四氧化三铁

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四氧化三铁
IUPAC名
iron(II) iron(III) oxide
别名 氧化铁(II,III)
磁铁矿
识别
CAS号 1317-61-9
PubChem 16211978
ChemSpider 17215625
SMILES
InChI
InChIKey SZVJSHCCFOBDDC-QXRQKJBKAR
ChEBI 50821
性质
化学式 Fe3O4
摩尔质量 231.533 g·mol⁻¹
外观 黑色粉末
密度 5.11 g/cm3;5.18 g/cm3
熔点 1538 °C;1590 °C;1594 °C 分解
折光度n
D
2.42 [1]
热力学
ΔfHmo298K -1120 kJ/mol
热容 144.63 J/(mol·K)
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

四氧化三铁氧化物,化学式为Fe3O4,有时被写成FeO·Fe2O3

制备[编辑]

  • 自然界中存在于磁铁矿中,含有各种杂质。
\mathrm{3Fe+2O_2}\overset{150\text{-}600\text{°C}}{=\!=\!=\!=\!=\!=\!=}\ \mathrm{Fe_3O_4}
  • 铁与蒸汽高温反应:
\mathrm{3Fe+4H_2O}\overset{800\text{°C}}{=\!=\!=\!=\!=}\mathrm{Fe_3O_4+4H_2}
\mathrm{3Fe+2NO_2}\overset{\Delta}{=\!=\!=}\mathrm{Fe_3O_4+N_2}\uparrow
\mathrm{3Fe_2O_3+H_2}\overset{400\text{°C}}{=\!=\!=\!=\!=}\mathrm{2Fe_3O_4+H_2O}

物理性质[编辑]

黑色立方晶体空间群F d3m,其中a = 0.844 nm,Z = 8。

627 °C时,α-型四氧化三铁转化为β-型四氧化三铁。居里温度 900 °C。具有高导电性。硬度5.6-6.5。

水合物化学式为Fe3O4·2H2O。

四氧化三铁中含有Fe2+Fe3+X射线衍射实验表明,四氧化三铁具有反式尖晶石结构,晶体中并不存在偏铁酸根离子FeO2-[2]

化学性质[编辑]

  • 加热分解:
2F{{e}_{3}}{{O}_{4}}\overset{1538\text{°C}}{=\!=\!=\!=\!=}\ 6FeO+{{O}_{2}}\uparrow
  • 与稀反应:
F{{e}_{3}}{{O}_{4}}+8HCl {=\!=\!=}\ FeC{{l}_{2}}+2FeC{{l}_{3}}+4{{H}_{2}}O
  • 与浓氧化性酸反应:
F{{e}_{3}}{{O}_{4}}+10HN{{O}_{3}}{=\!=\!=}\ 3Fe{{(N{{O}_{3}})}_{3}}+N{{O}_{2}}\uparrow +5{{H}_{2}}O
  • 与熔融反应:
F{{e}_{3}}{{O}_{4}}+14NaOH  \overset{400\text{-}500\text{°C}}{=\!=\!=\!=\!=\!=\!=}\ :N{{a}_{4}}Fe{{O}_{3}}+2N{{a}_{5}}Fe{{O}_{4}}+7{{H}_{2}}O
  • 空气中加热,被氧气氧化
4F{{e}_{3}}{{O}_{4}}+{{O}_{2}}\overset{450\text{-}600\text{°C}}{=\!=\!=\!=\!=\!=\!=}\ 6F{{e}_{2}}{{O}_{3}}
\begin{align}
  & F{{e}_{3}}{{O}_{4}}+4{{H}_{2}}\overset{1000\text{°C}}{=\!=\!=\!=}\ 3Fe+4{{H}_{2}}O \\ 
 & F{{e}_{3}}{{O}_{4}}+4CO \overset{700\text{°C}}{=\!=\!=\!=}\ 3Fe+4C{{O}_{2}} \\ 
 & 3F{{e}_{3}}{{O}_{4}}+8Al \overset{\Delta}{=\!=\!=}\ 9Fe+4A{{l}_{2}}{{O}_{3}} \\ 
\end{align}
F{{e}_{3}}{{O}_{4}}+Fe  \overset{900\text{-}1000\text{°C}}{=\!=\!=\!=\!=\!=\!=}\ 4FeO

应用[编辑]

制作特殊电极。

参见[编辑]

参考资料[编辑]

  1. ^ Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8
  2. ^ Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements 2nd Edition. Oxford:Butterworth-Heinemann. 1997. ISBN 0-7506-3365-4. 
  • Редкол.: Кнунянц И.Л. и др. (编). Химическая энциклопедия. 2. М.: Советская энциклопедия. 1990: 671. ISBN 5-82270-035-5 请检查|isbn=值 (帮助). 
  • Редкол.: Никольский Б.П. и др. (编). Справочник химика. 1 2-е изд., испр. М.-Л.: Химия. 1966: 1072. 
  • Редкол.: Никольский Б.П. и др. (编). Справочник химика. 2 3-е изд., испр. Л.: Химия. 1971: 1168. 
  • Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов 3-е изд., испр. М.: Химия. 2000: 480. ISBN 5-7245-1163-0. 
  • Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. 2. М.: Мир. 1972: 871.