Questão resolvida sobre identificação de metal, da Santa Casa

(Santa Casa/2019) Em um experimento de laboratório, um grupo de alunos recebeu uma amostra de certo metal M para determinar o valor de sua massa, sem o uso de balança, a partir de dados fornecidos pelo professor e de um dado obtido pelo próprio grupo, no laboratório.
• Dado 1 – 13,95 g de outra amostra do mesmo metal M reagem com excesso de solução de ácido forte, produzindo 0,25 mol de gás hidrogênio, de acordo com a seguinte reação:
M ( s ) + 2H⁺ ( aq ) → M²⁺ ( aq ) + H₂ ( g )
• Dado 2 – O metal M corresponde a um dos cinco metais a seguir (com suas respectivas densidades): alumínio (2,7 g/cm³); chumbo (11,3 g/cm³); cobre
(8,9 g/cm³); ferro (7,9 g/cm³); e zinco (7,1 g/cm³).
• Dado 3 – Determinação do volume da amostra recebida pelo grupo por meio da inserção da amostra em uma proveta com água, conforme representam as figuras.

A amostra recebida pelo grupo tinha massa igual a
A) 54 g.
B) 142 g.
C) 178 g.
D) 158 g.
E) 226 g.

RESOLUÇÃO:
Pelo dado I, conclui-se que o metal X possui 2 elétrons em sua camada de valência, uma vez que forma cátion 2+ (descarta-se o alumínio, que tem 3 elétrons na camada de valência).
Analisando o dado 1, verifica-se que 1 mol do metal X leva à formação de 1 mol de gás H₂. Logo, para a produção de 0,25 mol de gás H₂ foram necessários 0,25 moles do metal X (que correspondem a 13,95 g).
Determinando, então, a massa de 1 mol do metal:
0,25 moles ————– 13,95 g
1 mol ————————– x ⇒ x = 55,8 g
Olhando na tabela periódica, o metal que tem massa molar igual a 55,8 g/mol é o ferro.
Analisando as provetas, a referida amostra tem volume igual a 20 cm³ (o volume salta de 50 cm³ para 70 cm³). A densidade do ferro é 7,9 g/cm³ (fornecida no enunciado).
Então:
d = m/V ⇒ 7,9 = m/20 ⇒ m = 20 x 7,9 ⇒ m = 158 g