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4. $13g$锌与$100g$稀硫酸恰好完全反应。
(1)生成氢气多少克？其在标准状况下体积为多少升？(标况下氢气密度为$0.09g/L$)
(2)原稀硫酸中溶质的质量分数是多少？
(3)反应后所得硫酸锌溶液中溶质的质量分数是多少？(结果精确到$0.1\%$)
(1)生成氢气多少克？其在标准状况下体积为多少升？(标况下氢气密度为$0.09g/L$)
(2)原稀硫酸中溶质的质量分数是多少？
(3)反应后所得硫酸锌溶液中溶质的质量分数是多少？(结果精确到$0.1\%$)
答案
①设生成氢气质量为x，原稀硫酸中溶质的质量为y，生成硫酸锌质量为z。
$\begin{aligned}&Zn &+ &H_2SO_4& = &ZnSO_4 &+ &H_2\uparrow\\&65&&98&&161&&2\\&13g&&y&&z&&x\end{aligned}$
$\frac{65}{13g}=\frac{2}{x}$，得$x = 0.4g$。
标准状况下体积$V=\frac{m}{\rho}=\frac{0.4g}{0.09g/L}\approx4.44L$。
$\frac{65}{13g}=\frac{98}{y}$，得$y = 19.6g$。
原稀硫酸中溶质质量分数$=\frac{19.6g}{100g}×100\% = 19.6\%$。
$\frac{65}{13g}=\frac{161}{z}$，得$z = 32.2g$。
反应后溶液质量$=13g + 100g - 0.4g = 112.6g$。
反应后硫酸锌溶液中溶质质量分数$=\frac{32.2g}{112.6g}×100\%\approx28.6\%$。
综上：
（1）生成氢气$0.4g$，标准状况下体积约为$4.44L$；
（2）原稀硫酸中溶质质量分数是$19.6\%$；
（3）反应后所得硫酸锌溶液中溶质质量分数约是$28.6\%$。
$\begin{aligned}&Zn &+ &H_2SO_4& = &ZnSO_4 &+ &H_2\uparrow\\&65&&98&&161&&2\\&13g&&y&&z&&x\end{aligned}$
$\frac{65}{13g}=\frac{2}{x}$，得$x = 0.4g$。
标准状况下体积$V=\frac{m}{\rho}=\frac{0.4g}{0.09g/L}\approx4.44L$。
$\frac{65}{13g}=\frac{98}{y}$，得$y = 19.6g$。
原稀硫酸中溶质质量分数$=\frac{19.6g}{100g}×100\% = 19.6\%$。
$\frac{65}{13g}=\frac{161}{z}$，得$z = 32.2g$。
反应后溶液质量$=13g + 100g - 0.4g = 112.6g$。
反应后硫酸锌溶液中溶质质量分数$=\frac{32.2g}{112.6g}×100\%\approx28.6\%$。
综上：
（1）生成氢气$0.4g$，标准状况下体积约为$4.44L$；
（2）原稀硫酸中溶质质量分数是$19.6\%$；
（3）反应后所得硫酸锌溶液中溶质质量分数约是$28.6\%$。
5. 实验室取$68g$过氧化氢溶液和$2g$二氧化锰混合制取氧气，充分反应后，称量剩余溶液和滤渣为$68.4g$。
(1)充分反应后，生成氧气的质量为g。
(2)求参加反应的过氧化氢溶液中溶质的质量分数。
(1)充分反应后，生成氧气的质量为g。
(2)求参加反应的过氧化氢溶液中溶质的质量分数。
答案
(1)
根据质量守恒定律，反应前物质的总质量等于反应后物质的总质量，生成氧气的质量为$68g + 2g - 68.4g = 1.6g$。
故答案为：$1.6$。
(2
设参加反应的过氧化氢质量为$x$。
$\begin{aligned}&2H_{2}O_{2}&\overset{MnO_2}=&2H_{2}O + &O_{2}\uparrow \\&68&&&32\\&x&&&1.6g\end{aligned}$
$\frac{68}{32}=\frac{x}{1.6g}$，
解得$x = 3.4g$。
过氧化氢溶液中溶质质量分数为$\frac{3.4g}{68g}×100\% = 5\%$。
答：参加反应的过氧化氢溶液中溶质的质量分数为$5\%$。
根据质量守恒定律，反应前物质的总质量等于反应后物质的总质量，生成氧气的质量为$68g + 2g - 68.4g = 1.6g$。
故答案为：$1.6$。
(2
设参加反应的过氧化氢质量为$x$。
$\begin{aligned}&2H_{2}O_{2}&\overset{MnO_2}=&2H_{2}O + &O_{2}\uparrow \\&68&&&32\\&x&&&1.6g\end{aligned}$
$\frac{68}{32}=\frac{x}{1.6g}$，
解得$x = 3.4g$。
过氧化氢溶液中溶质质量分数为$\frac{3.4g}{68g}×100\% = 5\%$。
答：参加反应的过氧化氢溶液中溶质的质量分数为$5\%$。
6. 有铜锌合金$20g$，放入$148.4g$稀盐酸中恰好完全反应，此时烧杯中溶液与固体的质量为$168g$。
(1)计算合金中铜的质量分数。
(2)计算稀盐酸中溶质的质量分数。
(3)求反应后的溶液中溶质的质量分数。(结果精确到$0.1\%$)
(1)计算合金中铜的质量分数。
(2)计算稀盐酸中溶质的质量分数。
(3)求反应后的溶液中溶质的质量分数。(结果精确到$0.1\%$)
答案
(1)生成氢气的质量：20g + 148.4g - 168g = 0.4g
设参加反应的Zn质量为x，HCl质量为y，生成ZnCl₂质量为z
Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑
65 73 136 2
x y z 0.4g
65/2 = x/0.4g，x=13g
铜的质量：20g - 13g = 7g
铜的质量分数：(7g/20g)×100% = 35%
(2)73/2 = y/0.4g，y=14.6g
稀盐酸溶质质量分数：(14.6g/148.4g)×100%≈9.8%
(3)136/2 = z/0.4g，z=27.2g
反应后溶液质量：148.4g + 13g - 0.4g = 161g
溶质质量分数：(27.2g/161g)×100%≈16.9%
答案：(1)35%；(2)9.8%；(3)16.9%
设参加反应的Zn质量为x，HCl质量为y，生成ZnCl₂质量为z
Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑
65 73 136 2
x y z 0.4g
65/2 = x/0.4g，x=13g
铜的质量：20g - 13g = 7g
铜的质量分数：(7g/20g)×100% = 35%
(2)73/2 = y/0.4g，y=14.6g
稀盐酸溶质质量分数：(14.6g/148.4g)×100%≈9.8%
(3)136/2 = z/0.4g，z=27.2g
反应后溶液质量：148.4g + 13g - 0.4g = 161g
溶质质量分数：(27.2g/161g)×100%≈16.9%
答案：(1)35%；(2)9.8%；(3)16.9%
解析
(1)生成氢气的质量：20g + 148.4g - 168g = 0.4g
设参加反应的Zn质量为x，HCl质量为y，生成ZnCl₂质量为z
Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑
65 73 136 2
x y z 0.4g
65/2 = x/0.4g，x=13g
铜的质量：20g - 13g = 7g
铜的质量分数：(7g/20g)×100% = 35%
(2)73/2 = y/0.4g，y=14.6g
稀盐酸溶质质量分数：(14.6g/148.4g)×100%≈9.8%
(3)136/2 = z/0.4g，z=27.2g
反应后溶液质量：148.4g + 13g - 0.4g = 161g
溶质质量分数：(27.2g/161g)×100%≈16.9%
设参加反应的Zn质量为x，HCl质量为y，生成ZnCl₂质量为z
Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑
65 73 136 2
x y z 0.4g
65/2 = x/0.4g，x=13g
铜的质量：20g - 13g = 7g
铜的质量分数：(7g/20g)×100% = 35%
(2)73/2 = y/0.4g，y=14.6g
稀盐酸溶质质量分数：(14.6g/148.4g)×100%≈9.8%
(3)136/2 = z/0.4g，z=27.2g
反应后溶液质量：148.4g + 13g - 0.4g = 161g
溶质质量分数：(27.2g/161g)×100%≈16.9%
7. 合成氨工业中，常用碳酸钾溶液吸收产生的二氧化碳得到碳酸氢钾溶液，反应的化学方程式为$K_{2}CO_{3} + CO_{2} + H_{2}O = 2KHCO_{3}$。现向碳酸钾溶液通入二氧化碳，恰好完全反应，得到溶质的质量分数为$10\%$的碳酸氢钾溶液$50g$，计算：
(1)碳酸钾中钾元素、碳元素、氧元素的质量比为；
(2)若把$50g$该溶液，稀释为溶质的质量分数为$4\%$的溶液，需要加入水的质量；
(3)原碳酸钾溶液中溶质的质量分数。(结果精确到$0.1\%$)
(1)碳酸钾中钾元素、碳元素、氧元素的质量比为；
(2)若把$50g$该溶液，稀释为溶质的质量分数为$4\%$的溶液，需要加入水的质量；
(3)原碳酸钾溶液中溶质的质量分数。(结果精确到$0.1\%$)
答案
(1)13:2:8
(2)设需加水的质量为x，50g×10%=(50g+x)×4%，x=75g
(3)生成KHCO₃的质量：50g×10%=5g
设参加反应的K₂CO₃质量为y
K₂CO₃+CO₂+H₂O=2KHCO₃
138 200
y 5g
138/200=y/5g，y=3.45g
通入CO₂的质量：44×5g/200=1.1g
原碳酸钾溶液质量：50g-1.1g=48.9g
溶质质量分数：3.45g/48.9g×100%≈7.1%
(1)13:2:8
(2)75g
(3)7.1%
(2)设需加水的质量为x，50g×10%=(50g+x)×4%，x=75g
(3)生成KHCO₃的质量：50g×10%=5g
设参加反应的K₂CO₃质量为y
K₂CO₃+CO₂+H₂O=2KHCO₃
138 200
y 5g
138/200=y/5g，y=3.45g
通入CO₂的质量：44×5g/200=1.1g
原碳酸钾溶液质量：50g-1.1g=48.9g
溶质质量分数：3.45g/48.9g×100%≈7.1%
(1)13:2:8
(2)75g
(3)7.1%
