三价铁离子是怎样催化过氧化氢分解的?

先是Fe3+水解生成Fe(OH)₃。过氧化氢有弱酸性,与Fe(OH)₃反应生成铁的过氧化物。铁的过氧化物与水反应重新生成Fe(OH)₃,同时有O₂生成。最后H+和Fe(OH)₃反应重新生成Fe3+。从而Fe3+在此过程中只起到催化作用。 

催化机理的相关内容这是和Fe本身的电子层结构有关,Fe原子中具有一些空轨道,能够形成配位型催化活性中心。

亚铁离子一般呈浅绿色,有较强的还原性,能与许多氧化剂反应,如氯气,氧气等。因此亚铁离子溶液最好现配现用,储存时向其中加入一些铁粉(铁离子有强氧化性,可以与铁单质反应生成亚铁离子) 亚铁离子也有氧化性,但是氧化性比较弱,能与镁、铝、锌等金属发生置换反应

扩展资料:

纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体,可任意比例与水混溶,是一种强氧化剂,水溶液俗称双氧水,为无色透明液体。其水溶液适用于医用伤口消毒及环境消毒和食品消毒。

在一般情况下会缓慢分解成水和氧气,但分解速度极其慢,加快其反应速度的办法是加入催化剂——二氧化锰等或用短波射线照射。

纯过氧化氢是淡蓝色的粘稠液体,熔点-0.43 °C,沸点150.2 °C,纯的过氧化氢其分子构型会改变,所以熔沸点也会发生变化。凝固点时固体密度为1.71g/cm³,密度随温度升高而减小。它的缔合程度比H2O大,所以它的介电常数和沸点比水高。

参考资料来源:百度百科--过氧化氢

参考资料来源:百度百科--铁离子

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第1个回答  推荐于2018-03-14
最通俗的解释先是Fe3+水解生成Fe(OH)3。过氧化氢有弱酸性,与Fe(OH)3反应生成铁的过氧化物。铁的过氧化物与水反应重新生成Fe(OH)3,同时有O2生成。最后H+和Fe(OH)3反应重新生成Fe3+。从而Fe3+在此过程中只起到催化作用。 催化机理的相关内容这是和Fe本身的电子层结构有关,Fe原子中具有一些空轨道,能够形成配位型催化活性中心

Fe为26号元素 电子层结构 如下,上一行为轨道,下一行为轨道中的电子数
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p
2 2 6 2 6 2 6 0
以上是按能量来排的,但最先失去的是4s,2个电子,成Fe2+,而3d中6个电子容易失去1个形成半满结构,得Fe3+
因此Fe3+电子如下
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p
2 2 6 2 6 0 5 0
这里4s,4p都是空着的,3d是半空的,因此能够提供空轨道,以形成催化活性中心,配位点
氯则不行,Cl-电子如下
1s 2s 2p 3s 3p
2 2 6 2 6
要是不明白我也帮不了你,大学里面有一门学科专门研究催化化学,有兴趣就读那一门吧!现在研究涉及催化机理的范围还是很少的,很多现象都无法解释,希望您就不要深究了 如有疑问欢迎追问,谢谢 如果满意,希望采纳,谢谢本回答被网友采纳
第2个回答  2023-07-14

三价铁离子(Fe3+)可以催化过氧化氢(H2O2)的分解反应。这个反应被称为铁催化的过氧化氢分解反应。


                                   

催化剂是在化学反应中起催化作用的物质。在过氧化氢分解反应中,三价铁离子充当了催化剂的角色。具体而言,铁离子提供了一个表面为反应物分子吸附并发生反应的场所,以促进过氧化氢的分解。

铁离子可以通过以下几个步骤催化过氧化氢的分解:

1. 吸附:三价铁离子首先与过氧化氢分子发生吸附作用,使它们在催化剂表面上聚集。

2. 活化:吸附在铁离子表面的过氧化氢发生解离,将其分解为氢离子(H+)和超氧自由基(O2^-)。

H2O2 --> H+ + HO2^-

3. 反应促进:铁离子提供了一个适合的反应环境,使超氧自由基(O2^-)迅速地与另一个吸附在铁离子表面的过氧化氢分子发生反应,生成水(H2O)和氧气(O2)。

2HO2^- --> H2O + O2

4. 解吸:在反应结束后,生成的水和氧气从催化剂表面解吸,使铁离子重新可用于催化下一轮的反应。

总结起来,三价铁离子作为催化剂通过吸附和提供反应环境等步骤,促进过氧化氢分解反应的进行。催化剂并不直接参与反应,也不会在反应中消耗,所以可以反复使用,起到提高反应速率和效率的作用。

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第3个回答  2023-07-24

三价铁离子(Fe3+)可以作为过氧化氢(H2O2)分解反应的催化剂。其催化反应机理如下:

    初始步骤:Fe3+与过氧化氢发生配位反应,形成一个过渡态络合物: Fe3+ + H2O2 → [Fe(H2O2)5]2+

    电荷迁移:通过电子转移,Fe3+将电子传递给过氧化氢分子,导致氧-氧键断裂,产生一个羟基自由基(·OH): [Fe(H2O2)5]2+ → [Fe(H2O2)4OH]+ + ·OH

    铁离子再生:铁离子通过氢氧离子(OH-)与另一个过氧化氢分子反应,生成水和Fe3+: [Fe(H2O2)4OH]+ + OH- + H2O2 → Fe3+ + 2H2O

    这个催化过程中,铁离子循环地接受和释放电子,起到催化过氧化氢分解的作用。羟基自由基(·OH)是一种高度活性的氧化剂,可以进一步参与其他化学反应,如氧化有机物质。

    催化分解过氧化氢的反应可以用化学方程式表示为: 2H2O2 → 2H2O + O2

    其中,铁离子(Fe3+)作为催化剂参与反应,但在反应过程中并未被消耗。

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第4个回答  2023-07-27
三价铁离子(Fe^3+)可以作为催化剂促进过氧化氢(H2O2)的分解反应。催化剂作用下,反应速率会显著增加。

具体过程如下:

1. 开始时,三价铁可以与过氧化氢形成一个配合物:Fe^3+ + H2O2 --> [Fe^3+ - H2O2]。该配合物中的过氧化氢与三价铁之间存在相互作用。

2. 配合物的形成使得过氧化氢分子更容易分解为水和氧气:[Fe^3+ - H2O2] --> Fe^3+ + HO· + HO·。

3. 这里的HO·是氢氧自由基,它是高度活性的物质。HO·可以进一步与另一个过氧化氢分子发生反应:HO· + H2O2 --> H2O + O2。

总的反应方程式可表示为:
2H2O2 --> 2H2O + O2。

综上所述,三价铁离子通过与过氧化氢形成配合物,增加了反应中生成氢氧自由基的速率,从而加速了过氧化氢的分解反应。