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5. (2024·河北)为测定某稀硫酸中溶质的质量分数，向盛有100g该稀硫酸的烧杯中，分三次加入一定质量的锌粉，生成气体的质量与加入锌粉的质量关系如图所示。请计算：
(1) $ m $的值为
(2) 该稀硫酸中溶质的质量分数。
(1) $ m $的值为
0.4
。(2) 该稀硫酸中溶质的质量分数。
答案
5.(1)$0.4$
(2)解：由图像可以看出，加入$19.5g$锌粉时生成氢气的质量已经不再增加，说明$100g$稀硫酸完全反应生成氢气$0.5g$。设该稀硫酸中溶质的质量分数为$x$。
$\begin{matrix}Zn&+&H_{2}SO_{4}&=&ZnSO_{4}&+&H_{2}\uparrow\\&&98&&&2\\&&100g× x&&&0.5g\end{matrix}$
$\frac{98}{2}=\frac{100g× x}{0.5g}$ $x=24.5\%$
答：该稀硫酸中溶质的质量分数为$24.5\%$。
(2)解：由图像可以看出，加入$19.5g$锌粉时生成氢气的质量已经不再增加，说明$100g$稀硫酸完全反应生成氢气$0.5g$。设该稀硫酸中溶质的质量分数为$x$。
$\begin{matrix}Zn&+&H_{2}SO_{4}&=&ZnSO_{4}&+&H_{2}\uparrow\\&&98&&&2\\&&100g× x&&&0.5g\end{matrix}$
$\frac{98}{2}=\frac{100g× x}{0.5g}$ $x=24.5\%$
答：该稀硫酸中溶质的质量分数为$24.5\%$。
6. (易错易混)为测定某瓶稀盐酸的溶质质量分数，取4.0g石灰石样品于烧杯中，将40.0g该稀盐酸分四次加入烧杯中，充分反应后经过滤、洗涤、干燥、称重，得实验数据如表：
已知：石灰石样品中的杂质既不与稀盐酸反应，也不溶于水。请计算：
(1) 4.0g石灰石中碳酸钙的质量是
(2) 该瓶稀盐酸的溶质质量分数(写出计算过程)。
已知：石灰石样品中的杂质既不与稀盐酸反应，也不溶于水。请计算：
(1) 4.0g石灰石中碳酸钙的质量是
3.4
g。(2) 该瓶稀盐酸的溶质质量分数(写出计算过程)。
答案
6.(1)$3.4$
(2)解：分析表中数据可知，$10.0g$稀盐酸与$1.0g$碳酸钙恰好完全反应。设$10.0g$稀盐酸中溶质的质量为$x$。
$\begin{matrix}CaCO_{3}&+&2HCl&=&CaCl_{2}&+&H_{2}O&+&CO_{2}\uparrow\\100&&73\\1.0g&&x\end{matrix}$
$\frac{100}{73}=\frac{1.0g}{x}$ $x=0.73g$
该瓶稀盐酸的溶质质量分数为$\frac{0.73g}{10.0g}×100\%=7.3\%$。
答：该瓶稀盐酸的溶质质量分数为$7.3\%$。
解析：(1)碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳(杂质既不与稀盐酸反应，也不溶于水)，分析表中数据可知，第一次加入的$10.0g$稀盐酸能与$4.0g-3.0g=1.0g$碳酸钙完全反应；第二次加入的$10.0g$稀盐酸能与$3.0g-2.0g=1.0g$碳酸钙完全反应；第三次加入的$10.0g$稀盐酸能与$2.0g-1.0g=1.0g$碳酸钙完全反应；第四次加入的$10.0g$稀盐酸只能与$1.0g-0.6g=0.4g$碳酸钙反应，说明此时碳酸钙已经完全反应，稀盐酸有剩余，最终剩余的$0.6g$固体为$4.0g$石灰石样品中的杂质。所以$4.0g$石灰石中碳酸钙的质量为$4.0g-0.6g=3.4g$。
[易错分析]对于分次实验表格型综合计算，解答时应注意最后一次加入的试剂(如稀盐酸等)通常没有完全反应，所以不能根据所加试剂的总质量来计算其溶质的质量分数，只能根据某一次(最好是第一次)的实验数据进行计算。
(2)解：分析表中数据可知，$10.0g$稀盐酸与$1.0g$碳酸钙恰好完全反应。设$10.0g$稀盐酸中溶质的质量为$x$。
$\begin{matrix}CaCO_{3}&+&2HCl&=&CaCl_{2}&+&H_{2}O&+&CO_{2}\uparrow\\100&&73\\1.0g&&x\end{matrix}$
$\frac{100}{73}=\frac{1.0g}{x}$ $x=0.73g$
该瓶稀盐酸的溶质质量分数为$\frac{0.73g}{10.0g}×100\%=7.3\%$。
答：该瓶稀盐酸的溶质质量分数为$7.3\%$。
解析：(1)碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳(杂质既不与稀盐酸反应，也不溶于水)，分析表中数据可知，第一次加入的$10.0g$稀盐酸能与$4.0g-3.0g=1.0g$碳酸钙完全反应；第二次加入的$10.0g$稀盐酸能与$3.0g-2.0g=1.0g$碳酸钙完全反应；第三次加入的$10.0g$稀盐酸能与$2.0g-1.0g=1.0g$碳酸钙完全反应；第四次加入的$10.0g$稀盐酸只能与$1.0g-0.6g=0.4g$碳酸钙反应，说明此时碳酸钙已经完全反应，稀盐酸有剩余，最终剩余的$0.6g$固体为$4.0g$石灰石样品中的杂质。所以$4.0g$石灰石中碳酸钙的质量为$4.0g-0.6g=3.4g$。
[易错分析]对于分次实验表格型综合计算，解答时应注意最后一次加入的试剂(如稀盐酸等)通常没有完全反应，所以不能根据所加试剂的总质量来计算其溶质的质量分数，只能根据某一次(最好是第一次)的实验数据进行计算。
7. 现有10g碳酸镁和氢氧化镁的混合物，经测定，混合物中镁元素的质量分数为36%，向其中加入100g溶质质量分数为14.7%的稀硫酸，恰好完全反应得到不饱和溶液，将溶液蒸干后得到的固体质量为[已知：$ \mathrm{MgCO}_3+\mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4\xlongequal{}\mathrm{MgSO}_4+\mathrm{CO}_2\uparrow+\mathrm{H}_2\mathrm{O} $，$ \mathrm{Mg(OH)}_2+\mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4\xlongequal{}\mathrm{MgSO}_4+2\mathrm{H}_2\mathrm{O} $] (
A.12g
B.18g
C.24g
D.36g
B
)A.12g
B.18g
C.24g
D.36g
答案
7.B解析：现有$10g$碳酸镁和氢氧化镁的混合物，经测定，混合物中镁元素的质量分数为$36\%$，则混合物中镁元素的质量为$10g×36\%=3.6g$。向其中加入$100g$溶质质量分数为$14.7\%$的稀硫酸，碳酸镁和稀硫酸反应生成硫酸镁、水和二氧化碳，氢氧化镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和水，恰好完全反应时，将溶液蒸干后得到的固体为硫酸镁，反应前后镁元素的质量不变，则得到的固体质量为$\frac{3.6g}{\frac{24}{24+32+16×4}×100\%}=18g$。
8. (2025·重庆)实验小组利用甲烷、氧气和氢氧化钠溶液组成的燃料电池进行模拟实验。一定条件下发生反应的化学方程式为$ \mathrm{CH}_4+2\mathrm{O}_2+2\mathrm{NaOH}\xlongequal{一定条件}\mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3+3\mathrm{H}_2\mathrm{O} $，理论上若所有反应物刚好完全反应，恰好消耗100g4%的NaOH溶液。试计算：
(1) $ \mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3 $中碳元素与氧元素的质量比为
(2) 所得溶液中溶质的质量分数(结果精确到0.1%)。
(1) $ \mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3 $中碳元素与氧元素的质量比为
1:4
。(2) 所得溶液中溶质的质量分数(结果精确到0.1%)。
答案
8.(1)$1:4$
(2)解：设参加反应的甲烷的质量为$x$，参加反应的氧气的质量为$y$，反应生成碳酸钠的质量为$z$。
$\begin{matrix}CH_{4}&+&2O_{2}&+&2NaOH&\xlongequal{一定条件}&Na_{2}CO_{3}&+&3H_{2}O\\16&&64&&80&&106\\x&&y&&100g×4\%&&z\end{matrix}$
$\frac{16}{80}=\frac{x}{100g×4\%}$ $x=0.8g$
$\frac{64}{80}=\frac{y}{100g×4\%}$ $y=3.2g$
$\frac{80}{106}=\frac{100g×4\%}{z}$ $z=5.3g$
所得溶液中溶质的质量分数为$\frac{5.3g}{0.8g+3.2g+100g}×100\%\approx5.1\%$。
答：所得溶液中溶质的质量分数约为$5.1\%$。
解析：(1)$Na_{2}CO_{3}$中碳元素与氧元素的质量比为$(12×1):(16×3)=1:4$。
(2)解：设参加反应的甲烷的质量为$x$，参加反应的氧气的质量为$y$，反应生成碳酸钠的质量为$z$。
$\begin{matrix}CH_{4}&+&2O_{2}&+&2NaOH&\xlongequal{一定条件}&Na_{2}CO_{3}&+&3H_{2}O\\16&&64&&80&&106\\x&&y&&100g×4\%&&z\end{matrix}$
$\frac{16}{80}=\frac{x}{100g×4\%}$ $x=0.8g$
$\frac{64}{80}=\frac{y}{100g×4\%}$ $y=3.2g$
$\frac{80}{106}=\frac{100g×4\%}{z}$ $z=5.3g$
所得溶液中溶质的质量分数为$\frac{5.3g}{0.8g+3.2g+100g}×100\%\approx5.1\%$。
答：所得溶液中溶质的质量分数约为$5.1\%$。
解析：(1)$Na_{2}CO_{3}$中碳元素与氧元素的质量比为$(12×1):(16×3)=1:4$。
