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磁铁矿粉化学特性与物理特性

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日期:2021-11-20 09:37:20文章来源:本站
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磁铁矿,是指氧化物类矿物磁铁矿的矿石。属等轴晶系。晶体呈八面体、十二面体。晶面有条纹。多为粒块状集合体。铁黑色,或具暗蓝靛色。条痕黑,半金属光泽。不透明。无解理。断口不平坦。硬度5.5~6.5。密度5.16~5.18g/cm3。具强磁性。性脆。无臭,无味。常产于岩浆岩、变质岩中。

物理特性:

黑色。条痕黑色。半金属至金属光泽。不透明。无解理,有时可见裂开,往往为含钛磁铁矿中呈显微状的钛铁晶石、钛磁铁矿的包裹体在{111}方向定向排列所致。性脆。硬度5.5~6。相对密度4.9~5.2。具强磁性,居里点(Tc)578℃。居里点是磁性矿物的一种热磁效应,为磁性或反磁性物质加热转变为顺磁性物质的临界温度值。

化学成分:

FeO31.03%,Fe2O368.96%。其中Fe的类质同像代替有Al、Ti、Cr、V等;替代Fe的有Mg、Mn、Zn、Ni、Co、Cu、Ge等。当Ti代替Fe时,伴随有Mg—Fe和V—Fe;Ti亦可以钛铁矿或钛铁晶石的细小包裹体呈定向连生形式存在,系由固溶体出溶而成。在>600℃时,形成磁铁矿FeFe2O4—Fe2TiO4完全固溶体,

四氧化三铁 化学式:Fe3O4(FeO·Fe2O3)

分子量:231.54

别名:磁性氧化铁、氧化铁黑、磁铁、磁石、吸铁石、偏铁酸亚铁

矿物:磁铁矿

一般性状:具有磁性的黑色晶体

密度:5.18g/cm^3

熔点:1867.5K(1594.5℃)

摩尔质量:231.533 g·mol?

1 四氧化三铁(纳米) 铁在四氧化三铁中有两种化合价,经研究证明了Fe3O4是一种铁(Ⅲ)酸盐,即FeⅡFeⅢ[FeⅢO4]。

黑色晶体,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),不溶于碱,也不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。

但是天然的Fe3O4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(III)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晶体。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,而不能说是FeO与Fe2O3组成的混合物,它属于纯净物。

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=6Fe2O3(条件是高温)

(2) 在高温下可与还原剂H2、CO、Al,C等反应。 3Fe3O4+8Al=4Al2O3+9Fe Fe3O4+4CO=高温=3Fe+4CO2 Fe3O4+4H2=高温=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)铁在空气中燃烧生成四氧化三铁 2O2+3Fe=Fe3O4(条件是点燃)

(5)水蒸汽和炽热的铁反应生成四氧化三铁 4H2O(g)+3Fe=加热=Fe3O4+4H2 (6)和酸反应 Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O

制取方法 铁丝在氧气中燃烧

1)铁丝在氧气中燃烧

2)细铁丝在空气中加热到500℃也会燃烧生成四氧化三铁:

3)铁在高温下与水蒸气反应:3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 4)通过FeCl2与FeCl3加氨水共沉淀制的

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”