Hòa tan 50,54 gam hỗn hợp X gồm (Fe, Al) trong dung dịch $H_{2}S{O}_4$ loãng dư thu được V lít khí $H_2$ (đktc) và dung dịch A, cô cạn dung dịch A thu được 178,22 gam hỗn hợp muối. Giá trị của V là

I. Axit clohiđric (công thức hóa học: HCl)

- Khi hòa tan khí hiđro clorua (HCl, thể khí) vào nước ta thu được dung dịch axit clohiđric (HCl, thể lỏng).

- Dung dịch HCl đậm đặc là dung dịch bão hòa hiđro clorua, có nồng độ khoảng 37%, từ đây ta có thể pha chế thành dung dịch HCl có nồng độ khác nhau.

1. Tính chất hóa học:

Axit clohiđric có đầy đủ tính chất của một axit mạnh.

a) Làm đổi màu quỳ tím thành đỏ:

Hình 1: HCl làm đổi màu quỳ tím

b) Tác dụng với nhiều kim loại (Mg, Al, Zn, Fe,...) tạo thành muối clorua và giải phóng khí hiđro

Ví dụ:

Hình 2: Mg tác dụng với HCl

Chú ý:

- Các kim loại Hg, Cu, Ag, Au, Pt …không tác dụng với HCl.

- Các kim loại có nhiều hóa trị  như Fe, Cr … khi tác dụng với HCl thu được muối trong đó kim loại ở mức hóa trị thấp. Ví dụ:

2HCl + Fe → Fe$C{l}_2$ + H2 (↑)

c) Tác dụng với bazơ tạo thành muối clorua và nước.

Ví dụ:

d) Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối clorua và nước.

Ví dụ:

e) Tác dụng với một số muối tạo thành muối clorua và axit mới

Ví dụ:

Hình 3: CaC$O_3$ tác dụng với HCl

2. Ứng dụng.

Axit clohiđric dùng để:

- Điều chế các muối clorua.

- Làm sạch bề mặt kim loại trước khi hàn.

- Tẩy gỉ kim loại trước khi sơn, tráng, mạ kim loại.

- Dùng trong chế biến thực phẩm, dược phẩm…

II. Axit sunfuric (công thức hóa học $H_2$S$O_4$)

1. Tính chất vật lí

- Axit $H_2$S$O_4$ là chất lỏng sánh, không màu, nặng gấp hai lần nước (ở nồng độ 98% có d = 1,83 g/cm3), không bay hơi, tan dễ dàng trong nước và tỏa rất nhiều nhiệt.

- Để pha loãng axit sunfuric đặc an toàn: Rót từ từ axit đặc vào bình đựng sẵn nước rồi khuấy đều bằng đũa thủy tinh. Tuyệt đối không được làm ngược lại.

Hình 4: Cách pha loãng $H_2$S$O_4$ đặc

2. Tính chất hóa học

Axit $H_2$S$O_4$ loãng và $H_2$S$O_4$ đặc có những tính chất hóa học khác nhau.

a.  Tính chất hóa học của axit $H_2$S$O_4$ loãng: $H_2$S$O_4$ loãng có đầy đủ tính chất của một axit mạnh.

-  Làm đổi màu quỳ tím thành đỏ

- Tác dụng với nhiều kim loại (Mg, Al, Zn, Fe,...) tạo thành muối sunfat và giải phóng khí hiđro.

Ví dụ:

Chú ý: Các kim loại Hg, Cu, Ag, Au, Pt …không tác dụng với $H_2$S$O_4$ loãng.

Khi Fe tác dụng với $H_2$S$O_4$ loãng, sản phẩm thu được là muối sắt (II)

$H_2$S$O_4$ (loãng) + Fe → FeS$O_4$ + $H_2$ (↑)

-  Tác dụng với bazơ tạo thành muối sunfat và nước.

Ví dụ:

-  Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối sunfat và nước.

Ví dụ:

- Tác dụng với một số muối tạo thành muối sunfat và axit mới

Ví dụ:

MgC$O_3$ + $H_2$S$O_4$ → MgS$O_4$ + C$O_2$ ↑ + $H_2$O

b. Axit $H_2$S$O_4$ đặc có tính chất hóa học riêng

-  Tác dụng với kim loại

Axit $H_2$S$O_4$ đặc, nóng tác dụng với nhiều kim loại tạo thành muối sunfat (ứng với hóa trị cao của kim loại nếu kim loại có nhiều hóa trị) và khí sunfurơ (không giải phóng khí hiđro).

Ví dụ:

Hình 4: Phản ứng của Cu với $H_2$S$O_4$

- Tính háo nước

Axit sunfuric đặc chiếm nước kết tinh của nhiều muối ngậm nước, hoặc chiếm các nguyên tố H và O (thành phần của nước) trong nhiều hợp chất.

Ví dụ:

Khi cho axit $H_2$S$O_4$ đặc vào đường, đường sẽ hóa thành than.

Sau đó một phần C sinh ra lại bị H2SO4 đặc oxi hóa:

Hình 5: $H_2$S$O_4$ đặc tác dụng với đường.

3. Ứng dụng

Hàng năm, thế giới sản xuất gần 200 triệu tấn axit $H_2$S$O_4$ .

Axit $H_2$S$O_4$ là nguyên liệu của nhiều ngành sản xuất như sản xuất phân bón, phẩm nhuộm, chế biến dầu  mỏ,..

Hình 6: Sơ đồ về một số ứng dụng của axit sunfuric

4. Sản xuất axit $H_2$S$O_4$ 

Trong công nghiệp, axit sunfuric được sản xuất bằng phương pháp tiếp xúc. Nguyên liệu là lưu huỳnh (hoặc quặng pirit sắt), không khí và nước.

Quá trình sản xuất axit $H_2$S$O_4$ gồm 3 công đoạn sau:

- Sản xuất lưu huỳnh đioxit bằng cách đốt lưu huỳnh hoặc pirit sắt trong không khí;

- Sản xuất lưu huỳnh trioxit bằng cách oxi hóa S$O_2$, có xúc tác là $V_2$$O_5$ ở 450$°$C

                    2S$O_2$+ $O_2$ $\stackrel{t^0,V_2{O}_5}{\to }$  2S$O_3$

Sản xuất axit $H_2$S$O_4$ bằng cách cho S$O_3$ tác dụng với nước:

S$O_3$+ $H_2$O →  $H_2$S$O_4$

5. Nhận biết axit $H_2$S$O_4$ và muối sunfat

- Để nhận ra axit $H_2$S$O_4$ và dung dịch muối sunfat ta dùng thuốc thử là dung dịch muối bari (như Ba$C{l}_2$; Ba(N$O_3$)2 …). Phản ứng tạo thành kết tủa trắng BaS$O_4$ không tan trong nước và trong axit.

Hình 7: Kết tủa trắng BaS$O_4$

- Phương trình hóa học:

Chú ý: Để phân biệt axit sunfuric và muối sunfat, ta có thể dùng một số kim loại như Mg, Zn, Al, Fe …