Лаборант взял две одинаковые навески неизвестного металла. Первую поместил в стакан с 429,82 мл 20%-ного раствора серной кислоты (ρ = 1,14 г/мл); металл полностью растворился, образовав 22,53%-ный раствор своего сульфата. Вторую навеску полностью растворил в 160 г раствора гидроксида натрия с образованием соответствующей комплексной соли. Реакции металла с серной кислотой и гидроксидом натрия считать стехиометрическими. Напишите уравнения реакций. Определите массовую долю (в %) образовавшегося в результате реакции со щёлочью вещества. Ответ округлите до целых.

Масса раствора серной кислоты: 429,82 · 1,14 ≈ 490 г. В нём содержится 98 г, то есть 1 моль H₂SO₄.

Для трёхвалентного металла уравнение реакции с кислотой имеет вид: 2M + 3H₂SO₄ → M₂(SO₄)₃ + 3H₂↑. По заданной массовой доле сульфата молярная масса металла получается приблизительно 26,6 г/моль; это алюминий (27 г/моль). Небольшое расхождение связано с округлением исходных данных.

Уравнение реакции алюминия со щёлочью в водном растворе: 2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑.

Из первой реакции на 1 моль H₂SO₄ приходится 2/3 моль Al. Поэтому вторая навеска содержит 2/3 моль Al, и образуется 2/3 моль Na[Al(OH)₄].

Масса комплексной соли: (2/3) · 118 = 78,7 г. Масса выделившегося водорода: 1 · 2 = 2 г. Масса полученного раствора: 160 + 18 − 2 = 176 г.

Массовая доля соли: 78,7 / 176 · 100% ≈ 44,7%.

Ответ: 45