氧化亞鐵（英語：二價鐵氧化物），又稱為一氧化鐵、黑色氧化鐵、氧化鐵(Ⅱ)和氧鐵，是鐵的氧化物之一，分子式為FeO，摩爾質量為71.85 g/摩爾，無天然礦物存在，常溫下，氧化亞鐵外觀呈現為黑色立方晶系結晶或粉末，不溶于水、乙醇和堿性溶液，但可溶于酸，在低于200K時，氧化亞鐵的晶體結構會發生微小變化，變為菱方，并且具有反鐵磁性。此外，氧化亞鐵為強堿性物質，當冷卻到830 K以下時，氧化亞鐵會發生歧化反應生成磁鐵礦（四氧化三鐵）和鐵。氧化亞鐵在高溫下可被多種單質還原為金屬鐵，在空氣中易被氧化生成三氧化二鐵或四氧化三鐵。
氧化亞鐵工業上常通過隔絕空氣條件下加熱草酸亞鐵制得，或在還原焰中加熱氧化鐵得到，也可直接由單質鐵在低分壓氧氣中加熱至575℃再快速冷卻制備。氧化亞鐵的用途廣泛，常被用作催化劑、瓷坯及瓷釉的著色劑、制備含鐵催化劑和亞鐵鹽的原料，并且常與三氧化二鐵及其他礦物顏料配合使用。此外，氧化亞鐵還被廣泛用于制造玻璃和霓虹燈的電極發射層等領域，并可用作固體推進劑的燃速催化劑。
物質結構
氧化亞鐵為黑色的氯化鈉型立方晶系結晶，每個鐵原子周圍連接著6個氧原子形成八面體型配位，每個氧原子周圍也以同樣的情況連接著6個鐵原子。為了形成最緊密堆積，保持氧化亞鐵晶體的電中性，通常部分Fe2?會轉化為Fe3?，從而使得氧化亞鐵晶體偏離理想配比，即氧原子數多于鐵原子，而不是以1:1的理想配比存在，由于氧化亞鐵中的氧原子數總是多于鐵原子，因此常以“FeO”、FexO(x<1)或FeOn(n>1)的形式來表示氧化亞鐵。氧化亞鐵這種非理想配比也使得其氧含量在22.27%到23.92%之間變化，相應的晶格常數也在0.4301nm到0.42816nm之間變化，這時相對密度從5.728變化到5.613。在真空中加熱到800℃以上可使部分氧化亞鐵發生分解反應，生成鐵單質和氧氣，這一過程使得氧化亞鐵層中摻雜進部分鐵電子，從而構成原子（n型）半導體發射層結構，使其發射性能優于純鐵。
在溫度低于200 K時，氧化亞鐵的晶體結構會發生微小變化，變為菱方，并且具有反鐵磁性。
理化性質
氧化亞鐵為堿性氧化物，外觀呈現為黑色立方晶系結晶或粉末，可含2個或4個結晶水，密度為5.7 g/cm3，熔點為1377 ℃，溫度低于198 K時表現為反鐵磁性，不溶于水、乙醇和堿性溶液，但可溶于酸，生成亞鐵鹽，FeO在低于575℃的條件下具有熱不穩定性，可以分解生成鐵和Fe3O4，但從570 ℃驟冷時能夠抑制該分解反應的發生速度，當溫度升至3414℃時氧化亞鐵開始氣化并發生分解反應，生成鐵單質和氧氣。
分解反應
當在真空中加熱到800℃以上時，可使部分氧化亞鐵發生分解反應，生成鐵單質，并放出氧氣。反應的表達式如下:
歧化反應
當溫度低于830K時，氧化亞鐵可發生歧化反應生成磁鐵礦（四氧化三鐵）和鐵。反應的表達式如下:
與水反應
氧化亞鐵不溶于水，但當溫度升至350℃時，可與水發生反應，生成四氧化三鐵，并放出氫氣。反應的表達式如下：
與非金屬單質反應
碳
在轉爐內，氧化亞鐵可與碳單質發生反應生成鐵單質，并放出一氧化碳氣體，該反應為放熱反應。在高爐內，則需加熱至950℃以上才可發生該反應。反應的表達式如下
轉爐內：
高爐內：
硅
氧化亞鐵可與硅反應得到鐵單質和二氧化硅，該反應為吸熱反應。反應的表達式如下：
磷
氧化亞鐵可與磷發生反應，生成鐵單質和五氧化二磷，該反應為吸熱反應。反應的表達式如下：
與金屬單質反應
錳
氧化亞鐵可與錳發生反應，生成鐵單質和氧化錳，該反應為吸熱反應。反應的表達式如下：
鋁
氧化亞鐵可與金屬鋁發生反應，生成鐵單質和氧化鋁，該反應為吸熱反應。反應的表達式如下：
與非金屬單質氧化物反應
一氧化碳
常溫下，氧化亞鐵與一氧化碳反應生成Fe?、二氧化碳和一氧化碳。當加熱至950℃以上時，產物中的Fe?轉變為Fe，同時，二氧化碳含量減少，一氧化碳含量升高。該反應為吸熱反應。反應的表達式如下：
二氧化碳
氧化亞鐵為強堿性物質，能夠迅速吸收二氧化碳，與其反應生成四氧化三鐵和一氧化碳。反應的表達式如下：
二氧化硅
氧化亞鐵可與二氧化硅發生反應，生成硅酸鐵，該反應為放熱反應，反應的表達式如下：
五氧化二磷
氧化亞鐵可與五氧化二磷發生反應，生成磷酸鐵，該反應為吸熱反應，反應的表達式如下：
與酸反應
鹽酸
氧化亞鐵可溶于鹽酸，并與鹽酸發生反應，生成氯化亞鐵和水，反應的表達式如下：
硫酸
氧化亞鐵可溶于硫酸，并與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵，但當反應體系中有磷酸參與反應時，則會生成Fe2(SO4)3·9H2O。反應的表達式如下：
硝酸
氧化亞鐵可溶于硝酸，常溫下，氧化亞鐵與硝酸反應生成硝酸鐵和二氧化氮，但當加熱時，氧化亞鐵則與稀硝酸反應生成硝酸鐵、一氧化碳和水。反應的表達式如下：
與磷、氧化鈣反應
在高溫條件下，氧化亞鐵可與磷單質和氧化鈣反應生成鐵單質和磷酸鈣，該反應為吸熱反應。反應的表達式如下：
制備方法
氧化亞鐵沒有天然產品，只能通過人工合成制備。
三氧化二鐵還原制備法
鐵粉還原法
該方法通過在900℃時加熱使三氧化二鐵和鐵粉（使用前需在一定溫度下用氣體除去鐵粉表面的氧化膜）發生反應來制備氧化亞鐵，制備過程中通過向反應體系中通入氣以排除體系內空氣，防止氧化亞鐵被進一步氧化。
(1)
?(2)
但由于（1）式中得到的磁鐵礦（四氧化三鐵）呈穩定狀態，所以式（2）的反應難以進行，進而導致鐵粉用量遠大于理論的化學計算量，以及生成的氧化亞鐵純度較低，含有四氧化三鐵和金屬鐵等雜質。
氫氣還原法
該方法通過向三氧化二鐵中通入氫氣，使其發生還原反應生成氧化亞鐵。還原過程通常在700~800℃之間進行。在827℃時，其平衡常數（即，K=P(水)/(氫氣)）為2.74，而在同樣溫度下由氧化亞鐵還原金屬時的平衡常數為 0.504。因此在上述溫度下制備氧化亞鐵時，水蒸氣與氫氣的濃度比應控制在2.74~0.504之間。
熱分解制備法
該方法利用草酸亞鐵在隔絕空氣條件下發生熱解反應制備氧化亞鐵。即，先將草酸亞鐵（FeC?O??2H?0）在真空中加熱使其充分脫水后，將脫水后的試樣（FeC?O?）裝入鐵堝中，并將鐵坩堝放到反應管中，加熱使其發生熱分解反應，即可制得氧化亞鐵。制備過程中通過向反應體系中通入氬以排除體系內空氣，防止氧化亞鐵被進一步氧化。
通過上述熱分解反應產生的氣體為混合氣體（CO:CO? =1:1 ），可提供無氧環境，進一步防治氧化亞鐵被氧化。可以通過將分解產生的氣體盡快排出，使氧氣分壓處于低真空狀態或在惰性氣體流通的情況下進行反應等方法加速該制備過程。該方法制得的氧化亞鐵的純度高，并且經過X射線測試，證明得到的生成物（方鐵礦）與氧化亞鐵非常相似。
當溫度低于570℃時，氧化亞鐵為不穩定相，容易分解為 α-Fe 和Fe?O?，但從 570℃ 驟冷時卻能夠抑制氧化亞鐵的分解。因此，不論利用何種方法制備氧化亞鐵，均要注意及時冷卻，否則生成物中容易帶有 α-Fe 和Fe?O?，使氧化亞鐵純度降低。
測定方法
鄰菲羅啉分光光度法
該方法通過將試樣經硫酸氫氟酸處理后制成溶液，利用其在pH=3~9的溶液中，鄰菲羅啉與亞鐵離子發生的顯色反應具有很強的選擇性，而且生成的紅色配位化合物非常穩定，在510 nm（可見光）處具有最大吸收峰的特點，通過測定待測試樣溶液的吸光度可以得到氧化亞鐵的含量。
重鉻酸鉀直接滴定法（氧化還原滴定法）
該方法將含有氧化亞鐵的待測試樣用氫酸-硫酸混合溶液進行快速分解，在硫、磷混合酸的存在下，以二苯胺磺酸鈉為指示劑，用重鉻酸鉀標準溶液直接滴定待測溶液至其呈現穩定的紫色（三十秒內不褪色），即為到達滴定終點，最后通過計算可得到氧化亞鐵含量。反應表達式如下：
為了防止在分解過程中待測試樣中的亞鐵離子被氧化，可先向待測試樣中加入近沸的硫酸，再加入氫氟酸，然后迅速將其加熱至沸騰狀態，利用溶解試樣時產生的大量混合酸蒸汽來防止氧化亞鐵被進一步氧化，避免增大測定誤差。并通過加入飽和硼酸除去剩余的氟化物對滴定過程的干擾。
硫酸亞鐵銨間接滴定法
該方法首先在待測試樣中加入一定量的偏釩酸銨，然后，在室溫條件下用氫氟酸浸取分解試樣，此時，被溶解的亞鐵離子被偏釩酸氧化為三價鐵離子
再用硫酸亞鐵銨標準溶液返滴定剩余的偏釩酸銨溶液，依據滴定等量偏釩酸銨消耗的硫酸亞鐵銨標準溶液量與滴定剩余的偏釩酸銨消耗的硫酸亞鐵銨標準溶液量之差，即可計算得到氧化亞鐵含量。
在滴定前，可通過加入硼酸，使其通過生成氟硼酸來掩蔽氟化物，來防止氟離子干擾滴定反應，造成測量誤差。
應用領域
氧化亞鐵常被用作催化劑、瓷坯及瓷釉的著色劑、制備含鐵催化劑的原料、制備亞鐵鹽的原料、以及用于制造玻璃、搪瓷、煉鋼和霓虹燈的電極發射層等。此外，氧化亞鐵還常與氧化鐵及其他礦物顏料相結合使用。
安全事宜
毒性
研究數據表明，氧化亞鐵不屬于人類致癌物，其人體吸入的最高容許濃度TLV-TWA（以可吸入粉塵計，8小時時間加權平均值）為5 mg/立方米 。
偏移限制建議：在一個工作日內，人體吸入氧化亞鐵的總含量不超過平均閾值（TLV-TWA）的前提下，人體吸入氧化亞鐵的暴露水平的偏差不得超過TLV-TWA的3倍，總共不超過30分鐘，并且在任何情況下都不應超過TLV-TWA的5倍。
以鼠為實驗對象，其口服氧化亞鐵的LD??（半數致死量）毒性數值>15 g/kg。
健康危害
氧化亞鐵燃燒時會產生具有刺激性和腐蝕性的有毒氣體，人體吸入后會對肺部和胃腸道產生嚴重刺激 ，甚至導致患上鐵肺塵病。此外，空氣中的氧化亞鐵顆粒在分散時可以迅速達到有害濃度，特別是如果粉末狀，則其達到有害濃度的速度更快。因此，長期或反復接觸氧化亞鐵，可能會導致人體裸露在外的皮膚和眼睛受到嚴重灼傷。
防護措施
使用氧化亞鐵期間禁止吃東西、飲水和吸煙，操作結束后后應及時清洗手和臉。
吸入防護：20℃時，氧化亞鐵的蒸發可忽略不計，但容易擴散，尤其是為粉末狀的氧化亞鐵可較快地達到空氣中顆粒物有害濃度，因此，應當注意防止粉塵擴散，避免吸入細微顆粒和霧氣，使用局部排氣或呼吸保護裝置；
手部防護：佩戴防護手套；
皮膚防護：在沒有火災危險的情況下，應當穿著特定的化學防護服；
眼部防護：佩戴安全護目鏡。
急救措施
當因吸入氧化亞鐵引發中毒時，應當立即將患者轉移至空氣流通處，評估患者的呼吸功能和脈搏，確保患者呼吸沒有受阻。當患者呼吸急促或呼吸困難時，要立即進行吸氧；當患者呼吸停止時，要立即進行人工呼吸。并始終安撫患者情緒，使其盡量保持冷靜和身體感到溫暖，立即送醫治療；
當因攝入氧化亞鐵引發中毒時，應立即讓患者用清水進行漱口，如果患者可以吞咽，有強烈的咽炎，并且不流口水，可給予患者5-200毫升/公斤的水進行稀釋，安撫患者情緒，使其盡量保持冷靜和身體感到溫暖，并立即送醫治療；
當氧化亞鐵進入眼睛時，應立即用大量流動清水沖洗眼睛（允許情況下，可小心摘除隱形眼鏡）至少二十分鐘，安撫患者情緒，使其盡量保持冷靜和身體感到溫暖，并立即送醫治療，在就醫過程中連續使用生理鹽水沖洗眼睛；
當皮膚直接接觸氧化亞鐵導致燒傷時，首先將受傷者身上被污染的衣服和鞋子脫下，用大量流動清水沖洗皮膚，安撫患者情緒，使其盡量保持冷靜和身體感到溫暖，并立即送醫治療。
火災風險
氧化亞鐵不溶于水，但在高溫時與水接觸時可能會導致其與水發生劇烈或爆炸性反應。氧化亞鐵與潮濕空氣或濕氣接觸可能會被點燃，導致其迅速燃燒。
當氧化亞鐵被加熱至一定溫度或卷入火災時可能會導致其發生爆炸性分解。滅火后也可能重新被點燃。裝有氧化亞鐵的容器在加熱時可能會發生爆炸。
消防措施
當火災發生時，請勿直接向氧化亞鐵上噴灑水或二氧化碳，避免其與水或二氧化碳接觸發生反應，從而引發更大危險。如果氧化亞鐵周圍發生火災，所有類型滅火劑均可使用。并且，可在保證安全的前提下將未損壞的容器從火災區域移開。如果坦克、軌道車或油罐車卷入火災，應當向各個方向隔離 800 米（1/2 英里），并考慮向各個方向初步疏散800 米（1/2 英里），始終從最遠距離處開始滅火。此外，用大量水冷卻涉及容器，直至熄滅，并注意勿將水引向泄漏源或安全裝置，始終遠離被火吞沒的坦克、軌道車等設施。
儲存運輸
氧化亞鐵暴露于空氣中，極易被空氣中的氧氣氧化變質，或因吸收二氧化碳而變質，因此，需將其貯存在隔絕空氣的密閉環境內。
由于，氧化亞鐵可溶于酸生成亞鐵鹽，因此，在貯存和運輸過程中應避免與酸性物質接觸，避免氧化亞鐵變質。
參考資料 >
Ferrous oxide | FeO - PubChem.PubChem.2023-02-17
MyChemicals.CAMEO Chemicals.2023-02-17