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1317-61-9 / 四氧化三铁——磁性氧化铁

四氧化三铁的简介

铁在四氧化三铁中有两种化合价,经研究证明了Fe304是一种铁(酸盐,即 FellFell[FellO4]。黑色品体,密度5.18克/立方厘米。有磁性,故又称磁性氧化铁。潮湿状 态的四氧化三铁在空气中容易氧化成三氧化二铁。不溶于水,溶于酸。用作颜料和抛光剂。 磁性氧化铁用于制录音磁带和电讯器材。用红热铁跟水蒸气反应制得。

四氧化三铁——磁性氧化铁

因它具磁性又名磁性氧化铁。难溶于水,溶于酸(Fe3O4 +8H+ = Fe2++ 2Fe3++ 4H2O)溶于碱,也不 溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。但是天然的Fe304不溶于酸。四氧化三铁可视为 FeO·Fe2O3,经X射线研究认为它是铁(II)酸的盐其名称为“偏铁酸亚铁”,化学式; Fe(FeO2)2另外,它还是导体,因为在磁铁矿中由于Fe2+与 Fe3+在八面体位置上基本上 是无序排列的,电子可在铁的两种氧化态间迅速发生转移,所以四氧化三铁固体具有优良的 导电性。铁丝在纯氧里燃烧生成四氧化三铁;铁在空气里加热到500℃,铁跟空气里的 氧气起反应也生成四氧化三铁(现象:火星四射,放热,生成黑色固体--四氧化三铁。实验 室里做实验注意实验时要在瓶底铺一层细沙或水原因是:防止溅落的熔化物炸裂瓶底.); 锻工砧子周围散落的蓝灰色碎屑主要是四氧化三铁;铁跟高温的水蒸汽发生置换反应生成四 氧化三铁和氢气;天然磁铁矿的主要成分是四氧化三铁的品体。

四氧化三铁是一种重要的常 见铁的化合物。四氧化三铁是一种铁酸盐,即Fe2+(Fe3+O2)2(即Fe(FeO2)2前面2+和3+代表铁的价态)。在Fe3O4里,铁显两种价态,一个亚铁离子显+2价,两个铁离 子显+3价,所以说四氧化三铁可看成是由FeO与Fe203组成的化合物,可表示为FeOFe2O3, 而不能说是FeO与Fe2O3组成的混合物,它属于纯净物。 四氧化三铁其中铁的化合价为3分之8.

物理性质

黑色固体,不溶于水,有磁性,导电(四氧化三铁固体具有优良的导电性。 因为在磁铁矿中由于Fe2+与Fe3+在八面体位置上基本上是无序排列的,电子可在铁的两种氧化 态间迅速发生转移,所以四氧化三铁固体具有优良的导电性)。

常见化学反应

(1)在高温下,易氧化成三氧化二铁。 4Fe3O4+O2=高温=6Fe2O3

(2)在高温 下可与还原剂CO、Al,C等反应。3Fe3O4+8Al=4A12O3+9Fe Fe3O4+4CO=高温 =3Fe+4CO2

(3)再加热条件下可与还原剂氢气发生反应 Fe3O4+4H2=加热 =3Fe+4H2O( 3 )二氧化氮和灼热的铁粉反应生成四氧化三铁和氮气 2NO2+3Fe=Fe3O4+N2(条件是高温)

(4)铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁

(5)水蒸汽和炽热的铁反应生成四氧化三铁 2O2+3Fe=Fe3O4(条件是点燃) 4H2O+3Fe=加热=Fe3O4+4H2

(6)和酸反应Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O

用途

四氧化三铁是一种常用的磁性材料。 特制的纯净四氧化三铁用来作录音磁带和电 讯器材的原材料。天然的磁铁矿是炼铁的原料。用于制底漆和面漆。它的 硬度很大,可以作磨料。四氧化三铁还可做颜料和抛光剂。我们还可以通过某些 化学反应,比如使用亚硝酸钠等等,使钢铁表面生成一层致密的四氧化三铁,用来防止或减 慢钢铁的锈蚀,例如枪械、锯条等表面的发蓝、发黑。俗称“烤蓝”。