四氧化三铁

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四氧化三铁
IUPAC名 iron(II) iron(III) oxide 氧化铁(II)铁(III)
别名	四氧化三铁 氧化亚铁铁 (ferrous ferric oxide) ferroso ferric oxide 氧化铁(II,III) [iron(II,III) oxide] 磁铁矿 (magnetite) 氧化黑铁 (black iron oxide) lodestone 铁锈 (rust) 氧化铁(II)二铁(III) [iron(II) diiron(III) oxide]
识别
CAS号	1317-61-9
PubChem	16211978
ChemSpider	17215625
SMILES	O1[Fe]2O[Fe]O[Fe]1O2
InChI	1/3Fe.4O/rFe3O4/c1-4-2-6-3(5-1)7-2
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。

四氧化三铁是铁的氧化物，化学式为Fe₃O₄，有时被写成FeO·Fe₂O₃。

目录

• 
  1 制备
  


• 
  2 物理性质
  


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  3 化学性质
  


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  4 应用
  


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  5 参见
  


• 
  6 参考资料
  

制备

• 自然界中存在于磁铁矿中，含有各种杂质。

• 在氧气中燃烧铁粉：

3Fe+2O2→150−600°CFe3O4{displaystyle {ce {3Fe + 2O2 ->[{150 - 600 °C}] Fe3O4}}}

• 铁与水蒸汽高温反应：

3Fe+4H2O→800°CFe3O4+4H2↑{displaystyle {ce {3Fe + 4H2O ->[{800 °C}] Fe3O4 + 4H2 (^)}}}

• 铁与二氧化氮加热反应：

3Fe+2NO2→ΔFe3O4+N2↑{displaystyle {ce {3Fe + 2NO_2 ->[Delta] Fe3O4 + N2 (^)}}}

• 
  氧化铁与氢气反应：

3Fe2O3+H2→400°C2Fe3O4+H2O{displaystyle {ce {3Fe2O3 + H_2 ->[{400 °C}] 2Fe3O4 + H2O}}}

物理性质

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 858 K。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⁺和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

• 加热分解：

2Fe3O4=====1538°C 6FeO+O2↑{displaystyle 2F{{e}_{3}}{{O}_{4}}{overset {1538{text{°C}}}{=!=!=!=!=}} 6FeO+{{O}_{2}}uparrow }

• 与稀酸反应：

Fe3O4+8HCl=== FeCl2+2FeCl3+4H2O{displaystyle F{{e}_{3}}{{O}_{4}}+8HCl{=!=!=} FeC{{l}_{2}}+2FeC{{l}_{3}}+4{{H}_{2}}O}^{[來源請求]}

• 与浓氧化性酸反应：

Fe3O4+10HNO3=== 3Fe(NO3)3+NO2↑+5H2O{displaystyle F{{e}_{3}}{{O}_{4}}+10HN{{O}_{3}}{=!=!=} 3Fe{{(N{{O}_{3}})}_{3}}+N{{O}_{2}}uparrow +5{{H}_{2}}O}

• 与熔融碱反应：

Fe3O4+14NaOH=======400-500°C :Na4FeO3+2Na5FeO4+7H2O{displaystyle 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：

4Fe3O4+O2=======450-600°C 6Fe2O3{displaystyle 4F{{e}_{3}}{{O}_{4}}+{{O}_{2}}{overset {450{text{-}}600{text{°C}}}{=!=!=!=!=!=!=}} 6F{{e}_{2}}{{O}_{3}}}

• 被氢、一氧化碳和铝还原：

Fe3O4+4H2====1000°C 3Fe+4H2OFe3O4+4CO====700°C 3Fe+4CO23Fe3O4+8Al===Δ 9Fe+4Al2O3{displaystyle {begin{aligned}&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{aligned}}}

• 与铁归中：

Fe3O4+Fe=======900-1000°C 4FeO{displaystyle F{{e}_{3}}{{O}_{4}}+Fe{overset {900{text{-}}1000{text{°C}}}{=!=!=!=!=!=!=}} 4FeO}

应用

制作特殊电极。

参见

• 磁铁矿

参考资料

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. 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. 
  

查 论 编 铁化合物 铁(-II) Na2Fe(CO)4 铁(0) Fe(CO)5 Fe2(CO)9 Fe3(CO)12 Fe(CO)3CH3COC2H2C6H6 Fe(NO)4 铁(I) FeH FeI 有机铁(I)化合物 (C5H5FeCO)2(CO)2 铁(0,II) Fe3C 铁(II) FeF2 FeCl2 FeBr2 FeI2 Fe(ClO3)2 Fe(ClO4)2 FeH2 FeMoO4 FeO Fe(OH)2 FeS FeSO4 FeSe FeSi2 FeTiO3 FeCO3 FeC2O4 Fe(C2H3O2)2 Fe(C3H5O3)2 Fe2C2O4 Fe2CrO4 Fe3(PO4)2 Fe2P2O7 FeH2(CO)4 Fe(HCO3)2 Mg2FeH6 有机铁(II)化合物 Fe(C5H5)2 Fe(C5H4P(C6H5)2)2 C4H4Fe(CO)3 FeC4H2O4 铁(0,III) Fe3P 铁(II,III) Fe3O4 Fe3S4 Fe3(P2O7)2 铁(III) FeF3 FeCl3 FeBr3 FeI3 Fe(NO3)3 FeOCl Fe(ClO3)3 Fe(ClO4)3 FeO(OH) FePO4 Fe4(P2O7)3 Fe2(CrO4)3 Fe2O3 Fe(OH)3 Fe2S3 Fe2(SO4)3 Fe2(SeO4)3 有机铁(III)化合物 Fe(C5H5)2BF4 铁(VI) K2FeO4 BaFeO4 FeO4

查 论 编 二元氧化合物 H2O H2O2 He Li2O BeO B2O3 B2O CO CO2 COx NO NO2 NOx O OF2 O2F2 Ne Na2O Na2O2 NaO2 MgO MgO2 Al2O3 SiO SiO2 P2O3 P2O5 SO2 SO3 Cl2O ClO2 ClOx Ar K2O K2O2 CaO CaO2 Sc2O3 TiO2 VO V2O3 VO2 V2O5 CrO Cr2O3 CrO2 CrO3 MnO Mn2O3 MnO2 Mn3O4 Mn2O7 FeO Fe2O3 Fe3O4 CoO Co2O3 Co3O4 NiO Ni2O3 Ni3O4 Cu2O CuO ZnO ZnO2 Ga2O3 GeO GeO2 As2O3 As2O5 SeO2 SeO3 Br2O Kr Rb2O SrO SrO2 Y2O3 ZrO2 Nb2O5 MoO2 MoO3 TcO2 Tc2O7 RuO4 Rh2O3 RhO2 PdO Ag2O AgO CdO In2O InO In2O3 SnO SnO2 Sb2O3 Sb2O4 Sb2O5 TeO2 TeO3 I2O5 XeO2 XeO3 XeO4 Cs2O BaO BaO2 * HfO2 Ta2O5 WO2 WO3 Re2O7 OsO2 OsO4 IrO2 IrO4 PtO2 Au2O3 Hg2O HgO Tl2O Tl2O3 PbO Pb2O3 Pb3O4 PbO2 Bi2O3 Po At Rn Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og ↓ * LaO La2O3 CeO Ce2O3 CeO2 PrO Pr2O3 Pr6O11 PrO2 NdO Nd2O3 Pm2O3 SmO Sm2O3 EuO Eu2O3 Gd2O3 Tb2O3 Tb4O7 TbO2 Dy2O3 Ho2O3 Er2O3 Tm2O3 YbO Yb2O3 Lu2O3 ** Ac2O3 ThO2 PaO PaO2 Pa2O5 UO2 UO3 UO4 U3O8 NpO2 Np2O5 Np3O8 PuO2 AmO2 Cm2O3 Bk2O3 BkO2 Cf2O3 Es2O3 Fm Md No Lr

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