Question

【题目】化学与能源开发

氢能源是理想能源，氢能源开发一直是前沿科学研究的课题之一。科学家研发出一种以铝镓合金（镓：Ga）和水为原料制取氢气的新工艺，流程如图2所示：

（1）从物质分类的角度看，铝镓合金属于（填“混合物”或“纯净物” ，用该合金与铝片相互刻划，发现铝片上有划痕，说明 。

（2）氢气是一种能源，它在空气中燃烧的化学方程式 。氢气被称为“绿色能源”的主要原因是 。

（3）反应①中镓的作用是 ，该反应的化学方程式 是 ，

属于四种基本反应类型中的 。与电解水制取氢气相比，用铝镓合金和水为原料制取氢气的优点是 （答出一点即） 。

（4）镓的原子结构示意图如图所示，请写出镓与稀盐酸反应的化学方程式 ，发生有效相互作用的微粒的转化过程是 。

Answer 1

【答案】（l）混合物 合金的硬度大（或合金的硬度大于纯金属/成分金属或铝镓合金的硬度比铝大等）

（2）2H2 + O2 点燃 2H2O 燃烧生成物是水，不污染环境（或产物无污染 ）

（3）催化作用（催化或催化剂） 2Al +3H2O催化剂或嫁Al2O3+3H2↑ 置换反应

常温下反应，节约能源（或使用了高效催化剂等）

（4）2Ga+6HCl=2GaC13+3H2↑ 镓原子失去电子变成镓离子，氢离子得到电子变成氢原子，氢原子相互结合生成氢气分子（或2Ga+6H+=2Ga3++3H2）

【解析】

试题分析：（l）合金：由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质,故从物质分类的角度看，铝镓合金属于混合物；用该合金与铝片相互刻划，发现铝片上有划痕，说明：合金的硬度大（或合金的硬度大于纯金属/成分金属或铝镓合金的硬度比铝大等）

（2）氢气在空气中燃烧生成水，化学方程式为：2H2 + O2 点燃 2H2O；气被称为“绿色能源”的主要原因是：燃烧生成物是水，不污染环境（或产物无污染 ）

（3）反应①中镓在反应前后并没有发生变化，故它的作用是催化作用（催化或催化剂）；反应的化学方程式是：2Al +3H2O催化剂或嫁Al2O3+3H2↑；该反应由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应，属于置换反应；电解水需要使用电，故与电解水制取氢气相比，用铝镓合金和水为原料制取氢气的优点是：常温下反应，节约能源（或使用了高效催化剂等）

（4）根据镓的原子结构示意图，最外层电子数为3，在反应中容易失去，形成正三价的化合物，故镓与稀盐酸反应的化学方程式为：2Ga+6HCl=2GaC13+3H2↑；发生有效相互作用的微粒的转化过程是： 镓原子失去电子变成镓离子，氢离子得到电子变成氢原子，氢原子相互结合生成氢气分子（或2Ga+6H+=2Ga3++3H2）