Question

4．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1所示．

（1）從物質(zhì)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(xiàn)鋁片上有劃痕，說(shuō)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(xué)方程式是2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2H₂O，氫氣被稱為“綠色能源”的主要原因是產(chǎn)物是水，無(wú)污染．
（3）反應(yīng)①中鎵的作用是催化劑，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Al+3H₂O$\frac{\underline{\;鎵\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂↑，屬于四種基本反應(yīng)類型中的置換反應(yīng)．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(diǎn)是（答出一點(diǎn)即可）裝置簡(jiǎn)單等．
（4）圖2所示是鎵的原子結(jié)構(gòu)示意圖，據(jù)此可知鎵元素在化合物中呈現(xiàn)+3價(jià)，請(qǐng)寫出鎵與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式2Ga+6HCl=2GaCl₃+3H₂↑．

Answer 1

分析 根據(jù)給出的轉(zhuǎn)化關(guān)系對(duì)應(yīng)的過(guò)程分析每個(gè)對(duì)應(yīng)的問(wèn)題，或者直接分析每個(gè)問(wèn)題，從給出的信息中找對(duì)應(yīng)的信息．

解答 解：
（1）由于鋁鎵合金是鋁和鎵組成的混合物，所以從物質(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(shuō)明合金的硬度大．
（2）氫氣是一種能源，它在空氣中燃燒，是氫氣和氧氣在點(diǎn)燃的情況下生成水，對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式是 2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2H₂O，氫氣被稱為“綠色能源”的主要原因是 產(chǎn)物是水，無(wú)污染．
（3）反應(yīng)①中，鎵在反應(yīng)前后沒有發(fā)生變化，一直是單質(zhì)，同時(shí)也使鋁和水這一常溫下幾乎不發(fā)生的反應(yīng)能夠快速發(fā)生，所以在該過(guò)程中鎵的作用是 催化劑，由圖可以看出，在鎵的催化下，鋁和水反應(yīng)生成氧化鋁和氫氣．對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式是 2Al+3H₂O$\frac{\underline{\;鎵\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂↑，形式上是單質(zhì)和化合物生成新的單質(zhì)和新的化合物，為置換反應(yīng)．與電解水制取氫氣相比，用鋁鎵合金和水為原料制取氫氣的優(yōu)點(diǎn)，由于不需要通電且為常溫下進(jìn)行所以要求的裝置會(huì)簡(jiǎn)單，同時(shí)不用電，所以安全性更高，等等，答案不唯一，合理即可．但是不主張回答不通電，節(jié)約能源，因?yàn)椴荒芤驗(yàn)檫^(guò)程的不用電就認(rèn)為節(jié)約能源，用到的原料制備可能會(huì)更消耗能源．
（4）鎵元素在化合物中呈現(xiàn)+3價(jià)，所以鎵和鹽酸反應(yīng)生成氯化鎵和氫氣，對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Ga+6HCl=2GaCl₃+3H₂↑．
故答案為：
（1）混合物；合金的硬度大．
（2）2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2H₂O；產(chǎn)物是水，無(wú)污染．
（3）催化劑；2Al+3H₂O$\frac{\underline{\;鎵\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂；置換反應(yīng)； 裝置簡(jiǎn)單等（合理即可）．
（4）2Ga+6HCl=2GaCl₃+3H₂↑．

點(diǎn)評(píng) 讀圖，從中獲得解答題目所需的信息，所以在解答題目時(shí)先看解答的問(wèn)題是什么，然后帶著問(wèn)題去讀給出的圖進(jìn)而去尋找解答有用的信息，這樣提高了信息撲捉的有效性．解答的問(wèn)題實(shí)際上與復(fù)雜的轉(zhuǎn)化圖相比，其實(shí)很簡(jiǎn)單很基礎(chǔ)，或者可以說(shuō)轉(zhuǎn)化圖提供的是情境，考查基本知識(shí)．