标题：氧化铁
基本信息
中文名称：三氧化二铁[1]
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. 77491; C.I. Pigment Red 101; C.I. Pigment Red 101 and 102; C.I. Pigment Red 102; Ferric oxide; Iron (III) Oxide Anhydrous; diiron trioxide; E 172; Iron (III) oxide - calcined; Ironoxide anhydrous; Ironoxideredbrownpowder; Iron oxide - precipitated; Ferric oxide,medicinal; Ferric oxide for ferrite; Iron (III) oxide, red; Hematite; IRON OXIDE RED; C.I.P. R.101; Iron (III) oxide; diferric oxygen(-2) anion; oxo-(oxoferriooxy)iron; Iron Oxide
CAS号：1309-37-1;1317-60-8;1332-37-2
EINECS号：215-168-2;215-275-4;215-570-8
分子式：Fe2O3
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。[2]
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。
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=高温=2Fe+Al₂O₃
Fe₂O₃+3CO=高温=2Fe+3CO₂
2Fe₂O₃+3C=高温=4Fe+3CO₂↑
化学性质
氧化铁与酸反应生成铁盐和水；
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；
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。
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=6Fe₂O₃（条件是高温）
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，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6()0~700℃煅烧制得氧化铁红。其4Fe(NO₃)₃[△]→2Fe₂O₃+12NO₂↑+3O₂↑Fe₂O₃+n H₂O[△]→Fe₂O₃+nH₂O[3]
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==2Fe+3CO₂（高温）
Fe₂O₃+3H₂==2Fe+3H₂O（高温）
2Fe₂O₃+3C==4Fe+3CO₂↑（高温）
Fe₂O₃ + 2Al==2Fe+Al₂O₃（高温）
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℃以上是，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。）
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
Fe₂O₃与Fe₃O4的区别
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Fe₂Fe₃[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。
铁红的磁性
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。
四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体，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]
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。近代测试表明，它实际是铁的混合价态化合物，化学式应为FeⅡFeⅢ[FeⅢO4]。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。
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，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积体之比；
m——试样的质量，g; 0.64——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中南选矿网
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。