铁是地球上最常见的元素之一，更是人类生活中不可或缺的元素。金属铁在工业制造、基础建设、国防军工以及能源领域都有广泛的应用。此外，铁元素对人体的氧气运输和能量代谢也起着至关重要的作用。铁在人类历史上和现今经济社会中都扮演着不可替代的角色。生活中无处不在的铁制品也让我们更加深刻地认识到铁的重要性。中国是世界上最大的铁矿石进口国，进口量占全球的70%以上（数据源自IHKMarkit），但中国铁矿资源的现状呈现出对外依存度高、供应来源集中、定价权缺失等问题。因此，了解铁的应用和资源现状，对中国相关产业的发展和保障国家铁矿资源安全具有十分重要的意义。
铁元素的形成与发现
大质量恒星诞生后，内部会发生核聚变反应并释放能量，氢首先聚变为氦，之后依次聚变形成碳、氧、硅和铁等元素。铁元素拥有极高的比结合能（比结合能越高，原子核就越稳固），其聚变不仅不能释放能量，还需要吸收能量，因此恒星核聚变到铁元素时就会停止。铁元素最初便形成于恒星的内部的核聚变。作为人类最早发现和利用的金属之一，铁占地壳总量的4.75%，仅次于氧、硅、铝，位列第四，且绝大多数以化合物的形式存在，在自然界中分布广泛。人类最初是通过铁陨石认识了铁这种金属，并开始了对它近万年的痴迷。考古学家在古埃及法老图坦卡蒙的墓葬中就发现了一把由陨铁制成的匕首，研究者们发现，不仅是这把匕首，几乎所有追溯到青铜器时代的铁器都是由陨铁打造。由于陨铁从天而降并且坚韧无比，被古人认为是神圣的材料，因此在许多古老的语言中，“铁”一词都带有一定的神秘色彩，并与天堂、神圣等概念联系在一起。经历了几千年的探索，大约在公元前2500年，东欧一带的部落成员偶然发现了地下蕴藏的铁矿，不同之处在于这些铁与岩石混合在一起。直到约公元前1400年，安托利亚半岛（现土耳其地区）的赫梯人从矿石中提炼出了铁。后来人们用铁制造工具，用它建造和摧毁国家，用它推动社会进步，并用它建立了伟大的文明。时至今日，铁仍然与人类的生活密不可分。
铁（Fe）的物理化学性质
铁是一种常见金属,原子序数为26，属于过渡金属元素，位于周期表第四周期。铁的相对原子质量为55.85，纯铁是银白色有光泽的金属，密度7.86g/cm³，熔点1539℃。铁除了有导电性、导热性、延展性外，还能被磁铁吸引，具有铁磁性。铁的化学性质比较活泼，容易溶解于稀的无机酸中生成二价铁盐与氢气。铁在空气中不能燃烧，但在氧气中可剧烈燃烧生成四氧化三铁（Fe3O4）。此外，铁是变价元素，0价只有还原性，+6价只有氧化性，+2，+3价既有还原性又有氧化性，能够广泛参与低温和高温地质环境中各类生物或无机氧化还原过程，被看作是地质过程中最重要的氧逸度缓冲剂之一。
铁元素的主要应用
铁元素的主要应用铁最主要的用途是炼钢，含碳量介于0.02%至2.11%的铁碳合金统称为钢。作为人类文明进步和社会经济发展的物质基础，钢铁材料的综合力学性能优异，价格低廉、资源丰富、回收率高。因此，钢铁材料的应用几乎涵盖了所有领域。钢材可以与其他元素混合制成特殊合金，例如，含铬的钢材不容易生锈，称为“不锈钢”，用作餐具和医疗器械等；含有钨的钢材具有硬度更高，耐磨耐热，适合用于剧烈摩擦的切削和打磨工具；含硅的钢材可以作为磁性材料应用于电器、变压器和电工仪器等设备。当铁碳合金中的碳含量低于0.0218%时，就可以称为纯铁。纯铁的矫顽力低、延展性高、导热性与导磁性好。因此，纯铁常用于制造电机、发电机等电力设备和电磁铁芯、电磁元件等电子材料，同时它也是制备高级合金的原料。
铁及其化合物对环境较为友好，并具有一定的优异性能，在能源领域引起许多研究者关注。其中高铁酸盐([FeO4]2-)制作的超铁电池被认为是电池技术的革命性成果；磷酸铁锂(LiFePO4，LFP)常被用作锂电池的阴极材料，用其制作的电池成本低廉、能量密度大且绿色环保，在新能源汽车领域具有不可替代的地位。另外，亚铁氰化铁（Fe4[Fe(CN)6]）和铁氧化物等铁化合物还可以用来制作染色剂，在印刷、染色等领域应用广泛。铁也是人体不可缺少的微量元素之一。铁是人体最富含同时也是最容易缺乏的微量元素。作为血红蛋白的重要组成部分，铁对机体的氧运输、维持正常的造血功能起着关键性的作用；铁形成的血红素铁酶能直接参与人体能量的代谢。人体缺铁会导致缺铁性贫血，免疫力下降，肌肤苍老等问题，如果母体在胎儿期摄入的铁不足，甚至可能影响胎儿大脑和智力的正常发育。人体缺铁时，常用的口服补铁剂有葡萄糖酸亚、乳酸亚铁、铁硫酸亚铁等。
供文：肖菲
初审：王伟强
复审：唐方琦
终审：张雷
