铁还原氧化铁的产物是氧化亚铁还是四氧化三铁
氧化铁生成四氧化三铁
氧化铁生成四氧化三铁氧化铁是一种常见的金属氧化物，由铁和氧元素组成。
它具有多种不同的晶体结构和化学性质。
其中，四氧化三铁是一种特殊的氧化铁，具有重要的应用价值和科学意义。
四氧化三铁（Fe3O4），又称磁铁矿，是一种黑色晶体，化学式为Fe3O4。
它的结构由正反两种离子构成，其中反位离子是氧离子(O2-)，正位离子则是两种价态的铁离子(Fe2+和Fe3+)。
正位离子和反位离子的排列方式决定了磁铁矿的磁性和其他性质。
磁铁矿的生成与氧化铁的氧化还原反应有关。
一般情况下，氧化铁可通过加热金属铁与氧气反应得到。
在高温下，金属铁与氧气发生反应生成二氧化铁（Fe2O3），即常见的红锈。
然而，当反应在适当的条件下进行时，还可以生成四氧化三铁。
具体而言，氧化铁生成四氧化三铁的反应条件包括温度、气氛和反应时间等。
在实验室中，常常通过控制这些条件来合成四氧化三铁。
在一般情况下，需要将氧化铁样品置于高温炉中，在氮气气氛下进行热处理。
此时，氧化铁样品会发生还原反应，生成四氧化三铁。
四氧化三铁具有许多重要的物理和化学性质。
首先，它是一种磁性材料，具有较强的磁性。
这使得四氧化三铁广泛应用于磁性材料、磁记录和磁学研究等领域。
其次，四氧化三铁还具有良好的导电性和催化性能，可用于电子器件、电化学催化和能源转换等方面。
此外，四氧化三铁还具有生物医学应用的潜力，如磁性造影、药物传输和疾病治疗等。
除了实验室合成，四氧化三铁在自然界中也存在。
它是一种常见的矿物，广泛分布于地壳中。
在地质过程中，铁矿石中的氧化铁可以通过高温和压力的作用转化为四氧化三铁。
这也是为什么磁铁矿在地质学中具有重要意义的原因之一。
以氧化铁生成四氧化三铁是一个有趣且具有重要应用价值的化学反应。
通过控制反应条件，可以合成出具有特殊性质的磁铁矿材料。
四氧化三铁在磁性材料、电子器件、催化和生物医学等领域具有广泛的应用前景。
通过对其结构和性质的研究，我们可以更好地理解和利用这种特殊的氧化铁。
co还原氧化铁生成四氧化三铁
co还原氧化铁生成四氧化三铁氧化铁，即铁的氧化物，分为FeO、Fe2O3、Fe3O4等类型。
其中，Fe2O3是一种常见的氧化铁，也被称为氧化亚铁，外观呈深红色。
而四氧化三铁，也被称为二氧化铁，外观呈黑色。
氧化铁与co反应时，能够发生还原反应，生成四氧化三铁。
这个反应过程在实际应用中有着广泛的意义和应用价值。
下面将对这个反应过程进行全面细致的介绍。
首先，让我们看看这个反应的基本原理。
氧化铁是一种氧化剂，而co则是一种还原剂。
在反应中，co通过捕获氧原子与氧化铁中的氧原子结合，从而发生还原反应。
这个反应可以简单理解为氧化铁的"失氧"过程。
而生成的四氧化三铁，则是由四个氧原子与三个铁原子结合而成，具有黑色的外观。
在工业应用方面，这个反应有着重要的意义。
首先，四氧化三铁是一种重要的材料，广泛应用于许多领域。
例如，它被用作制造磁性材料，用于生产磁铁、电子元器件等。
此外，四氧化三铁还被用作颜料，用于染色和涂料领域。
它的黑色外观使得它成为优秀的着色剂。
除了工业应用外，该反应还具有环境保护的意义。
co是一种有毒气体，与空气中的氧结合形成一氧化碳，会对人体带来危害。
然而，通过与氧化铁反应生成四氧化三铁，能够将co有效地转化为无害的物质，并减少对环境和人体的伤害。
为了使这个反应更加高效，人们进行了大量研究和实践。
例如，在催化剂方面，加入适量的催化剂能够提高反应速率和效果。
此外，在反应条件的选择上，控制反应温度、压力以及反应物浓度等因素，也对反应的进行有着重要影响。
总结起来，co还原氧化铁生成四氧化三铁是一种重要且有意义的反应过程。
它不仅在工业上有广泛的应用，还具有环境保护的作用。
为了提高反应效果，人们需要在催化剂和反应条件的选择上进行深入研究。
正是这种不断努力和创新，使得这个反应在实际应用中发挥着重要的作用。
为什么一氧化碳还原氧化铁生成四氧化三铁是合理的
为什么一氧化碳还原氧化铁生成四氧化三铁是合理的一氧化碳（CO）还原氧化铁（Fe2O3）生成四氧化三铁（Fe3O4）是一种常见的反应，这种反应之所以被认为是合理的，是因为涉及到了能量的转化和反应物的结构变化。
首先，让我们来看看CO和氧化铁之间的反应过程。
一氧化碳是一种强还原剂，而氧化铁是一种氧化剂。
在反应中，CO被氧化铁中的铁离子所接受，从而形成二价铁离子（Fe2+）。
接着，二价铁离子与氧化铁中的三价铁离子（Fe3+）结合，形成Fe3O4。
在这个过程中，CO提供了电子给铁离子，将其从三价态还原为二价态，从而使反应进一步进行下去。
换句话说，CO的还原性能使得氧化铁的结构发生了变化。
在Fe2O3中，铁离子呈三价，而在Fe3O4中，铁离子则同时呈现二价和三价。
这种结构的变化，使得氧化铁的晶格发生了重构，形成具有特殊磁性性质的四氧化三铁。
除了还原性，CO的气体特性也在这个反应中发挥了关键作用。
CO是一种无色无味的气体，非常容易扩散和相互反应。
这使得CO能够迅速混合并与氧化铁粒子接触，促进反应的进行。
此外，CO还具有高度的稳定性，即使在高温条件下仍能保持其分子结构的完整性。
这也为CO与氧化铁反应提供了均匀且持久的反应条件。
另一个合理之处是这个反应的热力学因素。
一氧化碳和氧化铁之间的反应是一个放热反应，即反应过程会释放出热能。
这是因为CO的氧化还原反应是一个高度放热的反应，而氧化铁是一个高能量的氧化物。
当CO与氧化铁反应时，反应放出的能量可以被周围环境吸收，提供所需的反应热量，从而推动反应的进行。
最后，CO还原氧化铁生成四氧化三铁的反应是一种可逆反应。
这意味着如果反应条件发生改变，反应方向也会发生变化。
例如，在高温下，Fe3O4可以被还原为Fe2O3和CO，反向反应发生。
这种可逆性使得CO还原氧化铁的反应具有一定的适应性和灵活性，可以根据具体情况进行调整和改变。
综上所述，CO还原氧化铁生成四氧化三铁是合理的，这个反应涉及到了能量的转化和反应物的结构变化。
氧化铁分解为四氧化三铁
氧化铁分解为四氧化三铁四氧化三铁是一种由氧化铁分解而来的化合物。
氧化铁是一种常见的无机化合物，由铁和氧元素组成。
它的化学式为Fe2O3，是一种红色的粉末状物质。
在适当的条件下，氧化铁可以分解为四氧化三铁，化学式为Fe3O4。
本文将介绍氧化铁分解为四氧化三铁的过程，以及这种化合物的一些特性。
让我们来了解一下氧化铁的性质。
氧化铁是一种具有强烈颜色的化合物，它可以呈现出红色、棕色或黑色。
这取决于其晶体结构和颗粒大小。
氧化铁在自然界中广泛存在，如赤铁矿、磁铁矿和褐铁矿等矿石中。
它还可以通过加热铁或铁酸盐等化合物来制备。
当氧化铁受到适当的条件刺激时，它可以分解为四氧化三铁。
这个过程被称为热分解，需要提供足够的能量来打破氧化铁分子中的化学键。
当氧化铁加热时，其晶体结构发生变化，从而形成四氧化三铁。
这个过程可以用化学方程式表示为：2Fe2O3 -> Fe3O4 + O2在这个方程式中，左边的2个氧化铁分子分解成了一个四氧化三铁分子和一个氧气分子。
这个反应是一个放热反应，释放出大量的能量。
四氧化三铁是一种黑色的固体，具有磁性。
它具有良好的导电性和热导性，可以用作电磁材料和催化剂。
四氧化三铁还具有高比表面积和吸附能力，因此可以用于吸附有害物质和处理废水。
除了热分解外，氧化铁还可以通过其他方法制备四氧化三铁。
例如，可以通过还原氧化铁来得到四氧化三铁。
还原剂可以是氢气、碳或其他物质。
在还原过程中，氧化铁中的氧被去除，从而形成四氧化三铁。
总结一下，氧化铁可以分解为四氧化三铁，这是一个热分解反应。
四氧化三铁是一种黑色的固体，具有磁性和导电性。
它可以通过热分解或还原氧化铁制备。
四氧化三铁具有许多重要的应用，如电磁材料和催化剂。
这种化合物在科学研究和工业生产中都有广泛的应用。
希望本文能够帮助读者更好地了解氧化铁分解为四氧化三铁的过程和特性。
co还原氧化铁生成黑色固体可能是四氧化三铁
还原氧化铁生成黑色固体可能是四氧化三铁1. 氧化铁的还原反应氧化铁是一种常见的化合物，通常呈现红色或棕色。
在化学反应中，氧化铁可以发生还原反应，生成黑色固体化合物。
在此过程中，可能生成的化合物是四氧化三铁。
2. 四氧化三铁的性质四氧化三铁，化学式Fe3O4，是一种重要的氧化铁化合物。
它呈现黑色，常见的矿物形式为自然磁铁矿。
此化合物具有磁性，在工业和科学研究中具有重要应用。
3. 还原氧化铁的实验方法要观察氧化铁发生还原反应生成四氧化三铁的过程，可以进行实验。
进行氧化铁的还原反应，通常可以使用还原剂如氢气或碳。
在实验中，还原氧化铁并观察生成的产物的颜色和性质。
4. 四氧化三铁的有用性生成的四氧化三铁在研究和工业中具有重要的应用。
由于其磁性和稳定性，可以用于制备磁性材料、储能设备和其他领域。
5.四氧化三铁的特性及稳定性四氧化三铁是一种非常稳定的化合物, 可以在高温高压环境下形成。
四氧化三铁同时也具有磁性, 具有良好的导磁性能，可以制成各种磁性材料。
6. 四氧化三铁的应用领域在工业生产中, 四氧化三铁可以作磁铁矿炼铁的重要矿石。
而在科技领域, 四氧化三铁可以制造磁存储材料、减震材料、生物医学材料等。
7. 四氧化三铁的制备方法在实验室中，可以通过将氧化铁加热到高温进行还原反应来制备四氧化三铁, 并在恰当的环境中冷却，即可得到固态的四氧化三铁。
8. 结论在还原氧化铁生成黑色固体的过程中，可能生成的化合物是四氧化三铁。
四氧化三铁具有重要的应用价值，对于工业和科研领域具有重要的意义。
通过实验方法可以观察到化合物的生成及其性质，进一步了解还原反应的过程。
由于还原氧化铁生成四氧化三铁涉及的化学反应和性质复杂多样，需要对其进行更深入的扩展和探讨。
9. 实验设计在实验室中，可以设计一系列实验步骤来观察氧化铁的反应过程并生成四氧化三铁。
选择合适的氧化铁作为起始物质，一般可以使用氧化铁粉末或氧化铁矿石。
采取合适的还原剂，例如氢气或碳粉，并对他们进行控制变量的实验设计。
氧化铁生成四氧化三铁
氧化铁生成四氧化三铁四氧化三铁是一种重要的无机化合物，由三个铁原子和四个氧原子组成。
它具有黑色晶体的外观，是一种常见的铁氧化物。
在自然界中，氧化铁可以通过氧化反应得到四氧化三铁。
本文将详细介绍氧化铁生成四氧化三铁的过程。
我们需要了解氧化铁的性质和结构。
氧化铁是一种由铁和氧元素组成的化合物，通常以Fe2O3的化学式表示。
它是一种重要的矿石，广泛存在于地壳中。
氧化铁具有红色或棕色的外观，是一种常见的氧化物。
它具有高度稳定的结构，难以被其他物质还原。
氧化铁可以通过氧化反应转化为四氧化三铁。
在常温下，氧化铁与氧气反应生成四氧化三铁的速度较慢，需要一定的条件和催化剂。
其中一个常见的方法是通过高温煅烧的方式进行氧化反应。
在高温条件下，氧化铁的分子结构发生变化，铁原子与氧原子重新排列形成四氧化三铁的结构。
氧化铁还可以通过化学反应生成四氧化三铁。
例如，可以将氧化铁与氯气反应，生成四氧化三铁和氯化铁。
这个反应可以在实验室中进行，通过控制反应条件和反应物的比例，可以得到高纯度的四氧化三铁。
四氧化三铁具有重要的应用价值。
它是一种重要的磁性材料，具有良好的磁性和导电性能。
因此，它被广泛应用于电子器件、磁性材料和催化剂等领域。
此外，四氧化三铁还具有良好的光学性能，可用于红外吸收和光子学等领域。
氧化铁可以通过氧化反应生成四氧化三铁。
通过高温煅烧或化学反应，氧化铁的结构发生变化，形成四氧化三铁的结构。
四氧化三铁具有重要的应用价值，广泛应用于磁性材料、电子器件和光学材料等领域。
相信随着科学技术的发展，对四氧化三铁的研究和应用将会得到进一步的拓展和深化。
氧化铁反应方程式归纳总结
氧化铁反应方程式归纳总结氧化铁是一类广泛存在于自然界中的无机化合物，它们在化学反应中起着重要的作用。
本文将对氧化铁的反应方程式进行归纳总结，以便更好地了解氧化铁的性质和应用。
一、氧化铁的生成反应1. 铁与氧气反应生成三氧化二铁：2Fe + 3O2 → 2Fe2O32. 铁与空气中的湿氧反应生成氢氧化亚铁：4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe(OH)33. 铁与硫的反应生成氧化铁和二硫化铁：4Fe + 3S → Fe3O4 + FeS24. 铁与碳酸氢盐的热分解反应生成氧化亚铁：2FeCO3 → Fe2O3 + 2CO2↑ + CO↑二、氧化铁的还原反应1. 三氧化二铁被还原为氧化亚铁：Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2↑2. 三氧化二铁被还原为金属铁：Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O3. 氢氧化亚铁被还原为金属铁：4Fe(OH)3 + 2NH4Cl → 2Fe2O3 + 4NH3↑ + 6H2O + Cl2↑三、氧化铁的酸碱性反应1. 氧化亚铁与盐酸反应生成氯化铁和水：2FeO + 4HCl → 2FeCl2 + 2H2O2. 氧化亚铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和水：3FeO + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O3. 氧化三铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁和钠盐：Fe3O4 + 8NaOH → Fe(OH)3 +8NaNO2 + 2H2O四、氧化铁的电化学反应1. 氧化铁的阴极反应：Fe3O4 + 8H+ + 8e^- → 3Fe2+ + 4H2O2. 氧化铁的阳极反应：2O2 + 8H2O + 8e^- → 16OH^-以上是氧化铁常见的反应方程式的归纳总结。
通过学习和理解这些反应，我们能更好地应用氧化铁，从而在环境保护、材料制备等领域中发挥其重要作用。
希望本文能对读者有所帮助，对于深入学习和研究氧化铁具有一定的指导作用。
（以上内容仅为示例，具体内容可以根据实际情况进行修改和补充）。
co还原氧化铁生成四氧化三铁
CO还原氧化铁生成四氧化三铁一、引言氧化铁（Fe2O3）是一种常见的金属氧化物，具有广泛的应用领域。
在一些特定的条件下，氧化铁可以通过CO还原反应生成四氧化三铁（Fe3O4）。
本文将深入探讨CO还原氧化铁生成四氧化三铁的反应机制、影响因素以及实际应用等方面的知识。
二、CO还原氧化铁的反应机制CO还原氧化铁生成四氧化三铁的反应主要包括两个步骤：氧化铁的还原和四氧化三铁的生成。
2.1 氧化铁的还原氧化铁的还原是指将氧化铁中的铁离子从高价态还原为低价态，其中的反应方程式为：Fe2O3 + 3 CO -> 2 Fe + 3 CO2在这个反应中，CO通过与氧化铁中的氧原子结合，将其还原为Fe3+离子和CO2。
2.2 四氧化三铁的生成在氧化铁被还原后，进一步生成四氧化三铁的反应方程式为：4 Fe + 3 O2 -> 2 Fe3O4这个反应中，铁离子与氧气结合形成四氧化三铁。
三、CO还原氧化铁的影响因素CO还原氧化铁生成四氧化三铁的反应速率和产率受到多种因素的影响。
3.1 温度反应温度是影响CO还原反应的重要因素。
在适宜的温度范围内，反应速率会随温度的升高而增加。
过高或过低的温度都会降低反应速率。
3.2 CO浓度CO浓度的增加会提高CO与氧化铁的反应速率，从而促进四氧化三铁的生成。
但是当CO浓度过高时，反应速率会达到饱和，不再增加。
3.3 氧化铁的结构和晶体形貌氧化铁的结构和晶体形貌对反应速率和产率也有一定的影响。
较小的颗粒和较大的比表面积有利于反应的进行。
3.4 反应时间反应时间过长或过短都可能对CO还原反应的产率产生负面影响。
合适的反应时间可以保证反应充分进行，提高产率。
四、CO还原氧化铁的实际应用CO还原氧化铁生成四氧化三铁反应在实际应用中具有广泛的应用。
4.1 催化剂四氧化三铁作为一种重要的磁性材料，在催化剂领域有着广泛的应用。
CO还原氧化铁生成四氧化三铁反应可以作为一种制备纳米级四氧化三铁催化剂的方法。
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·ｍ ·ｍ ９ ３ｋ Ｊ ｏ ｌ ·Ｋ ＝－４ ２ ． ２ ８ｋ Ｊ ｏ ｌ ０ ． ０ １ ６
－１ －１
由上述计算结果可以看出 ， 作为相同反应物在 相同环境下的 ２ 种反应趋势 ， 反应 ① 的自由能变略 小于 ０， 且 产 物 极 不 稳 定 ， 因 此 它 将 很 难 自 发 发 生 ； 反 应 ② 的 自 由 能 变 小 于 －４ ０ｋ Ｊ· ｍ ｏ ｌ （ ·ｍ Ｇｍ ＜ －４ ０ｋ Ｊ ｏ ｌ 时， 反 应 的 平 衡 常 数 Ｋ Δ
１ 问题的提出
有中学化学教师通过实验证明 “ 铁和氧化铁反 应的产物是氧化亚 铁 ” 。 笔 者 对 铁 还 原 氧 化 铁 的
［ １］
３ 铁还原氧化铁生成四氧化三铁
３ ． １ 理论探讨 在铁的 ３ 种 氧 化 物 中 ， 氧 化 铁 的 氧 化 性 最 强 ， 因此铁应该能够还原氧化铁 ， 那么还原产物是氧化 亚铁还是四氧化三铁呢 ？ 笔者先从理论上来探讨 。
－１ －１ ·ｍ ·Ｋ－１ ＝－１ ·ｍ ３ｋ Ｊ ｏ ｌ ０ ． ９ ４ｋ Ｊ ｏ ｌ ０ ． ０ １ ４ ９ 假设进行的是反应 ② ：
△ １ ４ Ｆ ｅ ＋ Ｆ ｅ ｅ Ｆ ２Ｏ ３ ３Ｏ ４ ３ ３ 仍根据表 ２ 中的数据 ， 我们可以算出反应 ② 的 焓变是 ：
４（ ＝ ［ －１ １ １ ７－ －８ ２ ２ ． ２） －０］ ＝ ３ －１ ·ｍ － ２ ０ ． ７ ３ｋ Ｊ ｏ ｌ 同时算出反应 ② 的熵变是 ：
－１ －１ ］ｋ ·ｍ ·ｍ Ｊ ｏ ｌ ＝－２ ５ ０ ． ３ ６ ９ｋ Ｊ ｏ ｌ ０ 因为该反应的自由能变远 小 于 ０， 所 以 该 反 应
１ １ － １ ） ·ｍ ·Ｋ－１ Ｓ ＝ （ ５ ４ － × ２ ７ ． ２ － × ９ ０ Ｊ ｏ ｌ Δ ３ ３ － １ － １ ·ｍ ·Ｋ－１＝ ·ｍ ·Ｋ－１ ＝ １ ４ ． ９ ３ Ｊ ｏ ｌ ０ ． ０ １ ４ ９ ３ｋ Ｊ ｏ ｌ 再根据吉布斯 － 亥姆霍兹公式 ：Δ Ｇｍ ＝Δ Ｈｍ－
［ ５］ （ ， 为了避 于酸 ” 但笔者的实验却真的是溶解了 ）
再根 据 吉 布 斯 － 亥 姆 霍 兹 公 式 （ 温度仍取 ， 最后算出反应 ② 的自由能变是 ： １ ２ ７ ３ ． １ ５Ｋ）
Ｇｍ ＝ －２ ０ ． ７ ３ｋ Ｊ· ｍ ｏ ｌ －１ ２ ７ ３ ． １ ５ Ｋ× Δ
－１
（ ）取１ １ ５ ｍｍ×１ ５ ０ ｍｍ 的 硬 质 玻 璃 管 一 个 ，
图 １ 铁还原氧化ห้องสมุดไป่ตู้的实验装置
释 。 因此 ， “ 铁还原氧化铁生成四氧化三铁” 的结 论是可信的 。
参 考 文 献
［ ］ 戚万友 ． 中学化学教学参考 ，２ ） ：６ １ ０ １ ０，（ ４ ３ ［ ］ 许嘉璐主编 ． 中国中学教学百科全书 ： 化学卷 ． 沈阳 ： 沈阳 ２ 出版社 ，１ ９ ９ ０：２ ０ ４ ［ ］ 北 京 师 范 大 学 等． 无 机 化 学． 北 京： 高 等 教 育 出 版 社， ３ ２ ０ ０ ６：２ ３ ６－２ ３ ７，７ ７ ０ ［ ］ 中轻网 ． 轻工机械 ，２ ） ：８ ４ ０ ０ ３，（ ２ １ ［ ］ 周改英 ． 中学化学 ，２ ） ：１ ５ ０ １ ０，（ ７ ７－１ ８
［ ３］ ： 查得相关数据见表 ２
实验进行 了 进 一 步 探 究 ， 认 为 产 物 应 是 四 氧 化 三 铁 。 在此 ， 笔 者 提 出 自 己 的 观 点 与 各 位 同 行 商 榷。
２ 自然界中没有氧化亚铁
在铁的 ３ 种氧化物中 ， 四氧化三铁最稳定 ， 氧
２］ 。其 化亚铁 最 不 稳 定 ， 它 极 易 被 氧 化 成 氧 化 铁 ［
Ｈ Δ
２ ０ １ １ 年第 １ １ 期 化 学 教 育
·７ ３·
１ －１ ］ ·ｍ ·Ｋ－１ ＝ Ｓ ＝ ［ １ ４ ６ － × ２ ７ ． ２ － ９ ０ Ｊ ｏ ｌ Δ ３
－１ －１ ·ｍ ·Ｋ－１＝ ·ｍ ·Ｋ－１ １ ６ ． ９ ３Ｊ ｏ ｌ ０ ． ０ １ ６ ９ ３ｋ Ｊ ｏ ｌ
·７ ２·
化 学 教 育 ２ ０ １ １ 年第 １ １期
问题讨论与思考 铁还原氧化铁的产物是氧化亚铁还是四氧化三铁
马逸群
（ ） 江苏省徐州市第 １ ３ 中学 ２ ２ １ ０ ０ ２
摘要 从热力学和实验验证的角度探讨 “ 铁和氧化铁反应的产物是四氧化三铁 ， 而不是氧化 。 亚铁 ” 关键词 铁 氧化铁 氧化亚铁 四氧化三铁 热力学
透明盖内放上一小包氧化亚铁粉末 ， 一旦有人开启 盒盖 ， 空气就要进入包装盒内 ， 氧化亚铁很快由黑 变红 ， 这样就能及时发现 、 处理 。
Ｔ Ｓｍ ， 并取酒精喷灯火焰的温度为 １ ２ ７ ３ ． １ ５Ｋ， 最 Δ 后算出反应 ① 的自由能变是 ： －１ Ｇ ｍ ＝８ ． ０ ６ ７ｋ Ｊ· ｍ ｏ ｌ －１ ２ ７ ３ ． １ ５ Ｋ× Δ
－１） ·ｍ Ｇ ｍ／ （ ｋ Ｊ ｏ ｌ －７ ４ ２ ． ２ ３ ５ Δ ｆ
根据 表 １ 中 的 数 据 不 难 算 出 ， 反 应 ２ Ｆ ｅ Ｏ＋ １ Ｏ ｅ ２ ＝Ｆ ２Ｏ ３ 的自由能变为 ： ２ １ Ｇｍ ＝Δ Ｇｍ （ Ｆ ｅ Ｇｍ （ Ｆ ｅ Ｏ） － Δ Δ ｆ ２Ｏ ３ ） －２ ｆ ２ Ｇｍ （ Ｏ －７ ４ ２ ． ２ ３ ５－２× （ －２ ４ ５ ． ９ ３ ３） － Δ ｆ ２） ＝ ［
进行得很完全 。 这也是自然界中没有氧化亚铁的根 本原因 。 退一步 说 ， 即 使 在 实 验 中 真 的 生 成 了 氧 化 亚 铁 ， 那么黑色粉末一倒出来 ， 遇到了空气 ， 氧化亚 铁也不可能稳定存在 。 在日本 ， 氧化亚 铁 的 不 稳 定 性 早 在 ２ ０ ０ ２年就
４］ ： 在食品密封包装盒的 已用于食品防伪防盗包装 ［
免争议 ， 笔者又用硫酸铜溶液去检验黑色粉末的成 分 。 取少量反应所得黑色粉末装入试管 ， 滴加足量 的浓硫酸铜 溶 液 ， 很 快 出 现 红 色 固 体 （ 铁置换出 ， 搅拌 、 静置一段时间后 ， 黑色粉末仍然存在 ， 铜） 说明黑色粉末中含有四氧化三铁 。 综上 ， 笔者的研究 ， 既有实验的检验 ， 也有理 论的支撑 ， 还有通俗易懂 、 符合化学原理的简单解
， 估计玻璃管里空气被排完了 ， 做保护气 ） 碳气体 （ ， 并开始加热药品 。 即可夹上弹簧夹 ａ ） 大约 ４ 分钟左右 ， 棕色粉末全部变黑 ； 再 （ ４ 玻璃管冷却时 ２ 根 夹上弹簧夹 ｂ， 然后停止加热 （ 橡皮管都会变瘪 ， 从而及时缓冲玻璃管内的压强变 ， 等到玻璃管冷却至室温 ， 倒出黑色粉末 。 化） （ ） 用磁铁去检验生成物 ， 发现黑色粉末完全 ５ 被吸引 ， 而且暴露在空气中也不变色 。 说明 ， 生成 。 物中没有氧化亚铁 （ 至少是看不到有氧化亚铁 ） ） 然后 ， 用稀盐 酸 （ （ 若 用 稀 硫 酸 反 应 很 慢） ６ 去检验生成物 。 将反应所得黑色粉末取适量装入试 管 ， 滴加足量的稀盐酸 （ ＡＲ 浓 盐 酸 配 制 ， 徐 州 市 ， 黑色粉 末 部 分 溶 解 ， 且 冒 气 泡 ， 说 明 试剂总厂 ） 。再微热上述溶 因为铁过量） 黑色粉末中含有 铁 （ ， 黑 色 粉 末 全 部 溶 解， 液 （ 或自然 放 置 几 个 小 时 ） 得到一种黄绿色溶液 （ 介于亚铁盐 、 铁盐溶液颜色 ， 说明黑色粉末中含有四氧化三铁 。 之间 ） （ ） 考虑到有的文献中认为 “ 四氧化三铁不溶 ７
表１ 物质 （ 状态 ）
／（ ·ｍ Ｓｍ Ｊ ｏ ｌ
－ １·
Ｋ
－ １）
１ 假设 进 行 的 是 反 应 ① ： １Ｆ ｅ＋ Ｆ ｅ ２Ｏ ３ ３ ３
△ ） Ｏ ｇ ２（ ０
） Ｆ ｅ ｓ ２Ｏ ３（
） Ｆ ｅ Ｏ（ ｓ －２ ４ ５ ． ９ ３ ３
Ｆ ｅ Ｏ 由表 ２ 中的数据 ， 不难算出反应 ① 的焓变是 ： １ （ －１ ）－ ］ｋ ·ｍ Ｈ ＝ ［ － ２ ６ ６ － － ８ ２ ２ ． ２ ０ Ｊ ｏ ｌ Δ ３ －１ ·ｍ ＝ ８ ． ０ ６ ７ｋ Ｊ ｏ ｌ 也容易算出反应 ① 的熵变是 ：
－１ －１
－１
， 且四氧化三铁很稳定 ， 很大 ， 反应进行得很完全 ） 因此它容易自发进行 。 可见 ， 铁还原氧化铁时很难生成氧化亚铁 ， 容 易生成四氧化三铁 。 ３ ． ２ 实验验证 笔者利用实验 （ 装置见图 １） 去 探 究 反 应 的 产 物。
，夹上弹簧夹ａ ， 按图连接好仪器 （ 暂不 装 入 药 品 ） 松开弹 簧 夹 ｂ， 微 热 玻 璃 管 ， 若 导 管 口 有 气 泡 冒 出 ， 则装置不漏气 。 （ ） 称 取 １ｇ 还 原 铁 粉 （ ２ ＡＲ， 天 津 市 巨 星 圣 源化学试剂有限公司 ，２ ０ ０ ７ 年生产 ） 和５ｇ 氧化铁 粉末 （ ＡＲ， 天 津 市 福 晨 化 学 试 剂 厂 ，２ ０ ０ ５年生 ， 将其混 合 均 匀 ； 拔 掉 玻 璃 管 一 端 的 橡 皮 塞 ， 产） 将药品薄薄地平摊在玻璃管底部 。 ） 松开 ２ 个弹簧夹 ， 通入纯净干燥的二氧化 （ ３
表２ 物质 （ 状态 ）
－１） ·ｍ Ｈ ｍ／ （ ｋ Ｊ ｏ ｌ Δ ｆ
） （ ） Ｆ ｅ ｓ Ｆ ｅ ｓ ２Ｏ ３（ ０ ２ ７ ． ２ －８ ２ ２ ． ２ ９ ０
） Ｆ ｅ Ｏ（ ｓ －２ ６ ６ ５ ４
） Ｆ ｅ ｓ ３Ｏ ４（ －１ １ １ ７ １ ４ ６
实 ， 根据热力学定律也容易算出这个 反 应 （ ４ Ｆ ｅ Ｏ＋ Ｏ Ｆ ｅ ２ ＝２ ２Ｏ ３ ） 在常温即可自发进行 。 ［ ３］ ： 查得相关数据见表 １