我不认为氧化铁催化双氧水的分解机理是问题中所描述的那样,因为FeO4(2-)的氧化性实在太强,根本不可能生成;如果真有生成,那溶液应该会出现紫红色;更合理的催化机理是:
(1) 4Fe(3+) + 2H2O2 = 4Fe(2+) + 2H2O + O2
(2) 2Fe(2+) + H2O2 = 2Fe(3+) + 2OH(-)
Fe(3+)/Fe(2+)的电极电势为0.77V;
H2O2作氧化剂时的电极电势为1.76V;
H2O2作还原剂时的电极电势为0.68V;
可见,0.77V正好落在0.68V和1.76V的中间,因此可以完成催化分解;
只是由于0.77V只比0.68V稍大,因此催化效果并不是太好;
更好的催化剂是MnO2,它的MnO2/Mn(2+)电极电势为1.20V,恰好处在0.68V和1.76V的正中间,因此催化效果极好.