还原性酸和氧化性酸：揭秘酸的种类与特性

实验室经常使用锌粒与稀硫酸来产生氢气，这是基于以下的化学反应：

Zn + H2SO4（稀） = ZnSO4 + H2↑

如果我们尝试使用锌粒与浓硫酸反应，却无法得到氢气。相反，会发生其他的化学反应，例如：

Zn + 2H2SO4(浓) = ZnSO4 + SO2↑ + 2H2O

以及

3Zn + 4H2SO4(浓) = 3ZnSO4 + S↓ + 4H2O

4Zn + 5H2SO4(浓) = 4ZnSO4 + H2S↑ + 4H2O

在加热条件下，锌与浓硫酸反应时，主要产生的是SO2，但也会有单质硫和硫化氢生成。

显然，锌与稀硫酸的反应是一种置换反应，氧化还原反应发生在锌原子和氢离子之间。而与浓硫酸的反应则涉及到硫酸分子的中心原子S+6。这就引发了一个问题：同样是硫酸，为什么稀硫酸中的硫元素没有氧化性，而浓硫酸中的硫元素却具有氧化性呢？为了解答这个问题，我们需要首先关注硫酸分子的状态。

硫酸是一种强电解质，当溶于水时，它可以认为是完全电离的：

H2SO4 = 2H+ + SO42-

在稀硫酸中，硫酸以离子状态存在。浓硫酸的电离程度较低，大部分以H2SO4分子状态存在。我们讨论的关键是SO42-和H2SO4分子的氧化性如何。

从结构上看，SO42-和H2SO4分子的结构是不同的：SO42-是对称的正四面体结构，而H2SO4则是不对称的分子。这种结构上的差异导致了它们在性质上的不同。

具体来说，在硫酸分子中，由于H+很小并且具有强烈的极化作用（可以使O2-变形），它可以钻进O2-的电子云中，中和部分负电荷，从而减弱O2-与中心原子S+6的结合力。当硫酸分子中的两个氢离子分别钻进两个O2-时，会使SO42-的结构变得不对称，稳定性被。硫酸分子中的S+6很容易接受外来的电子而被还原，这就是浓硫酸具有氧化性的原因。

在稀硫酸中，由于几乎完全电离，SO42-形成稳定的水合离子，且其结构对称，因此没有O2-离子，也就没有氧化性。同样地，其含氧酸盐在水溶液中电离出来的酸根也没有氧化性，这也是因为酸根具有对称性的缘故。稀硫酸与金属反应时表现出的氧化性，是由于金属与稀硫酸电离出来的氢离子反应造成的。稀硫酸的氧化作用是一般酸类共有的性质。

由于浓硫酸和稀硫酸的氧化性不同，在解题时，如果文字叙述中没有明确指出是“稀”还是“浓”，我们需要在方程式中加以标注，以便区分。