氧化亚铁

✍ dations ◷ 2025-04-04 11:04:11 #氧化物,非整比化合物,二价铁化合物

氧化亚铁,是铁的氧化物之一。其外观呈蓝灰色粉末,化学式为FeO,由氧化态为II价的铁与氧共价结合。它的矿物形式为方铁矿(方铁矿)。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。氧化亚铁属于非整比化合物,其中铁和氧元素的比例会发生变化,范围从Fe0.84O到Fe0.95O。

FeO可以在隔绝空气条件下加热草酸亚铁制得。

F e C 2 O 4 Δ _ _   F e O   +   C O   +   C O 2 {\displaystyle Fe{{C}_{2}}{{O}_{4}}{\underline {\underline {\Delta }}}{\text{ }}FeO{\text{ }}+{\text{ }}CO\uparrow {\text{ }}+{\text{ }}C{{O}_{2}}\uparrow }

加热后的样品需要被冷却以防止歧化反应的发生。


整比的FeO可以通过加热Fe0.95O与金属铁,在770℃和36kbar压力条件下生成。


FeO也可以在900℃条件下通过氧化铁与一氧化碳反应(在还原焰中加热氧化铁)得到。

F e 2 O 3 +   C O   900 o C _ _   2   F e O   +   C O 2 {\displaystyle F{{e}_{2}}{{O}_{3}}+{\text{ }}CO{\text{ }}{\underline {\underline {{{900}^{\text{o}}}{\text{C}}}}}{\text{ }}2{\text{ }}FeO{\text{ }}+{\text{ }}C{{O}_{2}}}

FeO在低于575℃的条件下具有热不稳定性,可以歧化生成金属铁和Fe3O4

4   F e O  =  F e   +   F e 3 O 4 {\displaystyle 4{\text{ }}FeO{\text{ = }}Fe{\text{ }}+{\text{ }}F{{e}_{3}}{{O}_{4}}}

FeO可与一些元素单质反应,而被还原为铁单质:

S i +   2   F e O  =  S i O 2 +   2   F e {\displaystyle Si+{\text{ }}2{\text{ }}FeO{\text{ = }}Si{{O}_{2}}+{\text{ }}2{\text{ }}Fe}

M n +   F e O  =  M n O   +   F e {\displaystyle Mn+{\text{ }}FeO{\text{ = }}MnO{\text{ }}+{\text{ }}Fe}

2 P +   5   F e O  =  P 2 O 5 +   5   F e {\displaystyle 2P+{\text{ }}5{\text{ }}FeO{\text{ = }}{{P}_{2}}{{O}_{5}}+{\text{ }}5{\text{ }}Fe}

FeO可溶于盐酸或稀硫酸,并分别生成氯化亚铁和硫酸亚铁。

F e O   +   2 H C l  =  F e C l 2 +   H 2 O {\displaystyle FeO{\text{ }}+{\text{ }}2HCl{\text{ = }}FeC{{l}_{2}}+{\text{ }}{{H}_{2}}O}

F e O   +   H 2 S O 4 F e S O 4 +   H 2 O {\displaystyle FeO{\text{ }}+{\text{ }}{{H}_{2}}S{{O}_{4}}{\text{= }}FeS{{O}_{4}}+{\text{ }}{{H}_{2}}O}

氧化亚铁属于立方晶系(类似于氯化钠晶体结构),每个铁原子周围连接着6个氧原子形成八面体型配位,每个氧原子周围也以同样的情况连接着6个铁原子。出现非整比化合物的原因在于,由于二价铁很容易被氧化为三价铁,导致FeO中少量二价铁被替换为三价铁,占据晶格中的四面体空隙。

在低于200K时,氧化亚铁的晶体结构会发生微小变化,变为菱方,并且具有反铁磁性。

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。氧化亚铁也应用于瓷器制作中使釉呈绿色。

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