题目

判断Fe3+、Mn2+、Cr3+能否加速H2O2的分解,如果能请以Fe3+为例分析分解过程.
H2O2/H2O 电对的Eq = 1.76V O2/H2O2电对的Eq =0.70 V
Fe3+/Fe2+电对的Eq = 0.77 V MnO2/Mn2+电对的Eq =1.23 V
Cr2O72―/Cr3+电对的Eq = 1.36V
请以简单电对计算说明

提问时间：2021-01-07

答案

能.以Fe3+为例

考虑反应 2Fe3+ + H2O2 = 2Fe2+ + 2H+ + O2,正极Fe3+/Fe2+,0.77V,负极O2/H2O2,0.70V,正极>负极,反应能够自发进行.也就是说,Fe3+能够氧化H2O2.
再考虑反应 2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O,正极H2O2/H2O,1.76V,负极Fe3+/Fe2+,0.77V,正极>负极,反应能够自发进行.也就是说,H2O2能够氧化Fe2+.

以上分析表明,上述2个反应都能自发进行.将这两个反应合并,总反应就是
2H2O2 = 2H2O + O2
这就是H2O2的分解反应.所以Fe3+将H2O2的分解反应拆成了2个子反应分别进行,但反应前后Fe3+不变,也就是说Fe3+是H2O2分解反应的催化剂.Fe3+的存在降低了H2O2分解反应的活化能,提高了反应速率.

Mn2+也是一样.关键在于MnO2/Mn2+的电极电势落在H2O2/H2O的电极电极电势（1.76V）和O2/H2O的电极电势（0.70V）之间,使得Mn2+可以被H2O2氧化,而同时MnO2又可以氧化H2O2,从而催化H2O2的分解.Cr3+也是同理.

推而广之,相关电极电势落在1.76V和0.70V之间的物质,都可以催化H2O2的分解.