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  • 判斷Fe3+、Mn2+、Cr3+能否加速H2O2的分解,如果能請(qǐng)以Fe3+為例分析分解過程.

    判斷Fe3+、Mn2+、Cr3+能否加速H2O2的分解,如果能請(qǐng)以Fe3+為例分析分解過程.
    H2O2/H2O 電對(duì)的Eq = 1.76V O2/H2O2電對(duì)的Eq =0.70 V
    Fe3+/Fe2+電對(duì)的Eq = 0.77 V MnO2/Mn2+電對(duì)的Eq =1.23 V
    Cr2O72―/Cr3+電對(duì)的Eq = 1.36V
    請(qǐng)以簡單電對(duì)計(jì)算說明
    化學(xué)人氣:461 ℃時(shí)間:2020-05-13 00:57:05
    優(yōu)質(zhì)解答
    能.以Fe3+為例

    考慮反應(yīng) 2Fe3+ + H2O2 = 2Fe2+ + 2H+ + O2,正極Fe3+/Fe2+,0.77V,負(fù)極O2/H2O2,0.70V,正極>負(fù)極,反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行.也就是說,Fe3+能夠氧化H2O2.
    再考慮反應(yīng) 2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O,正極H2O2/H2O,1.76V,負(fù)極Fe3+/Fe2+,0.77V,正極>負(fù)極,反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行.也就是說,H2O2能夠氧化Fe2+.

    以上分析表明,上述2個(gè)反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行.將這兩個(gè)反應(yīng)合并,總反應(yīng)就是
    2H2O2 = 2H2O + O2
    這就是H2O2的分解反應(yīng).所以Fe3+將H2O2的分解反應(yīng)拆成了2個(gè)子反應(yīng)分別進(jìn)行,但反應(yīng)前后Fe3+不變,也就是說Fe3+是H2O2分解反應(yīng)的催化劑.Fe3+的存在降低了H2O2分解反應(yīng)的活化能,提高了反應(yīng)速率.

    Mn2+也是一樣.關(guān)鍵在于MnO2/Mn2+的電極電勢落在H2O2/H2O的電極電極電勢(1.76V)和O2/H2O的電極電勢(0.70V)之間,使得Mn2+可以被H2O2氧化,而同時(shí)MnO2又可以氧化H2O2,從而催化H2O2的分解.Cr3+也是同理.

    推而廣之,相關(guān)電極電勢落在1.76V和0.70V之間的物質(zhì),都可以催化H2O2的分解.
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