三价铁离子是怎样催化过氧化氢分解的？

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2025-02-22 06:33:25

推荐回答（5个）

回答1：

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

回答2：

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

回答3：

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。

回答4：

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。

回答5：

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。

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