涉及具体的量之前先考虑2条方程式:
Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2+2H2O
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(气体)
浓硫酸氧化锌的同时产生水,浓度下降,当变成稀硫酸的时候只发生简单的置换,不再有氧化还原反应.现在只需要知道在什么浓度的时候硫酸的氧化性不足以氧化锌,则可以用方程求解被还原的硫酸的量.
为了计算方便,现在假设你给出的浓硫酸是浓度100%的发烟硫酸,不发生氧化还原反应的下限取浓硫酸的定义大于等于70%.设被还原的硫酸物质的量为X,易知产生的水为2X,由于我们前面讨论的浓度是重量百分浓度,忽略水的蒸发,可以得到以下等式:
(100-X)*98/(2X*18)+(100-X)*98+(X)*161=70%
等式的含义是:100-X是只参加简单置换反应的硫酸的量,乘以98是这部分硫酸的质量,2X*18是反应过程中产生的水的总质量,161*X是当时溶液中硫酸锌的质量,(也许可以忽略硫酸锌的质量?中学的化学应该不考存在2种溶质以上的溶液吧?)根据溶液浓度的定义得到等式左边,而右边则是浓硫酸的定义下限70%.
具体计算过程你自己做吧.
如果你的老师所指的浓硫酸是98.3%的,则需要多计算一步在反应前含有的水的量和纯硫酸的量来替换上面等式的数值.由于浓硫酸和锌氧化还原的下限浓度没有查到,所以引用了浓硫酸的定义下限浓度,实际情况应该不是这样的.由于不同金属的还原性不同,和浓硫酸氧化还原的下限浓度也各不相同,如果这是计算题,这个下限浓度应该作为条件给出.
