3. Имеется сплав двух металлов. Один компонент сплава растворяется в щелочах, оба металла растворяются в соляной кислоте. В соединениях металлы проявляют степень окисления +2. При действии раствора гидроксида натрия на образец сплава массой 5,7 г выделился водород объёмом 2,24 дм³ (н. у.). Масса нерастворимого остатка составила 4,8 г. При растворении образца сплава массой 3,42 г в соляной кислоте образовался водород объёмом 4,032 дм³. А) Какие металлы образуют сплав? Ответ подтвердите расчётом. Б) Определите массовые доли (%) металлов в сплаве.

Данные условия противоречивы. Проверим это, предполагая наиболее типичный для такой задачи состав: амфотерный металл цинк растворяется в щёлочи, а магний остаётся в остатке; оба металла растворяются в соляной кислоте с выделением водорода.

Тогда в образце массой 5,7 г содержится 4,8 г магния и \(5.7-4.8=0.9\) г цинка. По уравнению реакции цинка со щёлочью 1 моль Zn даёт 1 моль \(\mathrm{H_2}\). Следовательно, 0,9 г Zn могли бы выделить \(0.9/65.4\approx0.0138\) моль водорода, или около 0,31 дм³ при н. у., а не указанные 2,24 дм³.

Есть и независимое противоречие в опыте с соляной кислотой. Из состава первого образца в 3,42 г сплава (это 60% от 5,7 г) содержалось бы 2,88 г Mg и 0,54 г Zn. Оба металла при переходе в степень окисления +2 дают по 1 моль \(\mathrm{H_2}\) на моль металла. Поэтому расчётный объём водорода составляет \((2.88/24.3+0.54/65.4)\times22.4\approx2.84\) дм³, а не 4,032 дм³.

Таким образом, указанные массы и объёмы не позволяют подтвердить состав и рассчитать массовые доли. Даже типичная гипотеза Zn и Mg не удовлетворяет условиям. Вероятно, в условии есть опечатка; необходимо уточнить значения объёма водорода и/или массы остатка.

Ответ: по приведённым данным однозначно определить металлы и их массовые доли нельзя: исходные данные несовместимы.