四氧化三铁到底能不能溶解在酸中？.doc

四氧化三铁能溶解在酸中吗绍兴一中分校吴文中【基本信息】1化学式：Fe3O42化学键：Fe3O4是由3个铁原子与4个氧原子,通过离子键而组成的复杂离子晶体。3名称：四氧化三铁，磁性氧化铁4结构特点：在Fe3O4中的Fe具有不同的氧化态，过去曾认为它是FeO和Fe2O3的混合物，但经X射线研究证明，Fe3O4 是一种反式尖晶石结构，可写成FeIII(FeIIFe III)O4 。晶体结构为六方晶系的永久磁石（硬磁体）和具有化学组成为MIIFe2O3 的尖晶石结构5.高中阶段涉及到四氧化三铁的一些反应四氧化三铁和盐酸：Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O四氧化三铁和硝酸：3Fe3O4+28HNO3=9Fe(NO3)3+NO+14H2O四氧化三铁和氢碘酸：Fe3O4+8HI=3FeI2+4H2O+I2铝热反应：8Al+3Fe3O4=9Fe+4Al2O3铁和水蒸气：3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2铁和氧气：3Fe+2O2=Fe3O4氧化亚铁和氧气：3FeO +O2 =2Fe3O4铁钝化：钝化成氧化产物FexOy，主要可能是Fe3O4“发蓝”处理：3FeNaNO25NaOH=3Na2FeO2NH3H2O8Fe3NaNO35NaOH2H2O4Na2Fe2O43NH3（不一定用硝酸钠作氧化剂）Na2FeO2Na2Fe2O4=2H2O+Fe3O44NaOH其他【问题的提出】1. 溶解磁性氧化铁为什么要用以下方法：在实验室中常用磁铁矿（Fe3O4 ）作为制取铁盐的原料。为处理这样的不溶性氧化物，往往采用酸性熔融法，即以K2S2O7（或KHSO4）作为溶剂，熔融时分解放出SO3。2KHSO4 =K2S2O7 + H2O K2S2O7 =K2SO4 + SO3生成的SO3能与不溶性氧化物化合，生成可溶性的硫酸盐。4Fe3O4 + 18SO3 + O2 = 6Fe2(SO4)3冷却后的溶块，溶于热水中，必要时加些盐酸或硫酸，以抑制铁盐水解。2.许多资料表明，天然的四氧化三铁不能溶解在酸中。3.“四氧化三铁：铁丝在氧气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；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。四氧化三铁呈黑色或灰蓝色，密度5.18g/cm3，熔点1594，硬度很大，具有磁性，又叫磁性氧化铁。四氧化三铁不溶于水和碱溶液，也不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，但能溶于盐酸。天然的Fe3O4不溶于盐酸。四氧化三铁是一种铁酸盐，即FeIIFeIIIFeIIIO4。在Fe3O4里，铁显两种价态，一个铁原子显+2价，两个铁原显+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FeOFe2O3，而不能说是FeO与Fe2O3组成的混合物。4.为什么铁被钝化以后不能被浓盐酸或者浓硝酸溶解？除因为浓硫酸酸性弱以外的解释，其他的解释都不给力。因为浓硝酸的酸性还是比较强的！结论就是：四氧化三铁实际上可能很难和盐酸或者硝酸反应，氢碘酸也很难和四氧化三铁反应。【实验】设计如下实验用铁丝在纯氧中燃烧的实验来制备Fe3O4 ，然后用不同浓度的盐酸来设计反应，先在盐酸中滴入无色的KSCN溶液两滴,放入Fe3O4 样品,放置3天,每天观察8次，做好记录。浓盐酸（35%-37%）中有极少量的Fe3O4 发生反应，用SCN来检测到溶液变为红色可验证Fe3+确实存在，但反应缓慢，与“易溶”有着很大的差距。在6mol/L及更稀的盐酸中Fe3O4 不反应，无任何现象，用SCN-来检测溶液不变红色。用磁石做同样的对比实验，用不同浓度的盐酸来设计反应，浓盐酸（35%37%）中有极少量的磁石发生反应，用SCN来检测到溶液变为红色可验证Fe3+确实存在，但反应缓慢，与实验现象差不多。由于实验会受各种因素的影响，可以不断的进行实验，以望得到真正原理。综上所述，说明了对Fe3O4性质，尤其是与酸的反应原理目前大家对该问题还有争议，所以把一个有争议的、观点不统一的知识点来命题，觉得值得商榷。初步结论：四氧化三铁很难和酸反应。【结束语】费尔巴赫曾大声喊: 磁铁有灵魂吗！是的,不论是恒星或双星的运动, 还是分子化学键、光量子、基本粒子的运动, 或是二氧化硅和四氧化三铁的结晶过程, 量子化的旋涡运动是物质世界的普遍规律, 在小小的四氧化三铁的单晶面上甚至