1317-61-9 / 四氧化三鐵——磁性氧化鐵

四氧化三鐵的簡介

鐵在四氧化三鐵中有兩種化合價，經(jīng)研究證明了Fe304是一種鐵(酸鹽，即 FellFell[FellO4]。黑色品體，密度5.18克/立方厘米。有磁性，故又稱磁性氧化鐵。潮濕狀 態(tài)的四氧化三鐵在空氣中容易氧化成三氧化二鐵。不溶于水，溶于酸。用作顏料和拋光劑。 磁性氧化鐵用于制錄音磁帶和電訊器材。用紅熱鐵跟水蒸氣反應(yīng)制得。

因它具磁性又名磁性氧化鐵。難溶于水，溶于酸(Fe₃O₄ ＋8H⁺ = Fe²⁺+ 2Fe³⁺+ 4H₂O)溶于堿，也不 溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑。但是天然的Fe304不溶于酸。四氧化三鐵可視為 FeO·Fe₂O₃，經(jīng)X射線研究認(rèn)為它是鐵(II)酸的鹽其名稱為“偏鐵酸亞鐵”，化學(xué)式; Fe(FeO₂)₂另外,它還是導(dǎo)體,因?yàn)樵诖盆F礦中由于Fe²⁺與 Fe³⁺在八面體位置上基本上 是無序排列的，電子可在鐵的兩種氧化態(tài)間迅速發(fā)生轉(zhuǎn)移，所以四氧化三鐵固體具有優(yōu)良的 導(dǎo)電性。鐵絲在純氧里燃燒生成四氧化三鐵;鐵在空氣里加熱到500℃，鐵跟空氣里的 氧氣起反應(yīng)也生成四氧化三鐵（現(xiàn)象:火星四射，放熱，生成黑色固體--四氧化三鐵。實(shí)驗(yàn) 室里做實(shí)驗(yàn)注意實(shí)驗(yàn)時要在瓶底鋪一層細(xì)沙或水原因是:防止濺落的熔化物炸裂瓶底.); 鍛工砧子周圍散落的藍(lán)灰色碎屑主要是四氧化三鐵;鐵跟高溫的水蒸汽發(fā)生置換反應(yīng)生成四 氧化三鐵和氫氣;天然磁鐵礦的主要成分是四氧化三鐵的品體。

四氧化三鐵是一種重要的常 見鐵的化合物。四氧化三鐵是一種鐵酸鹽，即Fe²⁺(Fe₃+O₂)₂（即Fe(FeO₂)₂前面2+和3+代表鐵的價態(tài))。在Fe3O4里，鐵顯兩種價態(tài)，一個亞鐵離子顯+2價，兩個鐵離 子顯+3價,所以說四氧化三鐵可看成是由FeO與Fe203組成的化合物,可表示為FeOFe2O3， 而不能說是FeO與Fe2O3組成的混合物，它屬于純凈物。 四氧化三鐵其中鐵的化合價為3分之8.

物理性質(zhì)

黑色固體，不溶于水，有磁性，導(dǎo)電（四氧化三鐵固體具有優(yōu)良的導(dǎo)電性。 因?yàn)樵诖盆F礦中由于Fe2+與Fe3+在八面體位置上基本上是無序排列的，電子可在鐵的兩種氧化 態(tài)間迅速發(fā)生轉(zhuǎn)移，所以四氧化三鐵固體具有優(yōu)良的導(dǎo)電性）。

常見化學(xué)反應(yīng)

(1）在高溫下，易氧化成三氧化二鐵。 4Fe₃O₄+O₂=高溫=6Fe₂O₃

(2）在高溫 下可與還原劑CO、Al,C等反應(yīng)。3Fe₃O₄+8Al=4A1₂O₃+9Fe Fe₃O₄+4CO=高溫 =3Fe+4CO₂

(3）再加熱條件下可與還原劑氫氣發(fā)生反應(yīng) Fe₃O₄+4H₂=加熱 =3Fe+4H₂O( 3 ）二氧化氮和灼熱的鐵粉反應(yīng)生成四氧化三鐵和氮?dú)?2NO₂+3Fe=Fe₃O₄+N₂（條件是高溫）

(4）鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵

(5）水蒸汽和熾熱的鐵反應(yīng)生成四氧化三鐵 2O₂+3Fe=Fe₃O₄（條件是點(diǎn)燃） 4H₂O+3Fe=加熱=Fe₃O₄+4H₂

(6)和酸反應(yīng)Fe₃O₄+8HCl=2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O

用途

四氧化三鐵是一種常用的磁性材料。 特制的純凈四氧化三鐵用來作錄音磁帶和電 訊器材的原材料。天然的磁鐵礦是煉鐵的原料。用于制底漆和面漆。它的 硬度很大，可以作磨料。四氧化三鐵還可做顏料和拋光劑。我們還可以通過某些 化學(xué)反應(yīng)，比如使用亞硝酸鈉等等，使鋼鐵表面生成一層致密的四氧化三鐵，用來防止或減 慢鋼鐵的銹蝕，例如槍械、鋸條等表面的發(fā)藍(lán)、發(fā)黑。俗稱“烤藍(lán)”。