Để giải bài toán này, trước tiên chúng ta cần xác định công thức hóa học của muối mà kim loại M tạo ra khi tác dụng với clo. Kim loại M có hóa trị III, do đó muối sẽ có công thức là \( MCl_3 \).
1. **Tính số mol của muối thu được:**
- Khối lượng muối \( MCl_3 = 53,4 \) gam.
- Để tính số mol của muối, ta cần biết khối lượng mol của muối \( MCl_3 \).
- Khối lượng mol của muối \( MCl_3 = M + 3 \times 35,5 \) (với 35,5 g/mol là khối lượng mol của Cl).
- Vậy khối lượng mol của muối \( MCl_3 = M + 106,5 \) g/mol.
2. **Tính số mol muối:**
\[
n_{MCl_3} = \frac{53,4}{M + 106,5}
\]
3. **Tính số mol của kim loại M:**
- Theo phản ứng, 1 mol \( M \) sẽ tạo ra 1 mol \( MCl_3 \).
- Do đó, số mol của kim loại M cũng là \( n_{MCl_3} \).
4. **Tính khối lượng của kim loại M:**
- Khối lượng của kim loại M được tính bằng công thức:
\[
m_M = n_M \times M
\]
- Thay \( n_M \) bằng \( n_{MCl_3} \):
\[
m_M = \frac{53,4}{M + 106,5} \times M
\]
5. **Giải phương trình:**
- Ta có phương trình:
\[
m_M = 10,8 \text{ gam}
\]
- Vậy ta có phương trình:
\[
\frac{53,4 \times M}{M + 106,5} = 10,8
\]
6. **Giải phương trình này:**
- Nhân chéo:
\[
53,4M = 10,8(M + 106,5)
\]
- Mở rộng:
\[
53,4M = 10,8M + 1150,2
\]
- Chuyển các hạng tử về một phía:
\[
53,4M - 10,8M = 1150,2
\]
\[
42,6M = 1150,2
\]
- Tính M:
\[
M = \frac{1150,2}{42,6} \approx 27
\]
7. **Tính khối lượng M đã dùng:**
- Thay giá trị M vào công thức khối lượng:
\[
m_M = \frac{53,4}{27 + 106,5} \times 27
\]
- Tính:
\[
m_M = \frac{53,4 \times 27}{133,5} \approx 10,8 \text{ gam}
\]
Vậy khối lượng kim loại M đã dùng là **10,8 gam**.