встрече с кислородом воздуха fe 2+ окисляется, образуя скопления гидроокисей 3-валентного Ж. Широко распространённые соединения 3-валентного Ж. имеют красный, жёлтый, бурый цвета. Этим определяется окраска многих осадочных горных пород и их наименование - «красно-цветная формация» (красные и бурые суглинки и глины, жёлтые пески и т. д.).

Физические и химические свойства. Значение Ж. в современной технике определяется не только его широким распространением в природе, но и сочетанием весьма ценных свойств. Оно пластично, легко куется как в холодном, так и нагретом состоянии, поддаётся прокатке, штамповке и волочению. Способность растворять углерод и др. элементы служит основой для получения разнообразных железных сплавов.

Ж. может существовать в виде двух кристаллических решёток: a - и g - объёмноцентрированной кубической (ОЦК) и гранецентрированной кубической (ГЦК). Ниже 910 °С устойчиво a - fe с ОЦК-решёткой (а = 2,86645 å при 20°С). Между 910°С и 1400°С устойчива g -модификация с ГЦК-решёткой (а = 3,64 å). Выше 1400°С вновь образуется ОЦК-решётка d -fe (а = 2,94 å), устойчивая до температуры плавления (1539°С). a - fe ферромагнитно вплоть до 769°С (точка Кюри). Модификация g -fe и d -fe парамагнитны.

Полиморфные превращения Ж. и стали при нагревании и охлаждении открыл в 1868 Д. К. Чернов . Углерод образует с Ж. твёрдые растворы внедрения, в которых атомы С, имеющие небольшой атомный радиус (0,77 å), размещаются в междоузлиях кристаллической решётки металла, состоящей из более крупных атомов (атомный радиус fe 1,26 å). Твёрдый раствор углерода в g -fe наз. аустенитом , а в (a -fe- ферритом . Насыщенный твёрдый раствор углерода в g - fe содержит 2,0% С по массе при 1130°С; a -fe растворяет всего 0,02- 0,04%С при 723°С, и менее 0,01% при комнатной температуре. Поэтому при закалке аустенита образуется мартенсит - пересыщенный твёрдый раствор углерода в a - fe, очень твёрдый и хрупкий. Сочетание закалки с отпуском (нагревом до относительно низких температур для уменьшения внутренних напряжений) позволяет придать стали требуемое сочетание твёрдости и пластичности.

Физические свойства Ж. зависят от его чистоты. В промышленных железных материалах Ж., как правило, сопутствуют примеси углерода, азота, кислорода, водорода, серы, фосфора. Даже при очень малых концентрациях эти примеси сильно изменяют свойства металла. Так, сера вызывает т. н. красноломкость , фосфор (даже 10 -20 % Р) - хладноломкость ; углерод и азот уменьшают пластичность , а водород увеличивает хрупкость Ж. (т. н. водородная хрупкость). Снижение содержания примесей до 10 -7 - 10 -9 % приводит к существенным изменениям свойств металла, в частности к повышению пластичности.

Ниже приводятся физические свойства Ж., относящиеся в основном к металлу с общим содержанием примесей менее 0,01% по массе:

Атомный радиус 1,26 å

Ионные радиусы fe 2+ o,80 å, fe 3+ o,67 å

Плотность (20 o c) 7,874 г/см 3

t пл 1539°С

t kип около 3200 о С

Температурный коэффициент линейного расширения (20°С) 11,7·10 -6

Теплопроводность (25°С) 74,04 вт /(м·К )

Теплоёмкость Ж. зависит от его структуры и сложным образом изменяется с температурой; средняя удельная теплоёмкость (0-1000 o c) 640,57 дж/ (кг ·К) .

Удельное электрическое сопротивление (20 ° С)

9,7·10 -8 ом·м

Температурный коэффициент электрического сопротивления

(0-100°С) 6,51·10 -3

Модуль Юнга 190-210·10 3 Мн/м. 2

(19-21·10 3 кгс/мм 2)

Температурный коэффициент модуля Юнга

Модуль сдвига 84,0·10 3 Мн/м 2

Кратковременная прочность на разрыв

170-210 Мн/м 2

Относительное удлинение 45-55%

Твёрдость по Бринеллю 350-450 Мн/м 2

Предел текучести 100 Мн/м 2

Ударная вязкость 300 Мн/м 2

Конфигурация внешней электронной оболочки атома fe 3 d 6 4s 2 . Ж. проявляет переменную валентность (наиболее устойчивы соединения 2- и 3-валентного Ж.). С кислородом Ж. образует закись feo, окись fe 2 o 3 и закись-окись fe 3 o 4 (соединение feo с fe 2 o 3 , имеющее структуру шпинели ) . Во влажном воздухе при обычной температуре Ж. покрывается рыхлой ржавчиной (fe 2 o 3 · n h 2 o). Вследствие своей пористости ржавчина не препятствует доступу кислорода и влаги к металлу и поэтому не предохраняет его от дальнейшего окисления. В результате различных видов коррозии ежегодно теряются миллионы тонн Ж. При нагревании Ж. в сухом воздухе выше 200°С оно покрывается тончайшей окисной плёнкой, которая защищает металл от коррозии при обычных температурах; это лежит в основе технического метода защиты Ж. - воронения. При нагревании в водяном паре Ж. окисляется с образованием fe 3 o 4 (ниже 570°С) или feo (выше 570°С) и выделением водорода.

Гидроокись fe (oh) 2 образуется в виде белого осадка при действии едких щелочей или аммиака на водные растворы солей fe 2+ в атмосфере водорода или азота. При соприкосновении с воздухом fe (oh) 2 сперва зеленеет, затем чернеет и наконец быстро переходит в красно-бурую гидроокись fe (oh) 3 . Закись feo проявляет основные свойства. Окись fe 2 o 3 амфотерна и обладает слабо выраженной кислотной функцией; реагируя с более основными окислами (например, с mgo), она образует ферриты - соединения типа fe 2 o 3 · n meo, имеющие ферромагнитные свойства и широко применяющиеся в радиоэлектронике. Кислотные свойства выражены и у 6-валентного Ж., существующего в виде ферратов, например k 2 feo 4 , солей не выделенной в свободном состоянии железной кислоты.

Ж. легко реагирует с галогенами и галогеноводородами, давая соли, например хлориды fecl 2 и fecl 3 . При нагревании Ж. с серой образуются сульфиды fes и fes 2 . Карбиды Ж. - fe 3 c (цементит ) и fe 2 c (e -карбид) - выпадают из твёрдых растворов углерода в Ж. при охлаждении. fe 3 c выделяется также из растворов углерода в жидком Ж. при высоких концентрациях С. Азот, подобно углероду, даёт с Ж. твёрдые растворы внедрения; из них выделяются нитриды fe 4 n и fe 2 n. С водородом Ж. даёт лишь малоустойчивые гидриды, состав которых точно не установлен. При нагревании Ж. энергично реагирует с кремнием и фосфором, образуя силициды (например, fe 3 si) и фосфиды (например, fe 3 p).

Соединения Ж. с многими элементами (О, s и др.), образующие кристаллическую структуру, имеют переменный состав (так, содержание серы в моносульфиде может колебаться от 50 до 53,3 ат.%). Это обусловлено дефектами кристаллической структуры. Например, в закиси Ж. часть ионов fe 2+ в узлах решётки замещена ионами fe 3+ ; для сохранения электронейтральности некоторые узлы решётки, принадлежавшие ионам fe 2+ , остаются пустыми и фаза (вюстит) в обычных условиях имеет формулу fe 0,947 o.

Своеобразно взаимодействие Ж. с азотной кислотой. Концентрированная hno 3 (плотность 1,45 г/см 3 ) пассивирует Ж. вследствие возникновения на его поверхности защитной окисной плёнки; более разбавленная hno 3 растворяет Ж. с образованием ионов fe 2+ или fe 3+ , восстанавливаясь до mh 3 или n 2 o и n 2 .

Растворы солей 2-валентного Ж. на воздухе неустойчивы - fe 2+ постепенно окисляется до fe 3+ . Водные растворы солей Ж. вследствие гидролиза имеют кислую реакцию. Добавление к растворам солей fe 3+ тиоцианат-ионов scn - даёт яркую кроваво-красную окраску вследствие возникновения fe (scn) 3 , что позволяет открывать присутствие 1 части fe 3+ примерно в 10 6 частях воды. Для Ж. характерно образование комплексных соединений.

Получение и применение. Чистое Ж. получают в относительно небольших количествах электролизом водных растворов его солей или восстановлением водородом его окислов. Разрабатывается способ непосредственного получения Ж. из руд электролизом расплавов. Постепенно увеличивается производство достаточно чистого Ж. путём его прямого восстановления из рудных концентратов водородом, природным газом или углём при относительно низких температурах.

Ж. - важнейший металл современной техники. В чистом виде Ж. из-за его низкой прочности практически не используется, хотя в быту «железными» часто называют стальные или чугунные изделия. Основная масса Ж. применяется в виде весьма различных по составу и свойствам сплавов. На долю сплавов Ж. приходится примерно 95% всей металлической продукции. Богатые углеродом сплавы (свыше 2% по массе) - чугуны, выплавляют в доменных печах из обогащенных железных руд. Сталь различных марок (содержание углерода менее 2% по массе) выплавляют из чугуна в мартеновских и электрических печах и конвертерах путём окисления (выжигания) излишнего углерода, удаления вредных примесей (главным образом s, Р, О) и добавления легирующих элементов. Высоколегированные стали (с большим содержанием никеля, хрома, вольфрама и др. элементов) выплавляют в электрических дуговых и индукционных печах. Для производства сталей и сплавов Ж. особо ответственного назначения служат новые процессы - вакуумный, электрошлаковый переплав, плазменная и электронно-лучевая плавка и др. Разрабатываются способы выплавки стали в непрерывно действующих агрегатах, обеспечивающих высокое качество металла и автоматизацию процесса.

На основе Ж. создаются материалы, способные выдерживать воздействие высоких и низких температур, вакуума и высоких давлений, агрессивных сред, больших переменных напряжений, ядерных излучений и т. п. Производство Ж. и его сплавов постоянно растет. В 1971 в СССР выплавлено 89,3 млн. т чугуна и 121 млн. т стали.

Л. А. Шварцман, Л. В. Ванюкова.

Железо как художественный материал использовалось с древности в Египте (подставка для головы из гробницы Тутанхамона около Фив, середина 14 в. до н. э., Музей Ашмола, Оксфорд), Месопотамии (кинжалы, найденные около Кархемиша, 500 до н. э., Британский музей, Лондон), Индии (железная колонна в Дели, 415). Со времён средневековья сохранились многочисленные высокохудожественные изделия из Ж. в странах Европы (Англии, Франции, Италии, России и др.) - кованые ограды, дверные петли, настенные кронштейны, флюгера, оковки сундуков, светцы. Кованые сквозные изделия из прутьев и изделия из просечного листового Ж. (часто со слюдяной подкладкой) отличаются плоскостными формами, чётким линейно-графическим силуэтом и эффектно просматриваются на свето-воздушном фоне. В 20 в. Ж. используется для изготовления решёток, оград, ажурных интерьерных перегородок, подсвечников, монументов.

Т. Л.

Железо в организме. Ж. присутствует в организмах всех животных и в растениях (в среднем около 0,02%); оно необходимо главным образом для кислородного обмена и окислительных процессов. Существуют организмы (т. н. концентраторы), способные накапливать его в больших количествах (например, железобактерии - до 17-20% Ж.). Почти всё Ж. в организмах животных и растений связано с белками. Недостаток Ж. вызывает задержку роста и явления хлороза растений, связанные с пониженным образованием хлорофилла. Вредное влияние на развитие растений оказывает и избыток Ж., вызывая, например, стерильность цветков риса и хлороз. В щелочных почвах образуются недоступные для усвоения корнями растений соединения Ж., и растения не получают его в достаточном количестве; в кислых почвах Ж. переходит в растворимые соединения в избыточном количестве. При недостатке или избытке в почвах усвояемых соединений Ж. заболевания растений могут наблюдаться на значительных территориях.

В организм животных и человека Ж. поступает с пищей (наиболее богаты им печень, мясо, яйца, бобовые, хлеб, крупы, шпинат, свёкла). В норме человек получает с рационом 60-110 мг Ж., что значительно превышает его суточную потребность. Всасывание поступившего с пищей Ж. происходит в верхнем отделе тонких кишок, откуда оно в связанной с белками форме поступает в кровь и разносится с кровью к различным органам и тканям, где депонируется в виде Ж.- белкового комплекса - ферритина. Основное депо Ж. в организме - печень и селезёнка. За счёт Ж. ферритина происходит синтез всех железосодержащих соединений организма: в костном мозге синтезируется дыхательный пигмент гемоглобин, в мышцах - миоглобин, в различных тканях цитохромы и др. железосодержащие ферменты. Выделяется Ж. из организма главным образом через стенку толстых кишок (у человека около 6-10 мг в сутки) и в незначительной степени почками. Потребность организма в Ж. меняется с возрастом и физическим состоянием. На 1 кг веса необходимо детям - 0,6, взрослым - 0,1 и беременным - 0,3 мг Ж. в сутки. У животных потребность в Ж. ориентировочно составляет (на 1 кг сухого вещества рациона): для дойных коров - не менее 50 мг, для молодняка - 30-50 мг, для поросят - до 200 мг, для супоросных свиней - 60 мг.

В. В. Ковальский.

В медицине лекарственные препараты Ж. (восстановленное Ж., лактат Ж., глицерофосфат Ж., сульфат 2-валентного Ж., таблетки Бло, раствор яблочнокислого Ж., ферамид, гемостимулин и др.) используют при лечении заболеваний, сопровождающихся недостатком Ж. в организме (железодефицитная анемия), а также как общеукрепляющие средства (после перенесённых инфекционных заболеваний и др.). Изотопы Ж. (52 fe, 55 fe и 59 fe) применяют как индикаторы при медико-биологических исследованиях и диагностике заболеваний крови (анемии, лейкозы, полицитемия и др.).

Лит.: Общая металлургия, М., 1967; Некрасов Б. В., Основы общей химии, т. 3, М., 1970; Реми Г., Курс неорганической химии, пер. с нем., т. 2, М., 1966; Краткая химическая энциклопедия, т. 2, М., 1963; Левинсон Н. Р., [Изделия из цветного и чёрного металла], в кн.: Русское декоративное искусство, т. 1-3, М., 1962-65; Вернадский В. И., Биогеохимические очерки. 1922-1932, М. - Л., 1940; Граник С., Обмен железа у животных и растений, в сборнике: Микроэлементы, пер. с англ., М., 1962; Диксон М., Уэбб Ф., ферменты, пер. с англ., М., 1966; neogi p., iron in ancient india, calcutta, 1914; friend j. n., iron in antiquity, l.,1926; frank e. b., old french ironwork, camb. (mass.), 1950; lister r., decorative wrought ironwork in great britain, l., 1960.

cкачать реферат

Тема: Железо, его физические и химические свойства.

Цель урока : сформировать представление о физических и химических свойствах железа в зависимости от проявляемой им С.О. и природы окислителя.
Задачи: 1. образовательная : объяснить существенное различие в строении атомов металлов главных и побочных подгрупп, причину разнообразия соединений металлов побочных подгрупп, в зависимость окислительно-восстановительных свойств от С.О. Продолжить формировать умения характеризовать элемент по его положению в ПСХЭ, на основе строения атома объяснять физические и химические свойства металла, совершенствовать умения учащихся при составлении уравнений химических реакций;
2. развивающая : продолжить развивать критическое мышление, навыки самостоятельности и способности к рефлексии, коммуникативные умения в ходе коллективной работы, умения работать с химическими веществами, с текстом учебника;
3. воспитательная : продолжить воспитание положительной мотивации учения, правильной самооценки, активность, чувства ответственности.
Оборудование: компьютер, проектор, ПСХЭ, таблица растворимости веществ, ряд активности металлов, тесты, пробирки. Магнит, железные опилки.
Вещества: на каждый стол: Техническое железо: скрепки и кнопки. Минералы: магнитный железняк Fе3О4, гематит или красный железняк Fе2О3, лимонит или бурый железняк Fе2О3 3Н2О, железный колчедан Fе2S, железо металлическое, растворы НСl, CuSO4, пробирка с водой и скрепкой, 2 пробирки с железными опилками.
Тип урока: изучение нового материала.

План (каждому на стол)

Железо – химический элемент

1. Строение и свойства атомов:

а) положение элемента в п.с.х.э. Д.И.Менделеева (порядковый номер, период, группа и подгруппа).

б) строение его атомов.

Железо – простое вещество

2. Нахождение в природе.

3. Физические свойства железа.

4. Химические свойства железа:

а) взаимодействие с простыми веществами (неметаллами);

б) взаимодействие со сложными веществами.

Ход урока:

І. Активизация знаний уч-ся:

Загадка:

Очень древний я металл,

Счёт столетьям потерял,
Был нескромным я не в меру,

Тысячи лет до нашей эры,

А за блеск, мерцавший холодом,

Люди там платили золотом!

Я давно в названии века , в организме человека,

Называют мной характер,

Из меня почти весь трактор,
Очень в яблоке полезно и зовут меня ….

Тема урока: Железо, его физические и химические свойства.

Учитель: Что бы Вы хотели узнать о железе?

Сегодня на уроке:

Вы узнаете, строение атомов ЖЕЛЕЗА и почему у них выражены восстановительные свойства.

Научитесь на основе анализа строения атомов железа определять его

окислительно-восстановительные свойства и составлять уравнения реакций.

Будите уметь объяснять все физические и химические свойства, происходящие с железом.

А эпиграфом урока могут быть слова Л.Толстого:

«Старайся дать уму как можно больше пищи».

А эту «пищу для ума» вам предстоит добыть самостоятельно, а я вам в этом помогу.

ІІ. Изучение нового материала:

1. «Железо – химический элемент»
Характеристика железа по положению в П.с.
1. Работа учащихся по ПСХЭ

2 Объяснение учителя. Строение и свойства атомов железа (объяснить существенное различие в строении атомов металлов главных и побочных подгрупп).

1.Строение атома железа: +26 56 Fe) 2 ) 8 ) 14 ) 2

2.Электронная формула железа: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6

3.Графическая формула железа:

В атоме железа заполняется не последний энергетический уровень, а предпоследний – это особенность элементов побочных подгрупп. Подобно всем металлам атомы железа при химических взаимодействиях отдают электроны, проявляя при этом восстановительные свойства:

Fe 0 -2e = Fe- +2

Fe 0 -3e = Fe- +3

С,О. железа в соединениях: +2 и+3. Следовательно, железо образует два генетических ряда.

Вывод: Fe – элемент 8В группы.

С,О. - +2 и+3. Восстановитель.

История Алхимический знак: Символизирует войны, тюрьмы, ненависть. Этот металл оказался не только созидателем. С ним связаны многие кровавые страницы человечества. Миллиардами снарядов и бомб обрушился этот металл на людей в годы первой и второй мировых войн.

Первое железо, попавшее в глубокой древности в руки человека, было не земного, а космического происхождения. Оно входило в состав метеоритов, попавших на нашу планету.

Железо – основа всей металлургии, машиностроения. Всё – начиная от швейной иголки, гвоздя, топора и кончая огнедышащими домнами, где рождается само железо, - состоит из железа. Железо – элемент, без которого жизнь стала невозможной. Мы живем в железном веке.

В народе о железе говорят «Металл – и плуг в поле, и гвоздь в доме»

2. Нахождение в природе. Работа с коллекцией (Таблица1)

По запасам в земной коре железо занимает 4 место после O, Si, Al.

Железо в природе находится в виде соединений – руд и минералов. Самородное железо встречается очень редко. Наша страна занимает 1-е место по запасам железных руд. Крупные месторождения на Урале (Магнитогорск, Челябинск, Н-Тагил, в Оренбургской области). На заводах Урала выплавляют около 40% черного металла.

(См. таблица1). Основными железными рудами являются: магнитный железняк (магнетит) – Fe 3 O 4 ,; красный железняк (гематит) – Fe 2 O 3; бурый железняк (лимонит) – Fe 2 O 3* nH 2 O; пирит – FeS 2 .

У Александра Македонского был перстень с вставкой из гематита, который, как он полагал, делал его неуязвимым в бою.

Нахождение в природе

3. Железо – простое вещество
Физические свойства железа (На лотке кнопки, скрепки)

Кристаллической решетки – металлическая .

Химической связи - металлическая .

Каковы же физические свойства железа?

(Сам. работа по учебнику стр.76-77).

Блестящий, серебристо-белый металл, довольно мягкий, пластичный. Его можно обрабатывать: резать, ковать, прокатывать, штамповать. Ему можно придавать большую прочность и твердость путем закалки - метод термического воздействия . Железо обладает хорошими магнитными свойствами. Температура плавления 1540 С – тугоплавкий металл. Температура кипения 3070 С. Плотность 7, 87 г/см 3 . Железо высокой чистоты содержит менее 0,01 % примесей. Оно почти инертно, не корродирует. Это химически чистое железо . Получают его методом электролиза солей. Технически чистое железо содержит 0,02 -0,04 % примесей (C, O, S, N, P) – это низкоуглеродистая сталь. Ее используют для изготовления кнопок, скрепок. Свойства железа и стали сильно различаются.

Вывод: Железо - блестящий, серебристо-белый мягкий, пластичный, тугоплавкий, электропроводный, теплопроводный металл. Магнитные свойства.

Демонстрация опыта: намагничивание железных опилок.

4. Химические свойства железа (Металл средней активности)

а). «Взаимодействие железа с простыми веществами неметаллами при нагревании» (О 2 , Cl 2 , S , P , N 2 ). Если железо реагирует со слабым окислителем, то будет проявлять ст.ок +2, если с сильным окислителем, то +3.

Учитель. Видео: «Горение железа в чистом кислороде»

3Fe + 2O2 = Fe3O4 (железная окалина)

(Работа в группах) Группа №1

1. Допишите уравнения реакций взаимодействия железа с простыми веществами, если получаются следующие продукты реакций:

а) ? + ? = FeО

2. Расставьте коэффициенты и укажите тип реакций.

3. Сделайте вывод:

а) Какую степень окисления проявляет железо.

б) Чем является железо в данных реакциях.

4. Выполнив задание, покажите работу консультанту.

5. Подготовьте сообщение для класса.

Группа №2

1. Напишите уравнения реакций взаимодействия железа азотом (N2), фосфором, если С.О. у железа в данных соединениях +3.

1. 
   Назовите продукты реакций.
2. 
   Составьте для первого уравнения ОВР.
3. 
   

Группа №3

1.Составьте схему « Взаимодействие железа с простыми веществами»:

Подготовьте сообщение для класса.

Группа №4

1. 
   Составьте генетический ряд железа со С.О. +2.
2. 
   Назовите все вещества.
3. 
   Выполнив задание, покажите работу консультанту.
4. 
   Подготовьте сообщение для класса.

Группа №5 1. Составьте генетический ряд железа со С.О. +3.

2. Назовите все вещества.

3. Выполнив задание, покажите работу консультанту.

4. Подготовьте сообщение для класса.

Группа №6

1. Напишите ОВР для железа с хлором (Сl2), если С.О. у железа в данном соединении +3.

1. 
   Назовите продукты реакций.
2. 
   Почему хлорид железа (ІІІ), а не хлорид железа (ІІ)?
3. 
   Подготовьте сообщение для класса.

б). «Взаимодействие железа со сложными веществами»

Урок изучения новой темы, разбила на этапы.

I этап урока . Психологический настрой на деятельность, установление психологического контакта учащихся между собой, учителем. Этот этап осуществлен через загадку «Угадай, что это?». С целью активизации познавательного интереса к уроку химии, через загадку подвести учащихся к теме и цели урока. Чтобы учащиеся сами попытались сформулировать основные цели урока в целом и каждый сам для себя.

Итог данного этапа показал, что учащиеся сформулировали цели и выполнили их.

II этап урока. Работа в группах организованна с целью изучения строения, состава, свойств и применения железа. Продолжить развивать навыки и умения работать самостоятельно с текстом учебника, по инструкционным карточкам, которые были составлены по уровням с разными заданиями и целями.

Развитие самостоятельного мышления учащихся по применению имеющихся знаний в различных ситуациях.

Развития общеучебных и предметных умений: анализировать, сравнивать, делать выводы, экспериментально решать задачи, составлять молекулярные и ОВР.

Моя задача была в том, чтобы организовать учебный процесс так, чтобы учащиеся были не пассивными слушателями, а активными участниками процесса изучения нового материала. Для достижения этой цели я применила деятельностный подход, который, на мой взгляд, позволяет создать ситуацию успеха, благоприятствует развитию у школьников мыслительных процессов, повышает осознанность восприятия информации, формирует интерес и положительную мотивацию к учению. Деятельность учащихся дифференцирована в соответствии с уровнем их учебных достижений. Школьники с низким уровнем достижений рассматривают строение атома железа и его положение в ПС. Учащиеся со средним уровнем характеризуют физические свойства. А ученики с высоким уровнем достижений изучают химические свойства, проводят химический эксперимент, составляют уравнения реакций, делают вывод. Такой прием позволяет школьникам совершенствовать свои умения или учиться у товарищей .

Это позволило на данном этапе изучить большой по объему материал и проверить умения применять полученные знания на практике. Этот момент урока старалась реализовать через различные методы обучения:

Словесно-наглядный и репродуктивный метод помог проверить сформированность умения связанно отвечать по плану. Индивидуальная работа (сообщения учащихся) для активизации деятельности и более глубокого усвоения и практического применения нового материала.

Частично-поисковый метод способствовал развитию умения сопоставлять, анализировать, обобщать, делать вывод, раскрыть знания о строении и свойствах железа, отношения железа к простым и сложным веществам, проверить умения применять полученные знания, на практике работая с лабораторным оборудованием соблюдая технику безопасности. Самостоятельная, групповая и парная работа способствовала включить в работу активную познавательную деятельность каждого ученика, проявляя доброжелательность, уважение друг к другу через атмосферу в микрогруппах.

Изучение нового материала шло через создание проблемной ситуации, Думаю, использование этого метода оправдало себя т.к. усвоение материала во многом аналогично тому, что уже пройдено и повторено учащимися. Большинство учащихся класса способно к анализу и обобщению . Работа в группах развивает коммуникативные навыки, она очень эффективна, так как позволяет ученику, проговаривая и прослушивая ответ товарища, лучше усвоить новый материал.

Использовались дидактические отношения Учитель-ученик, ученик - ученик; ученик - учебный материал. В групповой работе стимулировалось проявление инициативы, самостоятельности и самооценивание.

Ответы учащихся показали, что они поняли строение, свойства и практическое значение железа.

III этап урока. Проведена проверочная работа по ИОПам с целью проверки знаний по теме урока. В ИОПе помещены задания по уровням и вариантам. Это способствует работе ученика на индивидуальном уровне по закреплению изученного материала.

IV этап урока.

Домашнее задание дано дифференцированно по ИОПам «Право выбора» с целью развития познавательной и творческой деятельности учащихся.

V этап урока. Рефлексия

Подведены итоги урока, сделаны выводы. Каждый ученик был включен в работу, а значит в активную познавательную деятельность. Каждый предшествующий момент урока тесно связан с последующим, продолжает его и сам является базой, продолжением предшествующего. На уроке использовались технические средства обучения, работа с химическими реактивами, выступления учащихся. Все это стимулирует учащихся к дальнейшему расширению собственных возможностей в изучении межпредметных связей , дальнейший выбор учащимися профессии связанной с химией, применением ИКТ технологий как в учебной, так и в профессиональной деятельности.

Проведенный мною урок был направлен на становление и появление индивидуальных способностей учащихся, формирование положительного отношения учащихся к образованию, повышение качества образовательного процесса с использованием ИОСО, ЗСТ и ИКТ технологий.

В результате урока учащиеся смогли реализовать поставленные пред собой учебные цели, творчески раскрыть свой потенциал, показать работу в группе, применить знания, полученные на уроке.

Тема: «

I вариант

Срок		Задания по уровням			Оценка
	Необходимо знать, уметь	«3»	«4»	«5»
31.10.	Знать: Уметь	1)Дана схема превращений: Fe → FeO → FeCl2→ Fe(OH)2 Напишите уравнения реакции, с помощью которых можно осуществить указанные превращения.	1)Дана схема превращений: Fe → FeO → FeCl2→ Fe(OH)2	1)Дана схема превращений: Fe → FeO → FeCl2→ Fe(OH)2 Напишите уравнения реакции, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. 2) Для первого уравнения составьте ОВР. 3) Для третьего уравнения составьте сокращенное ионное уравнение

Индивидуально ориентированный учебный план

Тема: «Железо, его физические и химические свойства»

I І вариант

Срок		Задания по уровням			Оценка
	Необходимо знать, уметь	«3»	«4»	«5»
31.10.	Знать: Положение химического элемента в ПСХЭ. Строение атома железа, особенности строения электронной оболочки.. Физические и химические свойства. Получение Уметь : составлять формулы, молекулярные уравнения, реакции ионного обмена и ОВР.	1)Дана схема превращений: Fe → FeCl3→ Fe(OH)3 → Fe2O3 Напишите уравнения реакции, с помощью которых можно осуществить указанные превращения.	1)Дана схема превращений: Fe → FeCl3→ Fe(OH)3 → Fe2O3 Напишите уравнения реакции, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. 2) Для первого уравнения составьте ОВР.	1)Дана схема превращений: Fe → FeCl3→ Fe(OH)3 → Fe2O3 Напишите уравнения реакции, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. 2) Для первого уравнения составьте ОВР. 3) Для второго уравнения составьте сокращенное ионное уравнение.

Поделитесь своими впечатлениями. Допишите предложения. Сегодня я узнал…. Теперь я умею… Я хотел бы…

Индивидуально – ориентированный учебный план

«Право выбора»

Тема: «Железо, его физические и химические свойства»

Срок		Задания по уровням			Инд. задания	Оценка
	Необходимо знать, уметь	«3»	«4»	«5»
31.10-11.11	Знать: Положение химического элемента в ПСХЭ. Строение атома железа, особенности строения электронной оболочки.. Физические и химические свойства. Получение Уметь : составлять формулы, молекулярные уравнения, реакции ионного обмена и ОВР	1.Выучить §14, стр.76-78. 2.Выполните № 4,	1.Выучить §14, стр.76-78. 2.Выполните № 5, 3. Молодая хозяйка повесила сушить белье на железную проволоку. Когда бельё высохло, она с ужасом обнаружила на чистом белье желтые пятна. Как объяснить появление пятен на белье? Напишите уравнение реакции и рассмотрите её как ОВР.	1.Выучить §14, стр.76-78. 2.Выполните № 6, 3.Чтобы обнаружить примеси железа в платиновой посуде, например, чашке, ее нагревают до температуры красного каления. Тогда ее поверхность покрывается красным налетом. С чем связано появление налета? Как удалить этот налет не повредив изделие?	1.Способы получения железа: а) восстановление железа из его оксида (FeO) оксидом углерода (ІІ) или водородом; б) восстановление железа из его оксида (Fe3O4) алюминотермическим методом; Напишите возможные уравнения реакций.

Индивидуально ориентированный учебный план

«Право выбора» Тема: «Железо, его физические и химические свойства» I вариант

Срок		Задания по уровням			Оценка
	Необходимо знать, уметь	«3»	«4»	«5»
17.11.	Знать: Положение химического элемента в ПСХЭ. Строение атома алюминия, особенности строения электронной оболочки. Алюминий в природе, минералы алюминия. Физические и химические свойства. Получение Уметь : составлять формулы, молекулярные уравнения и ОВР.	Тестовая работа 1 . У атома железа на внешнем энергетическом уровне: а)2ê; б)4 ê; в) 3 ê; г) 14 ê. 2. Железо в соединениях проявляет С.О.: а) +2 и +3. б) +1 и +3; в) +3 ; г) +8. 3 . Железо имеет следующую электронную формулу: а); 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 6 4S 2 б) 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 1 ; в) 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 4S 1 . 4. Атомарное железо в химических реакциях проявляет: а) восстановительные свойства; б) кислотные свойства; в) окислительные свойства; г) основные свойства. 5.При комнатной температуре железо не взаимодействует с: а) HNO3; б)HСl ; в) H3PO4. 6 .Железо получают: а) пирометаллургией; б) гидрометаллургией; в) все ответы не верны. 7 .На Земле химически чистое железо: а)не встречается; б)встречается самородное; в)содержится в морской воде; г) встречается метеоритного происхождения. 8.Ионы железа входят в состав: а)гемоглобина крови; б)эмали зубов; в) костной ткани; г) серого вещества мозга.	Тестовая работа

17. d -элементы.Железо, общая характеристика, свойства. Оксиды и гидроксиды, КО и ОВ характеристика, биороль, способность к комплексообразованию.

1.Общая характеристика.

Железо - d-элемент побочной подгруппы восьмой группы четвёртого периода ПСХЭ с атомным номером 26.

Один из самых распространённых в земной коре металлов (второе место после алюминия).

Простое вещество железо - ковкий металл серебристо-белого цвета с высокой химической реакционной способностью: железо быстро корродирует при высоких температурах или при высокой влажности на воздухе.

4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3

В чистом кислороде железо горит, а в мелкодисперсном состоянии самовозгорается и на воздухе.

3Fe + 2O2 = FeO + Fe2O3

3Fe + 4H2O = FeO*Fe2O3

FeO*Fe2O3 = Fe3O4 (железная окалина)

Собственно, железом обычно называют его сплавы с малым содержанием примесей (до 0,8 %), которые сохраняют мягкость и пластичность чистого металла. Но на практике чаще применяются сплавы железа с углеродом: сталь (до 2,14 вес. % углерода) и чугун (более 2,14 вес. % углерода), а также нержавеющая (легированная) сталь с добавками легирующих металлов (хром,марганец, никель и др.). Совокупность специфических свойств железа и его сплавов делают его «металлом № 1» по важности для человека.

В природе железо редко встречается в чистом виде, чаще всего оно встречается в составе железо-никелевых метеоритов. Распространённость железа в земной коре - 4,65 % (4-е место после O, Si, Al). Считается также, что железо составляет бо́льшую часть земного ядра.

2.Свойства

1.Физ.св-ва. Железо - типичный металл, в свободном состоянии - серебристо-белого цвета с сероватым оттенком. Чистый металл пластичен, различные примеси (в частности - углерод) повышают его твёрдость и хрупкость. Обладает ярко выраженными магнитными свойствами. Часто выделяют так называемую «триаду железа» - группу трёх металлов (железо Fe,кобальт Co, никель Ni), обладающих схожими физическими свойствами, атомными радиусами и значениями электроотрицательности.

2.Хим.св-ва.

Степень окисления	Оксид	Гидроксид	Характер	Примечания
			Слабоосновный
			Очень слабое основание, иногда - амфотерный
	Не получен	*	Кислотный	Сильный окислитель

Для железа характерны степени окисления железа - +2 и +3.

Степени окисления +2 соответствует чёрный оксид FeO и зелёный гидроксид Fe(OH) 2 . Они имеют основный характер. В солях Fe(+2) присутствует в виде катиона. Fe(+2) - слабый восстановитель.

Степени окисления +3 соответствуют красно-коричневый оксид Fe 2 O 3 и коричневый гидроксид Fe(OH) 3 . Они носят амфотерный характер, хотя и кислотные, и основные свойства у них выражены слабо. Так, ионы Fe 3+ нацело гидролизуются даже в кислой среде. Fe(OH) 3 растворяется (и то не полностью), только в концентрированных щелочах. Fe 2 O 3 реагирует со щелочами только при сплавлении, давая ферриты (формальные соли кислоты несуществующей в свободном виде кислоты HFeO 2):

Железо (+3) чаще всего проявляет слабые окислительные свойства.

Степени окисления +2 и +3 легко переходят между собой при изменении окислительно-восстановительных условий.

Кроме того, существует оксид Fe 3 O 4 , формальная степень окисления железа в котором +8/3. Однако этот оксид можно также рассматривать как феррит железа (II) Fe +2 (Fe +3 O 2) 2 .

Также существует степень окисления +6. Соответствующего оксида и гидроксида в свободном виде не существует, но получены соли - ферраты (например, K 2 FeO 4). Железо (+6) находится в них в виде аниона. Ферраты являются сильными окислителями.

Чистое металлическое железо устойчиво в воде и в разбавленных растворах щелочей . Железо не растворяется в холодных концентрированных серной и азотной кислотах из-за пассивации поверхности металла прочной оксидной плёнкой. Горячая концентрированная серная кислота, являясь более сильным окислителем, взаимодействует с железом.

С соляной и разбавленной (приблизительно 20%-й) серной кислотами железо реагирует с образованием солей железа(II):

При взаимодействии железа с приблизительно 70%-й серной кислотой при нагревании реакция протекает с образованием сульфата железа(III) :

3.Оксиды и гидроксиды, КО и ОВ хар-ка…

Соединения железа (II)

Оксид железа(II) FeO обладает основными свойствами, ему отвечает основание Fe(OH) 2 . Соли железа (II) обладают светло-зелёным цветом. При их хранении, особенно во влажном воздухе, они коричневеют за счёт окисления до железа (III). Такой же процесс протекает при хранении водных растворов солей железа(II):

Из солей железа(II) в водных растворах устойчива соль Мора - двойной сульфат аммония и железа(II) (NH 4) 2 Fe(SO 4) 2 ·6Н 2 O.

Реактивом на ионы Fe 2+ в растворе может служить гексацианоферрат(III) калия K 3 (красная кровяная соль). При взаимодействии ионов Fe 2+ и 3− выпадает осадоктурнбулевой сини :

Для количественного определения железа (II) в растворе используют фенантролин , образующий с железом (II) красный комплекс FePhen 3 в широком диапазоне рН (4-9)

Соединения железа (III)

Оксид железа(III) Fe 2 O 3 слабо амфотерен , ему отвечает ещё более слабое, чем Fe(OH) 2 , основание Fe(OH) 3 , которое реагирует с кислотами:

Соли Fe 3+ склонны к образованию кристаллогидратов. В них ион Fe 3+ как правило окружен шестью молекулами воды. Такие соли имеют розовый или фиолетовый цвет.Ион Fe 3+ полностью гидролизуется даже в кислой среде. При рН>4 этот ион практчиески полностью осаждается в виде Fe(OH) 3:

При частичном гидролизе иона Fe 3+ образуются многоядерные оксо- и гидроксокатионы, из-за чего растворы приобретают коричневый цвет.Основные свойства гидроксида железа(III) Fe(OH) 3 выражены очень слабо. Он способен реагировать только с концентрированными растворами щелочей:

Образующиеся при этом гидроксокомплексы железа(III) устойчивы только в сильно щелочных растворах. При разбавлении растворов водой они разрушаются, причём в осадок выпадает Fe(OH) 3 .

При сплавлении со щелочами и оксидами других металлов Fe 2 O 3 образует разнообразные ферриты :

Соединения железа(III) в растворах восстанавливаются металлическим железом:

Железо(III) способно образовывать двойные сульфаты с однозарядными катионами типа квасцов , например, KFe(SO 4) 2 - железокалиевые квасцы, (NH 4)Fe(SO 4) 2 - железоаммонийные квасцы и т. д.

Для качественного обнаружения в растворе соединений железа(III) используют качественную реакцию ионов Fe 3+ с тиоцианат-ионами SCN − . При взаимодействии ионов Fe 3+ с анионами SCN − образуется смесь ярко-красных роданидных комплексов железа 2+ , + , Fe(SCN) 3 , - . Состав смеси (а значит, и интенсивность её окраски) зависит от различных факторов, поэтому для точного качественного определения железа этот метод неприменим.

Другим качественным реактивом на ионы Fe 3+ служит гексацианоферрат(II) калия K 4 (жёлтая кровяная соль). При взаимодействии ионов Fe 3+ и 4− выпадает ярко-синий осадок берлинской лазури :

Соединения железа (VI)

Ферраты - соли не существующей в свободном виде железной кислоты H 2 FeO 4 . Это соединения фиолетового цвета, по окислительным свойствам напоминающие перманганаты, а по растворимости - сульфаты. Получают ферраты при действии газообразного хлора или озона на взвесь Fe(OH) 3 в щелочи , например, феррат(VI) калия K 2 FeO 4 . Ферраты окрашены в фиолетовый цвет.

Ферраты также можно получить электролизом 30%-ного раствора щелочи на железном аноде:

Ферраты - сильные окислители. В кислой среде разлагаются с выделением кислорода:

Окислительные свойства ферратов используют для обеззараживания воды .

4.Биороль

1)В живых организмах железо является важным микроэлементом, катализирующим процессы обмена кислородом (дыхания).

2)Обычно железо входит в ферменты в виде комплекса.В частности, этот комплекс присутствует в гемоглобине - важнейшем белке, обеспечивающем транспорт кислорода с кровью ко всем органам человека и животных. И именно он окрашивает кровь в характерный красный цвет.

4)Избыточная доза железа (200 мг и выше) может оказывать токсическое действие. Передозировка железа угнетает антиоксидантную систему организма, поэтому употреблять препараты железа здоровым людям не рекомендуется.

Является одним из самых распространенных элементов в земной коре.

Физические свойства железа.

Железо - ковкий металл серебристо-белого цвета с высокой химической стойкостью. Оно хорошо переносит высокие температуры и влажности. Быстро тускнеет (ржавеет) на воздухе и в воде. Очень пластичный, хорошо поддается ковке и прокатке. Обладает хорошей тепло- и электропроводностью, отличный ферромагнетик.

Химические свойства железа.

Железо переходный металл. Может иметь степень окисления +2 и +3. Реагирует с водяным паром:

3 Fe + 4 H 2 O = Fe 3 O 4 + 4 H 2 .

Но в присутствии влаги железо ржавеет:

4 Fe + 3 O 2 + 6 H 2 O = 4 Fe (OH ) 3 .

2 Fe + 3 Cl 2 = 2 FeCl 3 .

Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2 .

Концентрированные кислоты пассивируют железо на холоде, но растворяют при нагревании:

2Fe + 6H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O.

Гидроксид железа (II ) получается при действии щелочи на соли железа (II) без доступа кислорода :

F 2 SO 4 + 2NaOH = Fe(OH) 2 + Na 2 SO 4 .

Выделяется осадок белого цвета, который на воздухе быстро окисляется:

4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe(OH) 3 .

Данный гидроксид амфотерный, при нагреве растворяется в щелочах с образованием гексагидроферата:

Fe(OH) 3 + 3KOH = K 3 .

Железо образует две комплексные соли железа :

• Желтая кровяная соль K 4 [ Fe (CN ) 6 ];
• Красная кровяная соль K 3 [ Fe (CN ) 6 ].

Эти соединения являются качественными для определения ионов железа. Соединение берлинская лазурь :

K 4 + Fe 2+ = KFe III + 2K + .

Применение железа.

Железо является важнейшим компонентом процесса дыхания. Он входит в состав гемоглобина крови, участвует в переносе кислорода от легких к тканям. В природе железо встречается в составе руд и минералов.

Желе́зо - элемент побочной подгруппы восьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов с атомным номером 26. Обозначается символом Fe (лат. Ferrum). Один из самых распространённых в земной коре металлов (второе место после алюминия).
Простое вещество железо (CAS-номер: 7439-89-6) - ковкий металл серебристо-белого цвета с высокой химической реакционной способностью: железо быстро корродирует при высоких температурах или при высокой влажности на воздухе. В чистом кислороде железо горит, а в мелкодисперсном состоянии самовозгорается и на воздухе.
На самом деле железом обычно называют его сплавы с малым содержанием примесей (до 0,8 %), которые сохраняют мягкость и пластичность чистого металла. Но на практике чаще применяются сплавы железа с углеродом: сталь (до 2,14 вес. % углерода) и чугун (более 2,14 вес. % углерода), а также нержавеющая (легированная) сталь с добавками легирующих металлов (хром, марганец, никель и др.). Совокупность специфических свойств железа и его сплавов делают его «металлом № 1» по важности для человека.
В природе железо редко встречается в чистом виде, чаще всего оно встречается в составе железо-никелевых метеоритов. Распространённость железа в земной коре - 4,65 % (4-е место после O, Si, Al). Считается также, что железо составляет бо́льшую часть земного ядра.

Происхождение названия

Имеется несколько версий происхождения славянского слова «железо» (белор. жалеза, укр. залізо, ст.-слав. желѣзо, болг. желязо, сербохорв. жељезо, польск. żelazo, чеш. železo, словен. železo).
Одна из этимологий связывает праслав. *želězo с греческим словом χαλκός, что означало железо и медь, согласно другой версии *želězo родственно словам *žely «черепаха» и *glazъ «скала», с общей семой «камень». Третья версия предполагает древнее заимствование из неизвестного языка.
Романские языки (итал. ferro, фр. fer, исп. hierro, порт. ferro, рум. fier) продолжают лат. ferrum . Латинское ferrum (Германские языки заимствовали название железа (готск. eisarn,англ. iron, нем. Eisen, нидерл. ijzer,дат. jern, швед. järn) из кельтских.
Пракельтское слово *isarno- (> др.-ирл. iarn, др.-брет. hoiarn), вероятно, восходит к пра-и.е. *h1esh2r-no- «кровавый» с семантическим развитием «кровавый» > «красный» > «железо». Согласно другой гипотезе данное слово восходит к пра-и.е. *(H)ish2ro- «сильный, святой, обладающий сверхъестественной силой».
Древнегреческое слово σίδηρος, возможно, было заимствовано из того же источника, что и славянское, германское и балтийское слова для серебра.
Название природного карбоната железа (сидерита) происходит от лат. sidereus - звёздный; действительно, первое железо, попавшее в руки людям, было метеоритного происхождения. Возможно, это совпадение не случайно. В частности древнегреческое слово сидерос (σίδηρος) для железа и латинское sidus, означающее «звезда», вероятно, имеют общее происхождение.

Получение

В промышленности железо получают из железной руды, в основном из гематита (Fe 2 O 3) и магнетита (FeO·Fe 2 O 3).
Существуют различные способы извлечения железа из руд. Наиболее распространённым является доменный процесс.
Первый этап производства - восстановление железа углеродом в доменной печи при температуре 2000 °C. В доменной печи углерод в виде кокса, железная руда в виде агломерата или окатышей и флюс (например, известняк) подаются сверху, а снизу их встречает поток нагнетаемого горячего воздуха.
В печи углерод в виде кокса окисляется до монооксида углерода. Данный оксид образуется при горении в недостатке кислорода. В свою очередь, монооксид углерода восстанавливает железо из руды. Чтобы данная реакция шла быстрее, нагретый угарный газ пропускают через оксид железа(III). Флюс добавляется для избавления от нежелательных примесей (в первую очередь от силикатов; например кварц) в добываемой руде. Типичный флюс содержит известняк (карбонат кальция) и доломит (карбонат магния). Для устранения других примесей используют другие флюсы.
Действие флюса (в данном случае карбонат кальция) заключается в том, что при его нагревании он разлагается до его оксида. Оксид кальция соединяется с диоксидом кремния, образуя шлак - метасиликат кальция. Шлак, в отличие от диоксида кремния, плавится в печи. Более лёгкий, чем железо, шлак плавает на поверхности - это свойство позволяет разделять шлак от металла. Шлак затем может использоваться при строительстве и сельском хозяйстве. Расплав железа, полученный в доменной печи, содержит довольно много углерода (чугун). Кроме таких случаев, когда чугун используется непосредственно, он требует дальнейшей переработки.
Излишки углерода и другие примеси (сера, фосфор) удаляют из чугуна окислением в мартеновских печах или в конвертерах. Электрические печи используются и для выплавки легированных сталей.
Кроме доменного процесса, распространён процесс прямого получения железа. В этом случае предварительно измельчённую руду смешивают с особой глиной, формируя окатыши. Окатыши обжигают, и обрабатывают в шахтной печи горячими продуктами конверсии метана, которые содержат водород. Водород легко восстанавливает железо, при этом не происходит загрязнения железа такими примесями как сера и фосфор, которые являются обычными примесями в каменном угле. Железо получается в твёрдом виде, и в дальнейшем переплавляется в электрических печах.
Химически чистое железо получается электролизом растворов его солей.