四氧化三铁到底是不是碱性氧化物?

四氧化三铁到底是不是碱性氧化物?

本来没打算回答,看了几个胡说八道的回答后决定还是写一下吧。

先说结论:四氧化三铁不是碱性氧化物。(当然你可以认为这是我的个人意见)

实际上大学化学专业基本不提“碱性氧化物”这种概念,没什么意义。大学大部分教材更倾向于按氧的化合态来对氧化物进行分类,比如@半生浮名 的回答里提到的大连理工大学的《无机化学》教材。

不过我还是找到了一本按酸碱性对氧化物进行分类的教材:(额。。知乎今天不能传图,我还得打字)《无机化学(第三版)》(高教社,武汉大学、吉林大学等校编)对“碱性氧化物”的定义是“与酸作用生成盐和水”的氧化物,并明确将 、 等金属低价态和高价态共存的氧化物定义为“复杂氧化物”(579页,图见评论区)。

这是第一点原因。

第二点,大多数可查的资料对“碱性氧化物”的定义主要有两个要素:和水反应(或溶于水)生成碱,或者,和酸反应生成盐和水。

那么 符合其中之一么?都不!显然它不溶于水,不过会和水起微弱的反应,生成水合物 。事实上,通过水溶液中的反应制备 的话一般直接得到的都是 。不过这个水合物显然不是碱(也不是酸)。

并且,纯净的 不和非氧化性酸反应(见Greenwood著Chemistry of Elements,第25章第三节第一小节(§25.3.1),有几个版本的中译本,页码不一致,但章节号是一致的。原文说的是“不和水或酸反应”,但一般这里的酸不包括硝酸等氧化性酸)!通常 表面会和空气中的氧、水缓慢反应生成可溶于酸的 ,并导致表面结构的破坏,可能引起进一步的反应和腐蚀。在钢材的抗腐蚀处理中有个工艺叫“烤蓝”,就是通过化学氧化的手段在钢材表面镀上一层致密的 ,可以有效提高钢材的抗腐蚀能力。另外,我们实验室中如果用水热法做微米或纳米结构的 颗粒的话,做完反应的水热釜用盐酸是洗不干净的,一般会用硝酸、王水或食人鱼洗液。

那么综上, 既不和水反应生成碱,也不和酸反应,当然就不是碱性氧化物。

针对这个问题本身,我想说的就上面那些了。下面讲的主要针对我在其他回答里看到的一个点: 是铁酸盐(偏铁酸盐)。简直就是一派胡言!

我本来在Materials Studio里画出了 的晶胞结构,然而知乎告诉我:图片服务进行升级改造,暂时不能在“问题”“回答”中添加图片。

我就直接说结论:

根据XRD衍射结果, 晶体为反尖晶石结构: 之间形成八面体和四面体空隙,一半 占据四面体空隙, 和另一半 占据八面体空隙(Chemistry of Elements也有类似描述)。其中不存在任何形式的铁酸根或偏铁酸根离子。换言之, 是纯正的氧化物,不是盐!不是盐!不是盐!!

并且, 是纯净物!不是混合物!虽然有时会写成 ,但它不是 和 的混合物!

以上。