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求真百科

氧化铁(英語: Iron oxide ),或称三氧化二铁,又称烧褐铁矿、烧赭土、铁丹、铁红、红粉等,化学式Fe2O3,是铁锈赤铁矿的主要成分。[1]

目录

简介

铁锈的主要成因是金屬在杂质的存在下,與環境中的份和氧氣反应,鐵金屬便會生鏽。

外观为红棕色粉末,易溶于强酸,中强酸,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,可作为催化剂,玻璃、宝石、金属的抛光剂,可用作炼铁原料。[2]

2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,氧化铁在3类致癌物清单中。[3]

性質

化學性質

鋁熱反應

與氧化鐵和氯酸钾组成的铝热剂混合後由镁条点燃,放出大量的热,生成氧化铝。請注意:此化学反應將造成爆炸。[4]

Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O

碳還原性

氧化鐵可以與混合後加熱,生成鐵和二氧化碳。 工业上常用焦炭和焦炭不完全燃烧产生的CO还原赤铁矿,以产生生铁(含0.03%-2%的碳)。[5]

Fe2O3+2Al=点燃=2Fe+Al2O3

Fe2O3+3CO=高温=2Fe+3CO2

2Fe2O3+3C=高温=4Fe+3CO2↑

2Fe2O3+3Si=高温=4Fe+3SiO2

加速氧化成因

  • 離子化合物和水的存在:如果金屬接觸到離子浓度高的水溶液,金屬便會生銹。因為離子化合物是電解質,會促進金屬中電子的釋放,導致生鏽。例如近海區域有海水微滴,海水含有氯化鈉,氯化鈉是離子化合物,會令鐵金屬快速氧化。即便只有水,也會很快吸附空氣中的二氧化碳等酸性氣體,加速氧化。此外,很多不鏽鋼通過形成保護性氧化層,從而對形成氧化物有很好的抵抗作用,但對形成氯化物的抵抗能力卻比較差。
  • 酸性化合物的存在:工廠會排出酸性氣體,這些酸性氣體會令鐵金屬生銹。因為酸性氣體與空氣中的水分結合會變成電解質。
  • 高溫:溫度較高時,鐵金屬便會生銹。
  • 經刮擦或凹凸扭曲的表面:若鐵金屬被刮擦或凹凸扭曲,鐵金屬便會生銹。因為凹凸表面容易積聚电子。
  • 與活潑性較低的金屬接觸:若鐵金屬與活潑性較低的金屬接觸(例如),鐵金屬便會生銹。

防止氧化

  • 塗上油漆,塑料,油,油脂
  • 覆蓋其他金屬

檢驗氧化程度

利用鐵氰化鉀酚酞混合得到鐵鏽指示劑,遇到Fe2+離子會變藍色普魯士藍),檢驗氧化金屬的氧化程度。 用色度計分析深藍色的Fe4[Fe(CN)6]3,可以算出起始的Fe2+離子的物质的量。

主要用途

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。

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=高温=2Fe+3CO2

Fe2O3+3H2=高温=2Fe+3H2O

2Fe2O3+3C=高温=4Fe+3CO2↑

Fe2O3+ 2Al=高温=2Fe+Al2O3

视频1:自制氧化铁橡皮泥,磁性相当不错

视频2:一氧化碳还原氧化铁

參看

参考文献

  1. 世界卫生组织国际癌症研究机构致癌物清单 .国家食品药品监督管理局[引用日期2017-12-11]
  2. (日)后藤稠.工业中毒便览 上册 增补版:人民卫生出版社,1983.02:367页
  3. 1332-37-2 | 氧化铁 .爱化学[引用日期2015-06-07]
  4. 化工空间-氧化铁的物化性质 .化工空间
  5. 广东省教育厅教研室.新课标高考理科基础复习指导:广东人民出版社,2006.8:第41页

书籍资料

  • [港] 鍾皓湄.《21世紀化學1A》.ISBN 962-372-769-0.
  • 粤教版初中化学教科书 ISBN 978-7-107-24498-8