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(1) 在高温下,易氧化成三氧化二铁。
4Fe3O4+O2=6Fe2O3(条件是高温)
(2) 在高温下可与还原剂H2、CO、Al,C等反应。
3Fe3O4+8Al=4Al2O3+9Fe
Fe3O4+4CO=高温=3Fe+4CO2
Fe3O4+4H2=高温=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)水蒸汽和炽热的铁反应生成四氧化三铁
4H2O(g)+3Fe=加热=Fe3O4+4H2
(5)和酸反应
Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O
和强氧化性酸反应生成Fe3+
分子量:231.54
摩尔质量:231.533 g·mol−1
铁在四氧化三铁中有两种化合价,其真实结构可较好地表示为Fe(III)[Fe(II)Fe(III)]O4黑色晶体,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。
因它具磁性又名磁性氧化铁。难溶于水,溶于酸(Fe3O4 + 8H+ = Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O),不溶于碱,也不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。但是天然的Fe3O4不溶于酸。
科学研究曾认为四氧化三铁是一种盐“偏铁酸亚铁”,但近来研究证明,四氧化三铁具有反式尖晶石结构,晶体中不存在偏铁酸根离子FeO2-,故“四氧化三铁属于盐”的错误理论已被修正。
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晶体。四氧化三铁是一种重要的常见铁的化合物。
在Fe3O4里,铁显两种价态,一个铁原子显+2价,两个铁原子显+3价,所以说四氧化三铁可看成是由FeO与Fe2O3组成的化合物,可表示为FeO·Fe2O3,而不能说是FeO与Fe2O3组成的混合物,它属于纯净物。但事实上,FeO·Fe2O3并不能正确表示四氧化三铁的结构,仅供方便理解。
性状:具有磁性的黑色晶体
密度:5.18g/cm^3
熔点:1867.5K(1594.5℃)
其他:溶于酸,不溶于水、乙醇和乙醚,有磁性,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。)
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硫化铝和铁 铁是晶体形式
Fe3O4 FeO·Fe2O3 Fe(FeO2)2
铁酸亚铁 偏铁酸亚铁 四氧化三铁 别名:磁性氧化铁、氧化铁黑、磁铁、磁石、吸铁石
1)铁丝在氧气中燃烧
2)细铁丝在空气中加热到500℃也会燃烧生成四氧化三铁:
3)铁在高温下与水蒸气反应:3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2
4)通过FeCl2与FeCl3加氨水共沉淀制的
5)铁在水蒸气中加热或由氧化铁在400℃下用氢还原
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。
用作颜料和擦光剂等,特制的磁性氧化铁可用于制录音磁带和电讯器材。
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”
金属氧化物在日常生活中应用广泛。生石灰是一种常用的干燥剂,也可用于消毒;氧化铁(Fe2O3)俗称铁红,可作红色颜料;一些工业过程中应用的催化剂也是金属氧化物。金属氧化物是金属元素和氧元素结合形成的化合物。包括铂,金在内的所有金属都有相应的金属氧化物。变价金属一般有多种氧化物,例如,铁元素具有氧化亚铁(FeO)、氧化铁2种氧化物(Fe3O4是铁酸亚铁,属于盐类)。
在常温下,金属氧化物(metallic oxide)(除Mn2O7等少数呈液态)一般都为是固体,活泼金属的氧化物能溶于水而生成碱,例如:
Na2O +H2O=2NaOH
活泼性较差的金属氧化物不溶于水,但大多数都溶于酸:
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
一些金属的氧化物来源与矿藏,例如,氧化铁是赤铁矿的主要成分,稀土金属的矿物成分主要是他们的氧化物;另外
一些氧化物可以由分解反应制得,例如,钙的氧化物生石灰(CaO)的制取。
常见的有离子晶体和原子晶体,要针对具体物质而言。大部分的金属氧化物都是离子晶体,也有例外,
高中范围内可以认为金属氧化物均为离子晶体。碱土金属氧化物是典型的离子晶体。氧化铍是例外,接近于原子晶体。
可以借助电负性粗略判断,不过也要根据实际情况看,比如氧化铝就有离子晶体和原子晶体两种不同的类型。