寒假笔记本1：四氧化三铁
四氧化三铁\(\rm Fe_3O_4\)是一种具有磁性的黑色晶体
\(\rm Part\ I.\) 分类
\(\rm Fe_3O_4\)我们认为是一种混合价态的铁的化合物。说他是氧化物其实不是很准。不可以看作氧化亚铁\(\rm FeO\)与氧化铁\(\rm Fe_2O_3\)组成的混合物，甚至于有的人把他当做偏铁酸亚铁\(\rm Fe(FeO_2)_2\)。
这其实是不对的。\(\rm Fe_3O_4\)就是\(\rm Fe_3O_4\)，他既包含\(\rm Fe^{3+}\)，也包含\(\rm Fe^{2+}\)，比较特殊，可以近似地看作是氧化亚铁与氧化铁组成的化合物\(\rm FeO\cdot Fe_2O_3\)
\(\rm Part\ II.\ 物化性质\)
\(\large \rm I. \text{物理性质}\)
- 熔点：\(\rm 1597℃\)
- 密度：\(\rm 5.18g/cm^3\)
- 溶解：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
- 存在：在自然界中以磁铁矿的形态出现
用处：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
\(\large \rm II. \text{化学性质}\)
初中阶段我们学习到，铁与空气接触就会在其表面上形成氧化物。然而，氧化物膜本身的化学组成并非均匀。
如一块低碳钢可以为三种氧化物膜所覆盖：与金属接触的是\(\rm FeO\)，与空气接触的一侧是\(\rm Fe_2O_3\)，中间则是\(\rm Fe_3O_4\)。（类比一个夹心饼干）更确切地说，也许是三种氧化物的饱和固溶体的混合物构成钢铁表面的氧化膜层。
四氧化三铁有抗腐蚀效果，如钢铁制件的发蓝（又称烧蓝和烤蓝）就是利用碱性氧化性溶液的氧化作用，在钢铁制件表面形成一层蓝黑色或深蓝色四氧化三铁薄膜，以用于增加抗腐蚀性、光泽和美观
相关反应：
- \(\rm 4Fe_3O_4 + O_2 \xlongequal{高温} 6Fe_2O_3\) 高温下，被氧化
- \(\rm 3Fe_3O_4 + 8Al\xlongequal{高温}4Al_2O_3 + 9Fe\) 高温下，可以和还原剂反应（没错，除了初中阶段我们了解到的\(\rm CO\)、\(\rm H_2\)，Al也是还原剂，Zn、Mg也是）
- \(\rm 3Fe+2NO_2\xlongequal{高温}Fe_3O_4 + N_2\) 不太常见的四氧化三铁制取
- \(\rm 3Fe + 4H_2O(g) \xlongequal{高温}Fe_3O_4 + 4H_2\) 没错，和水蒸气的反应，是不是让你想起了水煤气？
- \(\rm Fe_3O_4 + 8HCl \xlongequal{\ \ \ \ \ \ \ \ }FeCl_2+2FeCl_3+4H_2O\) 和酸的反应代表，从这里可以看出三价铁和二价铁的存在
