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2C+Fe3O4=3Fe+2CO2
仍然利用化合价升降守恒,只不过需要用到一个小技巧:无需管四氧化三铁中的铁的具体情况(实际上有1个二价铁,2个三价铁),只需要知道这三个铁总共加起来为+8价(四个氧为-8,所以剩下的三个铁合起来+8),反应后降为0,总共降了8价,而一个C会升4价,因此需要俩C
碳还原四氧化三铁的化学方程式:4C+Fe3O4=高温=4CO↑+3Fe。
四氧化三铁
四氧化三铁是一种无机物,化学式为Fe3O4,为具有磁性的黑色晶体,故又称为磁性氧化铁。不可将其看作"偏铁酸亚铁"[Fe(FeO2)2],也不可以看作氧化亚铁(FeO)与氧化铁(Fe2O3)组成的混合物,但可以近似地看作是氧化亚铁与氧化铁组成的化合物(FeO·Fe2O3)。
此物质不溶于水、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氧化铁(Fe2O3)。通常用作颜料和抛光剂,也可用于制造录音磁带和电讯器材。
结构
铁元素的三种氧化物:氧化亚铁(FeO)、氧化铁(Fe2O3)、四氧化三铁(Fe3O4)。
四氧化三铁是中学阶段唯一可以被磁化的铁化合物。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,晶体中从来不存在偏铁酸根离子FeO22-。四氧化三铁,天然矿物类型为磁铁矿。
铁在四氧化三铁中有两种化合价,为反式尖晶石结构,氧做立方最密堆积。另外,四氧化三铁还是导体,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。
Fe3O4可以看成FeO·Fe2O3,这种写法较好说明了Fe3O4中含有Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)。
黑色的Fe3O4是铁的一种混合价态氧化物,熔点为1594℃,密度为5.18g/cm3,不溶于水,可溶于酸溶液,在自然界中以磁铁矿的形态出现,常温时具有强的亚磁铁性与颇高的导电率。
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