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。

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”。