铁的氧化物分类介绍

铁的氧化物分类介绍

铁的氧化物是化学领域中一个重要的研究方向，它们在工业、材料科学以及日常生活中都有广泛的应用。本文将详细介绍五种主要的铁氧化物：氧化亚铁（FeO）、二氧化铁（FeO2）、三氧化铁（FeO3）、三氧化二铁（Fe2O3）和四氧化三铁（Fe3O4）。通过了解它们的性质和用途，我们可以更好地理解铁的氧化原理及其在防腐涂装保护方面的应用。

一、氧化亚铁（FeO）

1. 性质
   氧化亚铁又称一氧化铁，是一种黑色粉末，熔点为1369±1℃，相对密度为5.7。它溶于酸，但不溶于水和碱溶液。氧化亚铁极不稳定，容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，可以通过加热草酸亚铁来制取。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
   氧化亚铁可以被用作色素，在化妆品和刺青墨水中都有应用。此外，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。它是一种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
   三氧化二铁主要用于油漆、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。

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) ＋ O2
2FeO(总反应)
Fe3O4＋Fe(熔融)
4FeO

本文原文来自化学自习室