Question

铁丝在氧气中燃烧时为什么生成四氧化三铁？

Answer 1

因为在铁燃烧的温度下(约1800度)时,生成Fe3O4是最稳定的
铁与O2反应受温度约束
<1600度 生成Fe2O3
1600~2200度,生成Fe3O4
>2200度,生成FeO
四氧化三铁是铁的一种氧化物，铁元素质量分数介于氧化亚铁(FeO)与氧化铁(Fe2O3)之间，其中部分铁元素显+2价，部分铁元素显+3价，它不是氧化亚铁与氧化铁的简单混合物，而是一种铁酸盐，属纯净物。由于四氧化三铁中铁元素的化合价既有+2价，又有+3价，因此四氧化三铁既具有氧化性，又具有还原性。

Answer 2

铁丝在纯氧中点燃生成四氧化三铁，Fe3O4(+8/3价)可看作一个Fe2O3(+3价)和一个FeO(+2价)。我们知道Fe
+
S
=
FeS
(+2价)
2Fe
+
O2
=
2FeO
(+2价)
2Fe
+
3Cl2
=
2FeCl3
(+3价)
铁丝在纯氧中点燃，纯氧的氧化能力介于S(或者空气)与Cl2之间，所以生成(+2价)和(+3价)
也可以看作是铁被氧气不完全氧化的结果。2价和3价并存。