氯化铁催化过氧化氢分解实验的异常现象探究

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氯化铁催化过氧化氢分解实验的异常现象探究

查字典化学网 2013-04-28

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氯化铁催化过氧化氢分解实验的异常现象探究（董葵娜浙江省奉化中学）

苏教版化学2（必修）第29页[实验3]：用氯化铁作催化剂探究不同浓度的过氧化氢分解反应速率的快慢。笔者在实验过程中发现异常现象：将几滴氯化铁溶液滴到5mL双氧水溶液中，溶液颜色立刻变为棕黄色。双氧水是无色的，0.2mol/L的氯化铁溶液是黄色的，怎么两者加在一起就变为棕黄色了呢？对此，笔者有各种猜想，并用实验加以验证。

猜想一、双氧水分解是放热反应，温度升高，促使Fe³⁺水解为Fe(OH)₃，棕黄色是由Fe(OH)₃引起的。

实验过程	实验现象	结论
取一支试管加入5mL12%过氧化氢溶液，置于冰水中，滴入5滴氯化铁溶液	产生少量气泡，溶液变为棕黄色	溶液呈现棕黄色，并不是由Fe³⁺水解引起的。
取一支试管加入5mL12%过氧化氢溶液，置于热水中，滴入5滴氯化铁溶液	产生大量气泡，溶液变为棕黄色
取一支试管加入5mL12%过氧化氢溶液，滴入5滴氯化铁溶液，测量温度	产生少量气泡，溶液变为棕黄色，经过3分钟温度由14.9℃上升到15.7℃
取一支试管加10mL0.2mol/L氯化铁溶液，置于30℃的水浴中，经过3分钟	溶液颜色几乎无变化

猜想二、过氧化氢中有碱性物质，导致Fe³⁺与OH-结合为Fe(OH)₃，棕黄色是由Fe(OH)₃引起的。

实验步骤	现象	结论
用玻璃棒蘸取12%过氧化氢溶液，点在PH试纸上	试纸显橙红色	过氧化氢中无碱性物质存在，溶液为弱酸性。

猜想三、反应过程中形成的“中间活化络合物”导致溶液变为棕黄色。

实验步骤	现象	结论
取一支试管加入5mL12%过氧化氢溶液，滴入5滴氯化铁溶液，再加入2滴KSCN溶液	溶液由棕黄色变为血红色，震荡，溶液又由血红色恢复为棕黄色	溶液呈现棕黄色是由反应过程中形成的“中间活化络合物”导致的。
取一支试管加10mL0.2mol/L氯化铁溶液，置于60℃的水浴中，至不再产生气泡，再加入2滴KSCN溶液	溶液由棕黄色变为血红色，溶液颜色不再变化
取一支试管加入5mL12%过氧化氢溶液，加入5滴2moL/L盐酸，滴入5滴氯化铁溶液，再加入2滴KSCN溶液	溶液由浅黄色变为血红色，震荡，溶液又由血红色恢复为浅黄色

[理论解释] H₂O₂是二元弱酸，能发生电离H₂O₂ ——> HO₂^-+ H+，该过程产生HO₂^-，而Fe³⁺外层有空的轨道可以与HO₂^-形成中间活化物，该物质在水溶液呈现棕黄色。

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