Question

20．氫能源是理想能源，氫能源開發(fā)一直是前沿科學研究的課題之一，科學家研發(fā)出一種以鋁鎵合金（鎵：Ga）和水為原料制取氫氣的新工藝，流程如圖1所示：

（1）從物質分類的角度看，鋁鎵合金屬于（填“純凈物”或“混合物”）混合物，用該合金與鋁片相互刻劃，發(fā)現鋁片上有劃痕，說明合金的硬度大．
（2）氫氣是一種能源，它在空氣中燃燒的化學方程式是2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O，氫氣被稱為“綠色能源”的主要原因是燃燒生成物只有水，不污染環(huán)境．
（3）反應①中鎵的作用是催化作用，該反應的化學方程式是2Al+3H₃O$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂↑，屬于四種基本反應類型中的置換反應．
與電解水制取氫氣相比，用鋁鎵合金和水為原料制取氫氣的優(yōu)點是（答出一點即可）常溫下反應，節(jié)約能源．
（4）鎵的原子結構示意圖如圖2所示，請寫出鎵與稀鹽酸反應的化學方程式2Ga+6HCl=2GaCl₃+3H₂↑，發(fā)生有效相互作用的微粒的轉化過程是鎵原子失去電子變成鎵離子，氫離子得到電子變成氫原子，每兩個氫原子就結合成一個氫分子．

Answer 1

分析 （1）根據合金的組成以及合金的特點來分析；
（2）氫氣燃燒只生成水，不污染環(huán)境，所以氫能是一種清潔能源；
（3）根據鎵在化學反應中所起的作用；化學方程式的書寫以及基本反應類型的判斷來分析；
根據電解水生成氫氣和氧氣，然后與鎵鋁合金制取氫氣得出后者制取氫氣的優(yōu)點；
（4）根據鎵原子最外層電子數可知，在化學反應中易失去3個電子而顯+3價，結合反應實質來分析．

解答 解：（1）鋁鎵合金屬于多種物質組成的混合物；合金要比它的成分金屬的硬度變大熔點變低，所以兩塊金屬片相互刻劃后，在鋁片上有明顯的劃痕，說明硬度比合金�。还侍睿夯旌衔�；合金的硬度大；
（2）氫能是一種清潔能源，具有廣闊的發(fā)展前景；氫氣在氧氣中燃燒生成水，條件為點燃，故方程式為：2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O；故填：2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O；燃燒生成物只有水，不污染環(huán)境；
（3）反應①中鎵能使該反應在常溫下進行，而其質量與化學性質在反應前后沒有發(fā)生改變，所以反應①中鎵充當了催化劑，起到了催化作用；故填：催化作用；
在催化劑的作用下，鋁與水反應生成氧化鋁和氫氣，該反應是由一種單質與一種化合物反應生成另一種單質與另一種化合物，屬于置換反應；故填：2Al+3H₃O$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂↑；置換反應；
電解水制取氫氣需要消耗電能且反應的速度慢；鎵鋁合金制取氫氣常溫下進行不需要消耗能源，反應速度較快；故填：常溫下反應，節(jié)約能源；
（4）鎵顯+3價，鎵與稀鹽酸反應生成氯化鎵和氫氣，該反應的微觀實質是：鎵原子失去電子變成鎵離子，氫離子得到電子變成氫原子，每兩個氫原子就結合成一個氫分子．故答案為：2Ga+6HCl=2GaCl₃+3H₂↑；鎵原子失去電子變成鎵離子，氫離子得到電子變成氫原子，每兩個氫原子就結合成一個氫分子．

點評 本題考查了工藝中的信息給予題，難度不大，注意從題目中獲取相關的信息并結合相關的知識分析判斷得出結論即可，難度不大，可以考查學生的知識遷移能力．