三氧化二铁用途
你好。氧化铁,别名三氧化二铁、烧褐铁矿、烧赭土、铁丹、铁红、红粉、威尼斯红(主要成分为氧化铁)等。化学式Fe2O3,溶于盐酸,为红棕色粉末。其红棕色粉末为一种低级颜料,工业上称氧化铁红,用于油漆、油墨、橡胶等工业中,可做催化剂,玻璃、宝石、金属的抛光剂,可用作炼铁原料。
中文别名:C.I.颜料红101透明铁线透明氧化铁红氧化铁高导磁率氧化铁三氧化二铁(药用)铁氧体用氧化铁氧化铁水合物氧化铁,棕红色α-相氧化铁铁红粉铁丹氧化铁红
英文名称:Iron(III) oxide
英文别名:C.I. 77491C.I. Pigment Red 101C.I. Pigment Red 101 and 102C.I. Pigment Red 102Ferric oxideIron (III) Oxide Anhydrousdiiron trioxideE 172Iron (III) oxide - calcinedIronoxide anhydrousIronoxideredbrownpowderIron oxide - precipitatedFerric oxide,medicinalFerric oxide for ferriteIron (III) oxide, redHematiteIRON OXIDE REDC.I.P. R.101Iron (III) oxidediferric oxygen(-2) anionoxo-(oxoferriooxy)ironIron Oxide
物化性质
CAS号:1309-37-11317-60-81332-37-2
EINECS号:215-168-2215-275-4215-570-8
分子量:159.6882
三氧化二铁是铁锈的主要成分。铁锈的主要成因是铁金属在杂质碳的存在下,与环境中的水分和氧气反应,铁金属便会生锈。用于油漆、油墨、橡胶等工业中,可做催化剂,玻璃、宝石、金属的抛光剂,可用作炼铁原料。氧化铁最大的应用是作为颜料来使用。按颜色分为氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑,氧化铁棕由氧化铁红、氧化铁黑(和氧化铁黄)混合而成;氧化铁橙是由氧化铁红和氧化铁黄混合而成;氧化铁绿是由蓝色的酞菁兰和氧化铁黄混合而成。[1]
稳定性:稳定,溶于盐酸、稀硫酸生成+3价铁盐。铁单质在置换反应中生成亚铁离子。
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H₂O Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
储运条件:存放于干燥处,勿使受潮,避免高温,并与酸碱物隔离。按上述保管条件,未拆包装的产品有效贮存期为三年。
溶解性:难溶于水,不与水反应。溶于酸,与酸反应。不与NaOH反应。
氧化性:高温下被CO、H₂、Al、C、Si等还原。
Fe2O3+2Al=点燃=2Fe+Al2O3
Fe2O3+3CO=高温=2Fe+3CO2
2Fe2O3+3C=高温=4Fe+3CO2↑
2Fe2O3+3Si=高温=4Fe+3SiO2
化学性质
⑴氧化铁与酸反应生成铁盐和水。
例:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
⑵铝热反应
铝与氧化铁混合后组成铝热剂,加热后生成氧化铝和铁。
化学式:2Al+Fe2O3=△=Al2O3+2Fe
⑶碳还原性
氧化铁可以与碳混合后加热,铁和二氧化碳提取出来。
化学式:3C+2Fe2O3=高温=3CO2+4Fe
高温下会分解成四氧化三铁和氧气
物理性质
性状:红棕色粉末
密度:5.24 g/cm³
熔点:1565℃(分解)
来源于维基百科
存在形式:矿物:赤铁矿、赭石
α型晶胞结构:
磁性:在自然状态下,氧化铁属于α型晶胞结构,并不具有磁性。但如果用四氧化三铁经过特殊处理后会形成γ型晶胞结构,具有磁性,但并不稳定,易变为α型。
3制法
制备方法有湿法和干法。湿法制品结晶细小、颗粒柔软、较易研磨,易于作颜料。干法制品结晶大、颗粒坚硬,适宜作磁性材料、抛光研磨材料。
湿法
FeSO₄+2NaOH→Fe(OH)₂+Na₂SO₄ 4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O→4Fe(OH)₃ 4FeSO₄+4H₂O+O₂→2Fe₂O₃↓+4H₂SO₄ Fe+H₂SO₄→FeSO₄+H₂↑ 将一定量的5%硫酸亚铁溶液迅速与过量氢氧化钠溶液反应(要求碱过量 0.04~0.08g/ml),在常温下通入空气,使之全部变为红棕色的氢氧化铁胶体溶液,作为沉积氧化铁的晶核。以上述晶核为载体,以硫酸亚铁为介质,通入空气,在75~85℃,在金属铁存在下,硫酸亚铁与空气中氧气作用生成三氧化二铁(即铁红)沉积在晶核上,溶液中的硫酸根又与金属铁作用重新生成硫酸亚铁,硫酸亚铁再被空气氧化成铁红继续沉积,这样循环至整个过程结束,生成红色氧化铁。
在空气中灼烧亚铁化合物或氢氧化铁等可得三氧化二铁。
4Fe3O4+O2高===温6Fe2O3
在潮湿的空气中,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜,这层水膜里含有少量的H+和OH-,还溶解了氧气,结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液,它跟钢铁里的铁和少量的碳(因钢铁不纯)恰好形成无数微小的原电池。在这些原电池里,铁是负极,碳是正极。铁失去电子而被氧化:
负极:2Fe_4e-=2Fe2+
正极:2H2O+O2+4e-=4OH-
电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。
在此之后继续反应:
Fe2+2OH-=Fe(OH)₂
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
2Fe(OH)3+nH2O=Fe2O3·nH2O+3H2O
在初中的化学里,可用盐酸(HCl)来除铁锈。
方程式为:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
干法
硝酸与铁屑反应生成硝酸亚铁,经冷却结晶、脱水干燥,经研磨后在600~700℃煅烧8~10h,在经水洗、干燥、粉碎制得氧化铁红产品。也可以氧化铁黄为原料,经600~700℃煅烧制得氧化铁红。4Fe(NO₃)→2Fe₂O₃+12NO2↑+3O2↑ Fe2O3·nH2O→Fe2O3+nH2O;先制得透明氧化铁黄(制法参见透明氧化铁黄),经煅烧脱水,制得透明氧化铁红。其2α-FeOOH==△==2α-FeSO3+H2O。
采用中和沉淀法。先制得氧化铁黑,再高温灼烧制得透明氧化铁线。将0.5mol/L浓度的FeCl3·6H2O溶液加热沸腾水解至红棕色胶粒出现为止(溶液1)。取与溶液1等体积的0.25mol/L的FeCl₂溶液(由金属铁与盐酸作用制得),用稀氨水调至白色沉淀不再消失为止(溶液2)。将溶液1和溶液2合并,搅拌,并加入适量的羟基羧酸络合剂和缓冲剂,维持恒温80℃。随反应的进行,不断有黑色Fe3O4生成。反应结束,将Fe3O4结晶转移至pH8、含有为Fe3O4质量比为10%~20%的油酸钠溶液中进行表面处理,搅拌悬浊液,恒温80℃,0.5h后将悬浊液用稀盐酸(1:3)调pH=6~6.5,将Fe3O4油酸吸附包覆物(黑色絮凝体)抽滤,热水搅洗数次,50~60℃真空烘干,制得疏松的粉体Fe3O4。将上述油酸包覆的Fe3O4慢速升温至550~600℃焙烧0.5h,得到均匀分散的透明铁红α-Fe2O3微粒子。
由天然黄铁矿制得。由硫酸亚铁或草酸铁经风化得硫酸铁,再经煅烧而得。由氢氧化铁脱水而得。制造硫酸、苯胺、氧化铝等过程中的副产物。由碳酸铁、硝酸铁等经强热而得。硫酸亚铁加热至650℃以上而得。
云母赤铁矿法:云母赤铁矿石精选后,经湿球磨机磨成精矿粉,脱水,烘干,冷却,粉碎至325目,过筛,制成云母氧化铁。
硫酸亚铁氧化法:将硫酸与铁屑反应制得硫酸亚铁,除砷及重金属,经氧化而得。流程参见氧化铁黄。
制备方法有湿法和干法。湿法制品结晶细小、颗粒柔软、较易研磨,适宜作颜料。干法制品结晶大、颗粒坚硬,适宜作磁性材料、抛光研磨材料。湿法将一定量的5%硫酸亚铁溶液迅速与过量烧碱溶液反应(要求碱过量0.04~0.08 g/ml),在常温下通入空气使之全部变成红棕色的氢氧化铁胶体溶液,在金属铁存在的条件下,硫酸亚铁与空气中氧作用,生成三氧化二铁(即铁红)沉积在晶核上,溶液中的硫酸根又与金属铁作用,重新生成硫酸亚铁,硫酸亚铁再被空气氧化成铁红继续沉积,如此循环到整个过程结束,生成氧化铁红。其干法硝酸与铁片反应生成硝酸亚铁,经冷却结晶,脱水干燥,经研磨后在600~700℃煅烧8~10h,再经水洗、干燥、粉碎制得氧化铁红产品。也可以氧化铁黄为原料,经600~700℃煅烧制得氧化铁红。其4Fe(NO3)3==△==2Fe2O3+12NO2↑+3O2↑Fe2O3+n H2O==△==Fe2O3+nH2O[2]
4用途
用于油漆、橡胶、塑料、建筑等的着色,是无机颜料,在涂料工业中用作防锈颜料。用作橡胶、人造大理石、地面水磨石的着色剂,塑料、石棉、人造革、皮革揩光浆等的着色剂和填充剂,精密仪器、光学玻璃的抛光剂及制造磁性材料铁氧体元件的原料等。[3]
用于电子工业、通讯整机、电视机、计算机等磁性原料及行输出变压器、开关电源及其高U及高UQ等的铁氧体磁芯
用作分析试剂、催化剂和抛光剂,也用于颜料的配料;
用于各类药片、药丸的外衣糖衣着色用
用作磁性材料、颜料及制取还原剂、抛光剂、催化剂等;用于药片糖衣和胶囊等的着色
用作防锈漆的颜料。因该品制成的云母氧化铁防锈漆抗水渗性好,防锈性能优异,可以取代红丹
食用红色素。日本用于赤豆饭、魔芋粉食品。对曾用防腐剂处理果柄切口的香蕉加以识别时用。美国多用于猫食、狗食和包装材料
无机红色颜料主要用于硬币的透明着色,也用于油漆、油墨和塑料的着色
广泛用于油漆、橡胶、塑料化妆品、建筑精磨材料、精密五金仪器、光学玻璃、搪瓷、文教用品、皮革、磁性合金和高级合金钢的着色;主要用作磁性材料、颜料、擦光剂、催化剂等,还用于电讯、仪表工业;主要用作磁性材料、颜料、擦光剂、催化剂等,还用于电讯、仪表工业无机红色颜料。
用于和CO反应炼制生铁(H2,C,Al)
Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2(高温)
Fe2O3+3H2==2Fe+3H2O(高温)
2Fe2O3+3C==4Fe+3CO2↑(高温)
Fe2O3+ 2Al==2Fe+Al2O3(高温)
5药物分析
方法名称:黄氧化铁---氧化铁的测定---氧化还原滴定法
应用范围:该方法采用滴定法测定黄氧化铁中氧化铁的含量。
该方法适用于黄氧化铁。
方法原理:供试品加盐酸2.5mL,置水浴上加热使溶解,加过氧化氢试液1mL,加热至沸腾数分钟,加水25mL放冷,加碘化钾1.5g与盐酸2.5mL,密塞,摇匀,在暗处放置15分钟,用硫代硫酸钠滴定液(0.1 mol/L)滴定,近终点时,加淀粉指示液2.5mL,继续滴定至蓝色消失,计算黄氧化铁的含量。
试剂:1.盐酸
⒉过氧化氢试液
⒊碘化钾
⒋硫代硫酸钠滴定液(0.1 mol/L)
⒌淀粉指示液
仪器设备:
试样制备:
1.硫代硫酸钠滴定液(0.1 mol/L)
配制:取硫代硫酸钠26g与无水碳酸钠0.20g,加新沸过的冷水适量使溶解成1000mL,摇匀,放置1个月后滤过。
标定:取在120℃干燥恒重的基准重铬酸钾约0.15g,精密称定,置碘瓶中,加水50mL使溶解,加碘化钾2.0g ,轻轻振摇使溶解,加稀硫酸40mL,摇匀,密塞;在暗处放置10分钟后,加水250mL稀释,用本液滴定至近终点时,加淀粉指示液3mL,继续滴定至蓝色消失而显亮绿色,并将滴定的结果用空白试验校正。每1mL硫代硫酸钠(0.1mol/L)相当于4.903g的重铬酸钾。根据本液的消耗量与重铬酸钾的取用量,算出本液的浓度,即得。
室温在25℃以上时,应将反应液及稀释用水降温至约20℃。
2.淀粉指示液
取可溶性淀粉0.5g,加水5mL搅匀后,缓缓倾入100mL沸水中,随加随搅拌,继续煮沸2分钟,放冷,倾出上清液,即得。本液应临用新制。
操作步骤:取该品约0.15g,精密称定,置具塞锥形瓶中,加盐酸2.5mL,置水浴上加热使溶解,加过氧化氢试液1mL,加热至沸腾数分钟,加水25mL放冷,加碘化钾1.5g与盐酸2.5mL,密塞,摇匀,在暗处放置15分钟,用硫代硫酸钠滴定液(0.1 mol/L)滴定,近终点时,加淀粉指示液2.5mL,继续滴定至蓝色消失,并将滴定的结果用空白试验校正。每1mL碘滴定液(0.05 mol/L)相当于7.985mg的Fe₂O₃。
注:“精密称取”系指称取重量应准确至所称取重量的千分之一。
(参考文献:中华人民共和国药典,国家药典委员会编,化学工业出版社,2005年版,二部,p908、909。)
6其它氧化物
氧化亚铁、四氧化三铁(在纯净的氧气中剧烈燃烧生成)化学方程式:3Fe+2O2==点燃==Fe3O4
(在高温下与水蒸气反应)化学方程式:3Fe+4H2O(g)==Fe3O4+4H2
7Fe氧化物区别
有五种氧化物(氧化铁、氧化亚铁、二氧化铁、三氧化铁、四氧化三铁)。
氧化铁(Fe2O3)即三氧化二铁,是棕红(红)色,俗称铁红,熔点为1565℃,相对密度为5.24。在自然界以赤铁矿形式存在,具有两性,与酸作用生成Fe(Ⅲ)盐,与强碱作用得[Fe(OH)₆]₃-。在强碱介质中有一定的还原性,可被强氧化剂所氧化。三氧化二铁不溶于水,也不与水起作用。灼烧硫酸亚铁、草酸铁、氧氧化铁都可制得,它也可通过在空气中煅烧硫铁矿来制取。它常用做颜料、抛光剂、催化剂和红粉等。可作油漆的颜料,是金属氧化物,可和酸发生反应。Fe2O3 + 6HCl=2FeCl3+3H2O。
氧化亚铁又称一氧化铁,黑色粉末,熔点为1369±1℃,相对密度为5.7,溶于酸,不溶于水和碱溶液。和酸(弱氧化性酸)反应。FeO+2HCl==FeCl2+H2O。极不稳定,易被氧化成三氧化二铁;在空气中加热会迅速被氧化成四氧化三铁。在隔绝空气的条件下,由草酸亚铁加热来制取。主要用来制造玻璃色料。
四氧化三铁为黑色晶体,加热至熔点(1594±5℃)同时分解,相对密度为5.18,具有很好的磁性,故又称为“磁性氧化铁”。它是天然产磁铁矿的主要成分,潮湿状态下在空气中容易氧化成三氧化二铁。不溶于水,溶于酸。俗称磁性氧化铁,是一种复杂的氧化物,其中1/3是Fe2+、2/3是Fe3+,Fe3O4可看作是由FeO、Fe2O3形成的化合物。[实质是Fe(FeO2)2,偏铁酸亚铁盐]近代测试表明,它实际是铁的混合价态化合物,化学式应为Fe2Fe2[Fe3O4]。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。由铁在蒸汽中加热,或者将三氧化二铁在400℃用氢还原都可制得四氧化三铁。四氧化三铁用来做颜料和抛光剂等。磁性氧化铁能用于制造录音、录相磁带和电讯器材等。
二氧化铁(FeO₂)为深绿色黏稠的油状液体。熔点为-25℃,沸点为170℃。有焦糊气味。与水互溶。水溶液呈酸性。
1、二氧化铁为水溶性酸性氧化物。可与水、碱反应。
FeO2 + H2O ==== H2FeO3 FeO2 + NaOH ==== NaHFeO3 FeO2 + 2NaOH ==== Na2FeO3 + H2O
2、FeO2有氧化性,可使金属等还原剂氧化(以单质铁为例): 3FeO2 + Fe ==== 2Fe2O3
3、FeO2有弱还原性: 3FeO2 + O3 ==== 3FeO3
三氧化铁是高铁酸(H2FeO4)的酸酐,有极强的氧化性,高铁酸是强酸,但溶于水中会迅速水解,所以H2FeO4在水中显不出酸性。
8铁红的磁性编辑
成分是铁、氧化铁是没有磁性的。
磁性材料大多数是含铁的化合物这是正确的,因为磁铁大多数情况下是混合物。
钴、镍等原子结构特殊,原子本身具有磁矩,一般的这些矿物分子排列混乱。磁区互相影响就显不出磁性,但是在外力(如磁场)导引下分子排列方向趋向一致,就显出磁性,也就是俗称的磁铁。
测试
三氧化二铝的测定
铜盐回滴法(A法)
方法提要 在滴定铁后的溶液中,加入对铝、钛过量的EDTA标准溶液,于pH3.8~4.0,以PAN为指示 剂,用硫酸铜标准溶液回滴过量的EDTA。
试剂
a. 氢氧化铵溶液(1+1);
b. 乙酸—乙酸钠缓冲溶液(hH4.3):将42.3g无水乙酸钠溶解于水中,加80mL冰乙酸,然后 加水稀释至1 000mL,混匀;
c. 1—(2—吡淀偶氮)—2—萘酚(简称PAN)指示剂溶液(2g/L):将0.2gPAN溶解于100mL 乙醇中;
d. 硫酸铜标准溶液〔c)CuSO4)=0.015mol/L〕:将3.7g硫酸铜(CuSO4·5H2O)溶解于水 中,加4~5滴硫酸(1+1),用水稀释至1 000mL,混匀;
e. 乙二胺四乙酸二钠(简称EDTA)标准溶液〔c(EDTA)=0.015mol/L〕配制及标定方法见 本标准5?3?2?2
f. DETA标准溶液与硫酸铜标准溶液体积比的测定:从滴定管中缓慢放出10.00~15.00 mL0.015mol/L EDTA标准溶液于400mL烧杯中,用水稀释至约200mL,加15mL乙酸—乙酸钠缓冲 溶液(pH4.3),然后加热至沸,取下,稍冷,加4~5滴PAN指示剂溶液,以硫酸铜标准溶液滴定至 亮紫色。EDTA标准溶液与硫酸铜标准溶液的体积之比(K)按式⒀计算:
V1
K=------………………………⒀
V2
式中:
K——1?00mL硫酸铜标准溶液相当于EDTA标准溶液的体积,mL
V1——EDTA标准溶液的体积,mL
V2——滴定时消耗硫酸铜标准溶液的体积,mL。
分析步骤
在按本标准5?3?2?3滴定铁后的溶液中,准确加入10.00~20.00mL0.015mol/LEDTA标准溶液,然后用水稀释至约200mL。将溶液加热至70~80℃后,以氢氧化铵溶液(1+1)调节溶液 pH3.5~4.0,加15mL乙酸—乙酸钠缓冲溶液(pH4.3),煮沸2~3min,取下稍冷,加4~5滴PAN指 示剂溶液,以硫酸铜标准溶液滴定至亮紫色。
结果计算
三氧化二铝的百分含量(X6)按式⒁计算:
TAl2O3×(V1-KV2)×n
X6=--------------------×100-0.64X8………………⒁
m×1 000
式中:
TAl2O3——1.00mLEDTA标准溶液相当于三氧化二铝的质量,mg
V1——加入EDTA标准溶液的体积,mLV2——滴定时消耗硫酸铜标准溶液的体积,mL
K——1.00mL硫酸铜标准溶液相当于EDTA标准溶液的体积,mL
n——试样溶液的总体积与所分取试样溶液的积体之比;
m——试样的质量,g0.64——二氧化钛对三氧化二铝的换算系数;
X8——按本标准5.5条测得的二氧化钛的百分含量。
5?4?1?5 允许差 平行测定结果的允许差见下表。
三氧化二铝含量,%
允许差,%
<2.0geh≥2.0
0.20geh 0.25
若平行测定结果之差在允许范围内,取其算术平均值为测定结果。否则,应重新测定。
总量差减法(B)法
方法提要
加入对铁、铝、钛过量的EDTA标准溶液,调节pH=4,煮沸,以铜盐溶液回滴过量的EDTA,测得铁、铝、钛总量,然后减去比色法测得的铁、钛含量(分别换算成三氧化二铝),即为三氧化 二铝的含量。
试剂 同本标准5?4?1?2。
分析步骤
准确分取50.00mL按本标准5?2?1?4制备的试样溶液(A)或按本标准5?2?3?3制备 的试 样溶液(B),放入400mL烧杯中,加入10.00~20.00mL0?015mol/L EDTA标准溶液,然后用水稀 释至约200mL,以下操作步骤同本标准5?4?1?3。
结果计算
三氧化二铝的百分含量(X7)按式⒂计算:
TAl2O3×(V1-KV2)×n
X7=----------------------×100-0.64X4-0.64X8………………⒂
m×1 000 geh中国选矿网
式中:
TAl2O3——1.00mL EDTA标准溶液相当于二氧化二铝的质量,mg
V1——加入EDTA标准溶液的体积,mL
V2——滴定时消耗硫酸铜标准溶液的体积,mL
K——1.00mL硫酸铜标准溶液相当于EDTA标准溶液的体积,mL
n——试样溶液的总体积与所分取试样溶液的体积之比;
m——试样的质量,g
0.64——二氧化二铁、二氧化钛分别对三氧化二铝的换算系数;
X4——按本标准5?3?1测得的三氧化铁的百分含量;
X8——按本标准5?5条测得的二氧化钛的百分含量。
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偏铝酸钠 化学式NaAlO2,白色、无臭、无味,熔点1650℃,呈强碱性的固体,高温熔融产物为白色粉末,溶于水,不溶于乙醇,在空气中易吸收水份和二氧化碳,水中溶解后易析出氢氧化铝沉淀,氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液也生成偏铝酸钠溶液。用作纺织品的媒染剂、纸的填料、水的净化剂等。可用氧化铝与固态氢氧化钠或碳酸钠共熔制得。
偏铝酸钠遇弱酸和少量的强酸生成白色的氢氧化铝沉淀,现象是有大量的白色沉淀生成,且最终沉淀的量不变。而遇到过量的强酸生成对应的铝盐,现象是先有白色沉淀生成,过一段时间后,白色沉淀的质量逐渐减小,最后消失。偏铝酸钠和碱不作用.因为它本身由于偏铝酸根离子水解,使得溶液显碱性,所以,它是不和碱作用的。
人教版教材中编写道:氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液生成偏铝酸钠溶液,而后来的山东科学技术出版社出版的化学教材(必修一)中,讲到铝和其金属材料一课中,说Al和NaOH和水反应生成Na[Al(OH)4]四羟基合铝酸钠。实际上,偏铝酸钠在水溶液中都是以Na[Al(OH)4]和形式存在,以前只不过是为了方便,把它简写成NaAlO2。但它的实际组成还是Na[Al(OH)4]。
建筑过程中,本品与水玻璃混合用于施工中的堵漏剂;造纸工业,本品与硫酸铝混合使用是一种良好的填充剂;本品可做净水剂助剂提高净水效果,能降低水的硬度和加快悬浮物固体的沉降。水泥施工,本品可做为水泥速凝剂,能够促使水泥快凝,是井下和快速施工,水泥要求快凝理想的添加剂;在石油、化工等行业中可作催化剂和催化载体的原料。生产高档白色涂料可作表面处理剂;另外本品在纺织、印染、制药、橡胶、洗衣粉、钢铁表面处理等生产中也有较广泛的应用。
氧化铁稳定,溶于盐酸、稀硫酸生成+3价铁盐。难溶于水,不与水反应。溶于酸,与酸反应。高温下被CO、H2、Al、C、Si等还原。氧化铁呈深红色,常被人们称作铁锈。
氧化亚铁
性状:黑色粉末 密度:5.7克/立方厘米。 稳定性:不稳定,在空气中加热时迅速被氧化成四氧化三铁,溶于盐酸、稀硫酸生成亚铁盐。 溶解性:不溶于水,不与水反应。 还原性:(高温下)被CO、H2、Al、C、Si等还原。 氧化性:在空气中加热氧化为Fe3O4
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”
氢氧化铁
性质
化学式
Fe(OH)3
物理性质
棕色或红褐色粉末或深棕色絮状沉淀。密度3.4~3.9g/cm3。
化学性质
具有两性但其碱性强于酸性,
新制得的氢氧化铁易溶于无机酸和有机酸,亦可溶于热浓碱。极强氧化剂,如次氯酸钠,在碱性介质中,能将新制的氢氧化铁氧化成+Ⅵ氧化态的高铁酸钠Na2FeO4。加热时逐渐分解而成氧化铁和水。不溶于水、乙醚和乙醇,溶于酸,在酸中的溶解度随制成时间的长短而定,新制的易溶于酸,若放置时间长,则难溶解。氢氧化铁可用来制颜料、药物,也可用来做砷的解毒药等等。 由可溶性Fe(Ⅲ)盐溶液加氨水沉淀来制取氢氧化铁或由氯化铁、硝酸铁溶液加入氨水沉淀而制得。 其粒子大小在1nm到100nm之间时会形成胶体。
氢氧化铁的两性电离:
酸性: Fe(OH)3 ==(可逆)== H+ + FeO2- + H2O FeO2- +H2O ==(可逆)== [FeO2(OH)]2- + H+ [FeO2(OH)]2- ==(可逆)== H+ + FeO3 3- 碱性: Fe(OH)3 + 6H2O==(可逆)== [Fe(H2O)6]3+ + 3OH- 所以:氢氧化铁既是一种三元弱碱,又是一种三元弱酸。其中H2O + FeO2-又常写作[Fe(H2O)2(OH)4]-,[FeO2(OH)]2-又常写作[Fe(H2O)(OH)5]2-,FeO3 3- 又常写作[Fe(OH)6]3-.
制备氢氧化铁胶体的方法
(1)取1个小烧杯,加入25mL蒸馏水,将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾。 (2)向沸水中逐滴加入5~6滴饱和氯化铁溶液。 (3)继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热。 此时即可制得氢氧化铁胶体,用激光笔照射烧杯中的液体,可以看到一条光亮的“通路”,即丁达尔效应。
化学方程式举例
可溶性碱 和 铁盐溶液 反应 例 氢氧化钠和硫酸铁反应生成氢氧化铁和硫酸钠 6NaOH+Fe2(SO4)3=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4 氢氧化亚铁 与氧气 反应 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 受热分解产物及方程式 2Fe(OH)3==加热==Fe2O3+3H2O 与非氧化性酸反应: Fe(OH)3 + 3H+(氢离子) = Fe3+(铁离子) +3H2O 另外,氢氧化铁是两性氧化物,以碱性为主,新制得的氢氧化铁能溶于强碱: Fe(OH)3 + KOH = KFeO2 + 2H2O
氢氧化亚铁
氢氧化亚铁是白色物质,亚铁离子所形成的溶液显浅绿色,铁离子所形成的溶液显黄褐色,氢氧化铁是红褐色。 因为溶液中溶解有氧气且反应体系(开放性的体系)与外界存在着物质交换与能量交换,不断有空气中的氧气溶解到溶液中,新生成的氢氧化亚铁很快就被氧化成氢氧化铁,所以在实验过程中很难观察到有白色的氢氧化亚铁沉淀生成,只能看到氢氧化亚铁转化为氢氧化铁的中间产物:一些灰绿色的絮状沉淀。然后转化为红色的氢氧化铁沉淀。
化学描述
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 4Fe(OH)2+O2===加热===2Fe2O3+4H2O 氢氧化亚铁:iron(Ⅱ)hydroxide 氢氧化亚铁化学式Fe(OH)2,分子量89.866。白色固体,难溶于水。密度3.4g/cm3。受热易分解。溶于酸,不溶于碱。易被氧化。用碱溶液跟亚铁盐溶液反应可制得。但不易制得纯物,因Fe(OH)2在空气中迅速被氧化,变成灰绿色最后变成棕红色的Fe(OH)3。如将氢氧化亚铁在非氧化性气体气氛中(如N2,H2等气体保护)过滤出来,再迅速喷射到空气中,会剧烈燃烧甚至爆炸。
硫酸铁
化学式
Fe2(SO4)3
分子量
无水400
性状
呈土白或浅黄色粉末(黄色斜方结晶)、易潮解,即变为棕色液体。溶于水和醇。无水硫酸铁密度为3.097g/cm^3。微溶于水,热水中强烈水解。水溶液呈酸性、加热至480℃时分解,放出三氧化硫成为三氧化二铁,避光、防潮、密封保存。 化学式Fe2(SO4)3。三价铁的硫酸盐。水合物很多,常见的有九水合物Fe2(SO4)3·9H2O,式量562.01。呈黄色。密度2.1克/立方厘米。于175℃失7H2O。溶于水,不溶于浓硫酸、氨。
用途
分析试剂、糖定量测定、铁催化剂、媒染剂、净水剂制颜料、药物。
制法
1、将硫酸加入氢氧化铁:3H2SO4+2Fe(OH)3=Fe2(SO4)3+6H2O。 2、铁锈(氧化铁)与稀硫酸反应生成硫酸铁和水:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O。 也能与稀盐酸反应:Fe2O3+6HCl= 2FeCl3+3H2O
反应
置换反应
大都是生成亚铁盐,例如铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,硫酸铜和铁反应生成铜和硫酸亚铁。
复分解反应
取决于原反应物中铁元素的化合价,例如氯化亚铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁和氯化钠,硫酸铁和氢氧化钠反应生成硫酸钠和氢氧化铁,复分解反映中各元素化合价不发生改变,不会都生成硫酸铁
硫酸亚铁
化学品中文名称: 硫酸亚铁 化学品英文名称: ferrous sulfate 硫酸亚铁
中文名称2: 绿矾 英文名称2: green vitriol 中文名称3:硫矾 技术说明书编码: 2536 CAS No.: 7782-63-0 分子式: FeSO4 硫酸亚铁晶体分子式: FeSO4·7H 2O (又称绿矾) 分子量: 278.05 产品标准:GB10531-89
第二部分:成分/组成信息
有害物成分 CAS No. 硫酸亚铁 7782-63-0 【制 备】 (1)硫酸法:硫酸与废铁屑反应,经沉淀结晶,脱水即得到硫酸亚铁,其反应式如下: Fe+H2S04一FeS04十H2↑ (2)钛白生产副产物:由钛铁矿制取钛白粉生产中副产物得到。
化学物质
五水偏硅酸钠,是一种无机化合物,分子式为H10Na2O8Si,分子量为212.14,略带绿色或白色粉末,透明块状或粘稠液体。
用于超浓缩洗衣粉、洗涤剂、金属清洗剂、食品行业洗净剂,还用于纸张漂白、棉纱蒸煮、瓷泥分散等。[1]
中文名
五水偏硅酸钠[1]
外文名
Sodium metasilicate pentahydrate[1]
分子量
212.140[1]
CAS登录号
10213-79-3[1]
熔点
1088 ℃[1]
基本信息性质主要用途生产方法技术指标健康危害急救措施毒理学资料防护措施运输和贮存TA说
基本信息
五水偏硅酸钠
相对分子质量:212.14(按1989年国际相对原子质量)。
中文名称:五水合硅酸钠;水合硅酸钠;五水偏硅酸钠
性质
偏硅酸钠是一种无毒、无味、无公害的白色粉末或结晶颗粒,易溶于水,不溶于醇和酸,水溶液呈碱性,具有去垢、乳化、分散、湿润、渗透性及对PH值有缓冲能力。属于无机盐产品,置于空气中易吸湿潮解。
主要用途
1、广泛的应用于各类洗涤行业。在洗涤行业中,如超浓缩洗衣粉、洗衣液、洗衣膏、干洗剂、纤维白剂、织物漂白剂等,还大量用于金属表面清洗剂、啤酒瓶,浮品溶器清洗剂,全溶后可做金属防锈剂、水垢清洗剂、电器件清洗剂,可用于食品工业洗涤剂 。
五水偏硅酸钠
2、在原油及天然钻控采掘工程中还可用作泥浆稠度调节剂、泥浆解凝剂。
3、在建筑工业中,它被用作调制耐酸砂浆、耐酸混凝土和水泥的促凝剂 。
4、在造纸工业中可作为粘合剂,废纸剥油墨剂,纸张表面处理剂 。
5、在纺织行业作为印染助剂、织物前处理剂。
6、还可以作为肥皂的填料,洗涤剂、蛋类的保鲜剂,以及植被分子筛、硅酸和防火材料等。
在陶瓷工业中,在陶瓷泥浆中加入五水偏硅酸钠可以增加无机陶土颗粒的表面负电荷,利用电荷排斥效应以降低陶瓷浆的粘度,增加流动性,这在陶瓷注塑工艺中可以提高效益及产品质量.
五水偏硅酸钠因其在洗涤液中能够提供优良的缓冲碱度,对轻金属(铝、锌等)提供防腐蚀保护,对玻璃器皿和瓷器有保护作用,并具有悬浮和乳化污垢以及一定的软化水作用等性能,因而被广泛应用于家用洗衣粉、洗衣膏;还可以清洗发动机外部油污。工业洗涤剂;食品清洗剂;金属清洗剂;织物处理及纸张脱墨等方面,是浓缩洗涤剂,无磷、低磷洗涤剂的重要助剂。另外还用于陶瓷工业和石油工业中。[2]
生产方法
是以二氧化硅质量分数为90%以上的石英粉和氧化钠质量分数为38%~80%的液碱为反应原料,反应完成后经过冷却结晶制得。
技术指标
指标名称 指标
五水偏硅酸钠
总碱量(以Na2O计) % 28.5-30
二氧化硅(以SiO2计) % 27.3-29.2
烧失量(600℃) 43.0±1.0
PH值(1%水溶液) 12.5±0.1
粒度 1250 μ m ≤2% 63.-1250
μ m50-80% 180-630μ m
20-50% <180 μ m ≤2%
CAS No.:10213-79-3
健康危害
健康危害:误服引起急性胃肠炎样的急性中毒症状。可致死。皮肤接触可致皮炎或干裂。
急救措施
皮肤接触:脱去污染的衣着,用大量流动清水彻底冲冼。
眼睛接触:立即翻开上下眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。呼吸困难时给输氧。呼吸停止时,立即进行人工呼吸。就医。
食入:给饮牛奶或蛋清。就医。
毒理学资料
危险特性:受高热或接触酸或酸雾放出剧毒的烟雾。
燃烧(分解)产物:氟化氢、氧化硅、氧化钠。
灭火方法:水、砂土、干粉、二氧化碳。
防护措施
工程控制:密闭操作,局部排风。
呼吸系统防护:作业工人应该佩戴防尘口罩。空气中浓度较高时,建议佩戴防毒面具。
眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。
防护服:穿工作服。
手防护:戴橡皮手套。
其它:工作后,淋浴更衣。注意个人清洁卫生。
运输和贮存
运输和贮存:装卸运输须避免雨淋、曝晒和包装破损,存放于有托盘或托板的阴凉干燥处。
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参考资料
[1] 五水偏硅酸钠.化源网 [引用日期2020-12-05]
[2] 五水偏硅酸钠详细分析.优超化工网.2012-12-25 [引用日期2013-03-25]
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