Question

为什么铁和氧气点燃生成四氧化三铁而不是氧化铁

Answer 1

首先四氧化三铁是氧化铁与氧化亚铁的混合物。氧化铁中铁是正三价，氧化亚铁中铁是正二价。
铁在氧气中燃烧的时候，铁是被剧烈的氧化（即这时氧气的氧化性极强），所以铁会被氧化为正三价的铁，但是由于这个反应过程十分剧烈且迅速，所以会有一部分铁无法充分的反应而生成了部分的正二价铁，最终就形成了四氧化三铁铁的产物。
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Answer 2

燃烧反应生成的氧化物，一定是趋向最稳定的氧化物。而四氧化三铁的化学性质，要比三价铁和两价铁的氧化物要稳定。
实际上氧气是可以将铁氧化为3价的。但在高温下，三价铁对铁具有较强的氧化作用，但不能将铁氧化成三价铁，只能将铁氧化为8/3价，而三价铁被还原为8/3，这样就形成了四氧化三铁。而四氧化三铁具有化学的稳定性，氧气不能将其继续氧化。
以上可知，四氧化三铁并非是由氧化亚铁和氧化铁构成的，其中铁的化合价是8/3价。