化學式:Fe3O4
分子量:231.54
別名:磁性氧化鐵、氧化鐵黑、磁鐵、磁石、吸鐵石、偏鐵酸亞鐵
礦物:磁鐵礦
一般性狀:具有磁性的黑色晶體
密度:5.18g/cm^3
熔點:1867.5K(1594.5℃)
四氧化三鐵(納米)
鐵在四氧化三鐵中有兩種化合價,經研究證明了Fe3O4是一種鐵(Ⅲ)酸鹽,即FeⅡFeⅢ[FeⅢO4]。黑色晶體,密度5.18克/立方厘米。有磁性,故又稱磁性氧化鐵。潮濕狀態的四氧化三鐵在空氣中容易氧化成三氧化二鐵。不溶於水,溶於酸。用作顏料和拋光劑。磁性氧化鐵用於制錄音磁帶和電訊器材。用紅熱鐵跟水蒸氣反應製得。
因它具磁性又名磁性氧化鐵。難溶於水,溶於酸(Fe3O4 + 8H+ = Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O),不溶於鹼,也不溶於乙醇、乙醚等有機溶劑。但是天然的Fe3O4不溶於酸。
四氧化三鐵可視為FeO·Fe2O3,經X射線研究認為它是鐵(III)酸的鹽
其名稱為“偏鐵酸亞鐵”,化學式:Fe(FeO2)2
另外,它還是導體,因為在磁鐵礦中由於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間迅速發生轉移,所以四氧化三鐵固體具有優良的導電性。
鐵絲在氧氣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也生成四氧化三鐵(現象:火星四射,生成黑色固體--四氧化三鐵。實驗室里做實驗注意實驗時要在瓶底鋪一層細沙或水 原因是:防止熔化物炸裂瓶底!);鍛工砧子周圍散落的藍灰色碎屑主要是四氧化三鐵;鐵跟高溫的水蒸汽發生置換反應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晶體。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+O4)2(即Fe(FeO2)2前面2+和3+代表鐵的價態)。在Fe3O4里,鐵顯兩種價態,一個鐵原子顯+2價,兩個鐵原子顯+3價,所以說四氧化三鐵可看成是由FeO與Fe2O3組成的化合物,可表示為FeO·Fe2O3,而不能說是FeO與Fe2O3組成的混合物,它屬於純淨物。
物理性質
黑色固體,不溶於水,有磁性。
常見化學反應
(1) 在高溫下,易氧化成三氧化二鐵。
4Fe3O4+O2=6Fe2O3(條件是高溫)
(2) 在高溫下可與還原劑H2、CO、Al,C等反應。
3Fe3O4+8Al=4Al2O3+9Fe
Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2
Fe3O4+4H2=3Fe+4H2O
(3)二氧化氮和灼熱的鐵粉反應生成四氧化三鐵和氮氣
2NO2+3Fe=Fe3O4+N2(條件是高溫)
製取方法鐵絲在氧氣中燃燒
1)鐵絲在氧氣中燃燒
2)細鐵絲在空氣中加熱到500℃也會燃燒生成四氧化三鐵:
3)鐵在高溫下與水蒸氣反應:3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2
4)通過FeCl2與FeCl3加氨水共沉澱制的
用途
四氧化三鐵是一種常用的磁性材料。
特製的純淨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。
用於制底漆和面漆。
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反應,比如使用亞硝酸鈉等等,使鋼鐵表面生成一層緻密的四氧化三鐵,用來防止或減慢鋼鐵的鏽蝕,例如槍械、鋸條等表面的發藍、發黑。俗稱“烤藍”
參見鐵的其它氧化物:氧化鐵,氧化亞鐵
【英文名稱】magnetic iron oxide;ferriferrous oxide;ferrpferric oxide
【密度】5.18
【熔點(℃)】1538
【性狀】
黑色晶體。
【溶解情況】
溶於酸,不溶於水、乙醇和乙醚。
【用途】
用作顏料和擦光劑等,特製的磁性氧化鐵可用於制錄音磁帶和電訊器材。
【製備或來源】
天然產有鐵礦。可由鐵在蒸氣中加熱或由氧化鐵在400℃下用氫還原而得。