铁的氧化物分类介绍
时间:2021-08-16 11:51 来源:未知 作者:化学自习室 点击:次 所属专题: 铁的氧化物
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铁的氧化物有:氧化亚铁FeO,二氧化铁FeO2,三氧化铁FeO3、三氧化二铁Fe2O3,四氧化三铁Fe3O4。
每种氧化物的特性和用途各不相同,了解其特点从而更加深入的明白铁的氧化原理,在防腐涂装保护方面可以提供借鉴。
一、氧化亚铁FeO
1、性质
氧化亚铁又称一氧化铁,黑色粉末,熔点为1369±1℃,相对密度为5.7,溶于酸,不溶于水和碱溶液。极不稳定,易被氧化成三氧化二铁;在空气中加热会迅速被氧化成四氧化三铁。在隔绝空气的条件下,由草酸亚铁加热来制取。主要用来制造玻璃色料。
氧化亚铁经常容易与铁锈混淆,但铁锈的主要成分为水合氧化铁。
2、用途
可以被用作色素,在化妆品和刺青墨水中都有应用.氧化亚铁也应用于瓷器制作中使釉呈绿色。但是这个物质不稳定,很容易被氧化成四氧化三铁。
二、二氧化铁FeO2
二氧化铁为水溶性酸性氧化物,可与水、碱反应。为深绿色黏稠的油状液体。沸点为170℃,熔点-25℃。有焦糊气味。与水互溶,水溶液呈酸性。
三、三氧化铁FeO3
三氧化铁中铁呈+6价,可溶于水,水溶液呈酸性。其与水反应生成高铁酸。三氧化铁是高铁酸(H2FeO4)的酸酐,有极强的氧化性,高铁酸是强酸,但溶于水中会迅速水解。6价铁虽然有强氧化性,三氧化铁是红褐色的。
四、三氧化二铁Fe2O3
1、性质
三氧化二铁是棕红(红)色或黑色粉末,俗称铁红,熔点为1565℃,相对密度为5.24。在自然界以赤铁矿形式存在,具有两性,与酸作用生成Fe(Ⅲ)盐,与强碱作用得[Fe(OH)6]3-。在强碱介质中有一定的还原性,可被强氧化剂所氧化。三氧化二铁不溶于水,也不与水起作用。灼烧硫酸亚铁、草酸铁、氧化铁都可制得,它也可通过在空气中煅烧硫铁矿来制取。
2、用途
用于油漆、橡胶、塑料、建筑等的着色,是无机颜料,在涂料工业中用作防锈颜料。用作橡胶、人造大理石、地面水磨石的着色剂,塑料、石棉、人造革、皮革揩光浆等的着色剂和填充剂,精密仪器、光学玻璃的抛光剂及制造磁性材料铁氧体元件的原料等。
五、四氧化三铁Fe3O4
1、性质
四氧化三铁为黑色晶体,加热至熔点(1594±5℃)同时分解,相对密度为5.18,具有很好的磁性,故又称为磁性氧化铁、磁铁、吸铁石。它是天然产磁铁矿的主要成分,潮湿状态下在空气中容易氧化成三氧化二铁。此物质溶于酸溶液,不溶于水、碱溶液及乙醇、乙醚等有机溶剂。
天然的四氧化三铁不溶于酸溶液,潮湿状态下在空气中容易氧化成三氧化二铁。
2、用途
四氧化三铁作为常用的磁性材料。
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。
四氧化三铁是生产铁触媒(一种催化剂)的主要原料。
它的硬度很大,可以作磨料。已广泛应用于汽车制动领域,如:刹车片、刹车蹄等。
四氧化三铁在国内焊接材料领域已得到认可,用于电焊条、焊丝的生产尚属起步阶段,市场前景十分广阔。
四氧化三铁因其比重大,磁性强的特点,在污水处理方面表现出了良好的性能。
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”。
制作特殊电极。
【注1】:
高温下三氧化二铁高温下分解为氧气和四氧化三铁
四氧化三铁较低温度下被氧气氧化成三氧化二铁
四氧化三铁最稳定,是指加热下不易分解。
【注2】:
铁丝在纯氧中燃烧或在高温下与空气中氧气反应生成都是Fe3O4。
3Fe + 2O2Fe3O4
3、结构
低于150℃时块状的铁在干燥空气中并不发生反应,加热至500℃则反应形成Fe3O4,若温度再高,还可以形成Fe2O3,但在更高的温度下(约1400℃以上)加热时,Fe2O3又能转变为Fe3O4。Fe3O4不是FeO与Fe2O3的混合氧化物,现经X射线研究证明Fe3O4是一种铁(Ⅲ)酸盐,即FeⅡFeⅢ[FeⅢO4]。
(磁性四氧化三铁)
4、什么情况下,才能生成氧化亚铁呢?
在高于575℃和氧气压强很低的情况下,铁才与氧气生成FeO。
另外在炼钢炉里,熔融的铁水中通入氧气,则铁与氧气反应生成的也是FeO而不是Fe3O4。因为铁水表面O2始终处于过量状态,所以能把铁氧化成较高价态的Fe3O4,而反应生成的Fe3O4立即被内部过量的铁水还原成为FeO。
2Fe(过量) + O22FeO(总反应)
3Fe + 2O2Fe3O4
Fe3O4+Fe(熔融)4FeO
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