四氧化三铁的化合价
四氧化三铁,化学式Fe3O4,俗称氧化铁黑、吸铁石、黑氧化铁,四氧化三铁是中学阶段所提及的唯一可以被磁化的铁化合物。对于这个特殊的物质,在考试中也占有重要的地位,其涉及到的知识点也有很多。
四氧化三铁的化合价
在Fe₃O₄里,铁显两种价态,一个铁原子显+2价,两个铁原子显+3价,所以说四氧化三铁可看成是由FeO与Fe₂O₃组成的化合物,可表示为FeO·Fe₂O₃,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。
四氧化三铁化学式
四氧化三铁是M3O4型氧化物的一种,它具有反式尖晶石体结构。因为四氧化三铁的单位晶胞中,氧离子个数:铁离子个数=32:24,化为简单整数比为4:3。为了表明氧和铁离子的个数比,所以把它的化学式写为Fe3O4;为了表明其晶体结构和铁的价态,还有以下几种常见的书写形式:
①FeO·Fe2O3
为了表明Fe3O4中铁的不同价态的离子个数和氧离子个数比,而常写成FeO·Fe2O3。这种写法易把Fe3O4误以为是FeO与Fe2O3的分子间的化合物。从Fe3O4的晶体结构看,并没有FeO及Fe2O3这样的分子,因此它不可能是分子间化合物。
②Fe2FeO4
为表明铁的价态,有时写成Fe2FeO4或写成Fe3+Fe2+(Fe3+O4)即(FeFe)Fe3+O4。但这种写法易把Fe3O4误认为是正二价、正三价铁的铁酸盐,从Fe3O4的晶体结构看,并没有铁酸根离子(Fe3+O4)5-存在。
③Fe3+(Fe2+Fe3+O4)
因为Fe3O4是反式尖晶石结构,为B(ABO4)形化合物,故可写成Fe3+(Fe2+Fe3+O4)。它可以反映Fe3O4的晶体结构,也表明了铁的价态。
四氧化三铁的性质
(1)色态:具有磁性的黑色晶体
(2)别名:磁性氧化铁、氧化铁黑、磁铁、磁石、吸铁石、偏铁酸亚铁
(3)矿物:磁铁矿
(4)溶解性:不溶于水,与酸反应生成+2、+3铁盐
(5)稳定性:稳定
(6)还原性:在高温下,易氧化成三氧化二铁。
(7)氧化性:在高温下可与还原剂H2、CO、Al、C等反应。
3Fe3O4+8Al=4Al2O3+9Fe
Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2
Fe3O4+4H2=3Fe+4H2O
四氧化三铁和三氧化二铁的区别
一、化学元素的比例和氧原子的数量有区别
1.三氧化二铁(Fe2O3):
元素比例:由两个铁原子和三个氧原子组成。
氧原子数量:三氧化二铁含有三个氧原子。
2.四氧化三铁(Fe3O4):
元素比例:由三个铁原子和四个氧原子组成。
氧原子数量:四氧化三铁含有四个氧原子。
二、结构和物理特性上有区别
结构:三氧化二铁是一种六角晶系的红色固体,四氧化三铁是一种立方晶系的黑色固体。
磁性:三氧化二铁通常是反磁性的,而四氧化三铁是铁磁性的,表现出磁性行为。
导电性:四氧化三铁具有较好的导电性,可以用作电磁材料。