铁还原氧化铁的产物是氧化亚铁还是四氧化三铁

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“。     

关于四氧化三铁中铁的价数问题的探讨

在我们学校有一大部分同学对四氧化三铁中铁的价数问题理解是模糊不清的,有的同学竟把四氧化三铁叫做氧化铁和氧化亚铁的混合物,甚至有些教科书和参考书也将四氧化三铁叫做氧化铁和氧化亚铁的混合物。如初中化学127页的注解(1952年版)也这样的写的。我觉得这个问题有进一步探讨和明确的必要。     

钴掺杂的磁性氧化铁纳米粒子的可控合成

通过油酸盐前驱体高温热解法制备出大小均匀的钴掺杂四氧化三铁球形纳米粒子, 其钴/铁摩尔比可以通过调节油酸钴与油酸铁的比例进行调变. 当产物中钴/铁摩尔比从0.024增加到0.156, 所制备的氧化铁纳米粒子的饱和磁矩从39 emu·g^-1逐渐减小到30 emu·g^-1, 而矫顽力从0 Oe升至190 Oe. 在305℃下, 随着反应体系的热解时间由0.5 h 增加到3 h, 所制备出的氧化铁纳米粒子尺寸逐渐由7 nm增加到14 nm. 热解时间较短时, 以高价态的四氧化三铁的晶型为主, 辅之以少量的氧化亚铁; 热解时间增加至2 h, 产物的晶型为四氧化三铁和氧化亚铁的复合物; 而继续增加热解时间至3 h, 除四氧化三铁和氧化亚铁之外, 还出现少量的零价态的CoFe合金, 说明铁(钴)元素经历了由三价到二价, 最后被还原为零价的过程. 随着反应温度的升高, 产物的尺寸逐渐增大, 同时产物中氧化亚铁的含量增多.     

利用SiO2-Al2O3-CaO-FeOx四元体系评价煤中矿物质的热及流变特性研究

利用SiO₂-Al₂O₃-CaO-FeO_x四元体系研究了煤中矿物质热和黏温特性规律。 利用热机械分析、差热、X射线衍射和热力学模拟以及高温旋转黏度计分析了矿物质的高温演化、反应和黏温特性（1 700℃到固化温度）。结果表明,热机械分析和差热可以较好地在线考察矿物质高温特性。二氧化硅和氧化铝从低温矿物转变成高温形态,表现出稳定的结构和高黏度;另一方面,加入氧化钙或氧化铁可以起到助熔剂的作用,显著加快二氧化硅和氧化铝的反应和转化并降低黏度。氧化亚铁相比氧化铁和四氧化三铁表现出更明显的降低黏度的作用,而氧化铁还原成金属将显著提高体系黏度。三价铁离子与铝类似,可构成网架结构。另外,氧化铁在弱还原或高温下将产生部分二价铁离子对网架机构进行调整。氧化钙的存在可以加强四元体系中氧化铁的溶解能力,进而降低黏度。     

利用SiO_2-Al_2O_3-CaO-FeO_x四元体系评价煤中矿物质的热及流变特性研究（英文）

利用SiO_2-Al_2O_3-CaO-FeO_x四元体系研究了煤中矿物质热和黏温特性规律。利用热机械分析、差热、X射线衍射和热力学模拟以及高温旋转黏度计分析了矿物质的高温演化、反应和黏温特性(1700℃到固化温度)。结果表明,热机械分析和差热可以较好地在线考察矿物质高温特性。二氧化硅和氧化铝从低温矿物转变成高温形态,表现出稳定的结构和高黏度;另一方面,加入氧化钙或氧化铁可以起到助熔剂的作用,显著加快二氧化硅和氧化铝的反应和转化并降低黏度。氧化亚铁相比氧化铁和四氧化三铁表现出更明显的降低黏度的作用,而氧化铁还原成金属将显著提高体系黏度。三价铁离子与铝类似,可构成网架结构。另外,氧化铁在弱还原或高温下将产生部分二价铁离子对网架机构进行调整。氧化钙的存在可以加强四元体系中氧化铁的溶解能力,进而降低黏度。     

如何讲解四氧化三铁中铁的价数

我校的同学对四氧化三铁的价数发生疑问,而且理解的人也不太清楚。这主要是由于过去我只通过结构式来说明四氧化三铁中有一个二价铁,有两个三价铁的结果。本学期我给高三讲四氧化三铁时,就注意到这个问题,首先仍用结构式讲解,在学生已建立的初步基础上又找出几个生成Fe_30_4的反应式来说明。结果同学们对这个问题的理解就明确得多了。我认为这种讲法是符合教学原理的。不过这种讲法是否正确,提出来和同志们研究,希望同志们多加指正。     

关于铁与水蒸气反应的说明

铁与水蒸气的反应除生成Fe3O4外,是否还有其他铁的氧化物生成呢?该反应为何要用酒精喷灯加强热?如果用酒精灯加热,铁粉能否被氧化?实验时有氢气生成,则铁能被氧化,那么其氧化产物又是什么呢?就这些问题,在查阅了资料的基础上做以下分析说明。1对课本上铁与水蒸气反应的研究该反     

黑色微弧氧化膜的制备及其表征

利用二次微弧氧化法,通过在磷酸盐体系的电解液中添加柠檬酸铁,在AZ40M镁合金基底表面成功制备了黑色的微弧氧化膜层。并利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）分别对黑色膜层的形貌和成分组成进行了表征,探讨了黑色微弧氧化膜层的形成过程及机理。结果显示,黑色膜层的主要成分为氧化镁,同时伴随着一定量的铁氧化物,包括四氧化三铁、氧化亚铁和单质铁。因此镁基底表面黑色膜层的形成可归因于柠檬酸铁中的铁离子在成膜过程中参与反应形成了黑色的四氧化三铁、氧化亚铁和单质铁混合物,并均匀地沉积在氧化膜中。     

四氧化三铁的化学式及铁的价态

四氧化三铁的化学式及铁的价态,是中学化学教师关心的问题。本文拟从其晶体结构出发,进行讨论。四氯化三铁的晶体结构四氧化三铁是M3O4型氧化物的一种,它具有反式尖晶石的晶体结构。     

铁与氯气反应的产物分析

应用高温传感器测定了铁在氯气中燃烧时的温度;基于实际反应温度、压强与物质状态,对铁与氯气的相关反应进行了热力学分析,发现FeCl₃(Fe₂Cl₆)是铁与氯气反应过程中绝大多数情况下的热力学稳定产物,而铁与氯气反应生成FeCl₂的条件则较为苛刻;反应的动力学分析,FeCl₂和FeCl₃的结构分析,也表明铁与氯气反应生成FeCl₃更加有利。     

混合金属氧化物——从磁性氧化铁说起

磁性氧化铁又称四氧化三铁（Fe3O4）,存在于天然产的磁铁矿中。对于初学化学者,往往难于计算该化合物中铁的化合价。实际上它是一种混合金属氧化物,由两价铁和三价铁所组成,可写为FeⅡFe2ⅢO4,其中一个铁两价,两个铁三价,铁总价数为+8价,氧总价数为-8价,正负价总数是相等的。象磁性氧化铁这类混合金属氧化物为数很多,总的分子式写作AxByOn,A和B代表两种金属.研究这类氧化物,在于了解它们的存在、成分、结构和晶体中化学键的性质。     

尖晶石型铁酸盐催化剂的担体效应考察

用共沉淀法和浸渍法制备了ZnFe_2O_4、ZnCrFeO_4以及它们在γ-Al_2O_3,TiO_2,SiO_2小球上的担载催化剂.用TPR.XRD.ESR,MBS,脉冲反应等技术对这些催化剂进行了考察.结果表明,载体的引入在不同程度上改变了催化剂的氧化还原性能.在不同的载体上形成尖晶石结构的趋势不同.铁酸盐尖晶石相无论是非载的还是担载的对于多次交替的氧化还原处理不敏感.然而氧化铁相则较不稳定,而且在不同载体上稳定性相差较大.加Cr组份有助于担体上形成正尖晶石相.在某些较难形成铁酸盐尖晶石相的担载催化剂中,其相的组成较为复杂.脉冲反应的结果表明,担载的单一正尖晶石铁酸盐以及γ-Al_2O_3上的氧化铁对丁烯氧化脱氢均有一定的活性,对于既含较多量正尖晶石铁酸盐又含一定量氧化铁的催化剂,其较好的催化性能暗示在这两相之间可能存在某种协同效应.     

(羟基)氧化铁催化降解有机污染物的半导体反应学说初论

以(羟基)氧化铁为催化剂催化氧化降解有机污染物已经得到了广泛研究,但由于反应体系的多样性及复杂性,导致其反应机理一直存在争议,主要集中于铁氧化物半导体反应机制的存在与否。本文在总结前人工作的基础上,以不同的氧化铁催化氧化反应体系为线索,结合笔者小组的研究结果,对近年来(羟基)氧化铁催化氧化有机污染物机理的研究进展做进一步的概述和讨论,对(羟基)氧化铁催化氧化降解有机污染物中半导体反应机制的存在做了进一步的明确。     

粗糙铁电极在盐水中的二维拉曼成像(英文)

本文利用具有表面增强活性的铁电极 ,对其在盐水中的点蚀过程进行现场拉曼光谱研究 .利用四氧化三铁的特征峰 ,对发生点蚀的铁电极表面进行拉曼成像 ,发现拉曼成像和普通显微镜下所观测到的图象有着显著的不同 ,点蚀抗内存在多种腐蚀产物 ,且其分布也不均匀 ,体现了拉曼成像技术具有化学的敏感性的独特优势 .     

聚苯胺及磁性聚苯胺/Fe_3O_4复合微球吸附铬(Ⅵ)的研究

本文研究和比较了聚苯胺、聚苯胺/四氧化三铁和交联聚苯胺/四氧化三铁、四氧化三铁对水溶液中铬的吸收情况。研究了聚苯胺/四氧化三铁吸附剂的合成及吸附条件对Cr(VI)的吸附的影响。在最佳吸附条件下,按最大吸附容量从低到高的次序依次为:四氧化三铁、交联聚苯胺/四氧化三铁、聚苯胺和聚苯胺/四氧化三铁。通过优化合成条件,在50 mL 0.4 mol·L~(-1)的盐酸介质中,加入50 mL 1 mol·L~(-1)的过硫酸铵时合成的聚苯胺/四氧化三铁吸附剂有最大吸附容量,为29.50 mg·g~(-1)。     

非血红素铁、锰配合物催化烯烃不对称环氧化反应研究进展

手性环氧化物是重要的有机反应中间体.金属氧化酶催化的氧化反应通常具有高效、高选择性、反应条件温和和绿色的特点,模拟其中的非血红素铁加氧酶设计合成一系列手性四氮铁锰配合物催化烯烃不对称环氧化反应成为获得高产率、高对映选择性的手性环氧化物的一个重要方法.本文综述了近年来非血红素手性四氮铁锰配合物催化烯烃不对称环氧化反应的研究进展及相应的机理研究.     

乙烷在金属铁表面还原NO的实验研究

温度300~1 100 ℃时,由程序控温电加热水平陶瓷管反应器在N₂气氛和模拟气氛下,对乙烷在金属铁表面还原NO的特性进行了实验研究。结果表明,乙烷在金属铁表面能够高效地还原NO。在N₂气氛中,温度高于900 ℃时,乙烷在金属铁表面的脱硝效率超过95%。在模拟烟气条件下,当温度超过900 ℃,且过量空气系数小于1.0时,乙烷在金属铁表面还原NO的效率能够达到90%以上。相同条件下,乙烷在金属铁表面脱硝效率高于甲烷的脱硝效率。SO₂对乙烷在金属铁表面还原NO的效率影响可以忽略。对反应后的铁样品的组分进行了XRD表征,在此基础上对反应机理进行了分析。结果表明,在模拟烟气条件下NO的还原通过乙烷的再燃脱硝和金属铁直接还原两个机理完成。金属铁直接还原NO时生成的氧化铁则被乙烷还原为金属铁,从而使得金属铁能够持续对NO进行直接还原。乙烷再燃还原NO的中间产物HCN被氧化铁氧化为N₂,同时氧化铁也被HCN还原为金属铁。这一过程增强了NO的持续还原反应,同时避免了在燃尽时HCN二次氧化重新生成NO,从而保证了较高的NO还原效率。     

程序升温反应法由纳米氧化铁制备纳米氮化铁

先以廉价的无机铁盐为主要原料,采用沉淀法和溶胶凝胶法制备纳米氧化铁粒子,由此得到粒径大小在10～20nm,20～40nm和40～60nm的氧化铁,在此基础上,以纳米氧化铁为前体,在氨气气氛下由程序升温反应法制备纳米氮化铁.研究发现,纳米氧化铁经程序升温反应氮化后,可以制备出纳米尺度的氮化铁.不同大小的氧化铁纳米粒子氮化后尺寸存在明显的差异,在一定范围内,小粒径的纳米氧化铁氮化后更容易长大;对于大小相近的γ相与α相纳米氧化铁粒子,γ氧化铁纳米粒子氮化后尺寸增大更为显著.制得的氮化铁的形貌与其氧化铁前体保持一致.     

羰基铁催化黄樟油素、丁香酚异构化反应的研究 Ⅳ.应用十二羰基三铁催化合成异黄樟油、异丁香酚

本文使用十二羰基三铁催化黄樟油素,丁香酚异构化反应,它的催化性能比其它羰基铁化合物优良,而且合成方便,不必经过光照反应,因此开辟了异黄樟油,异丁香酚可在加热条件下使用羰基铁催化合成的途径。     

附加试剂及反应介质对TPPFeCl催化环己烷仿生氧化反应性能的影响

研究了某些附加试剂及反应介质对四苯基卟吩合铁(Ⅲ)[TPPFeCl或(TPPFe)₂O]模拟细胞色素P-450催化PhIO羟化环己烷反应的影响。发现适量的异丙醇、吡啶及NaOH能促进反应,加入盐酸及增大介质的极性对反应不利。证明了副产物环己酮主要是由PhIO直接氧化主产物环己醇生成的,TPPFeCl的存在不利于酮的生成,醇的存在能延长催化剂的寿命。