Question

【題目】【2016年山東省威海市】化學(xué)與能源開發(fā)

氫能源是理想能源，氫能源開發(fā)一直是前沿科學(xué)研究的課題之一。科學(xué)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2所示：

（1）從物質(zhì)分類的角度看，鋁鎵合金屬于(填“混合物”或“純凈物” ，用該合金與鋁片相互刻劃，發(fā)現(xiàn)鋁片上有劃痕，說明 。

（2）氫氣是一種能源，它在空氣中燃燒的化學(xué)方程式 。氫氣被稱為“綠色能源”的主要原因是 。

（3）反應(yīng)①中鎵的作用是 ，該反應(yīng)的化學(xué)方程式 是 ，

屬于四種基本反應(yīng)類型中的 。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) 。

（4）鎵的原子結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，請寫出鎵與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式 ，發(fā)生有效相互作用的微粒的轉(zhuǎn)化過程是 。

Answer 1

【答案】（1）混合物 合金的硬度大(或合金的硬度大于純金屬/成分金屬或鋁鎵合金的硬度比鋁大等)

（2） 2H2 + O2 點燃 2H2O 燃燒生成物是水，不污染環(huán)境(或產(chǎn)物無污染 )

（3）催化作用(催化或催化劑) 2Al +3H2O催化劑或嫁Al2O3+3H2↑ 置換反應(yīng) 常溫下反應(yīng)，節(jié)約能源(或使用了高效催化劑等)

（4）2Ga+6HCl=2GaC13+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，氫原子相互結(jié)合生成氫氣分子(或2Ga+6H+=2Ga3++3H2)

【解析】（1）合金：由一種金屬跟其他一種或幾種金屬（或金屬與非金屬）一起熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì),故從物質(zhì)分類的角度看，鋁鎵合金屬于混合物；用該合金與鋁片相互刻劃，發(fā)現(xiàn)鋁片上有劃痕，說明：合金的硬度大(或合金的硬度大于純金屬/成分金屬或鋁鎵合金的硬度比鋁大等)

（2） 氫氣在空氣中燃燒生成水，化學(xué)方程式為：2H2 + O2 點燃 2H2O；氣被稱為“綠色能源”的主要原因是：燃燒生成物是水，不污染環(huán)境(或產(chǎn)物無污染 )

（3） 反應(yīng)①中鎵在反應(yīng)前后并沒有發(fā)生變化，故它的作用是催化作用(催化或催化劑)；反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2Al +3H2O催化劑或嫁Al2O3+3H2↑；該反應(yīng)由一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)與另一種化合物的反應(yīng)，屬于置換反應(yīng)；電解水需要使用電，故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：常溫下反應(yīng)，節(jié)約能源(或使用了高效催化劑等)

（4） 根據(jù)鎵的原子結(jié)構(gòu)示意圖，最外層電子數(shù)為3，在反應(yīng)中容易失去，形成正三價的化合物，故鎵與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Ga+6HCl=2GaC13+3H2↑；發(fā)生有效相互作用的微粒的轉(zhuǎn)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，氫原子相互結(jié)合生成氫氣分子(或2Ga+6H+=2Ga3++3H2)