Question

【题目】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1所示：

（1）从物质分类的角度看，铝镓合金属于（填“纯净物”或“混合物”） ， 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是 ， 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（答出一点即可） ．
（4）镓的原子结构示意图如图2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】
（1）混合物；合金的硬度大
（2）2H2+O2 2H2O；燃烧生成物只有水，不污染环境
（3）催化作用；2Al+3H2O Al2O3+3H2↑；置换反应；常温下反应，节约能源
（4）2Ga+6HCl=2GaCl3+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，每两个氢原子就结合成一个氢分子
【解析】解：（1）铝镓合金属于多种物质组成的混合物；合金要比它的成分金属的硬度变大熔点变低，所以两块金属片相互刻划后，在铝片上有明显的划痕，说明硬度比合金小；故填：混合物；合金的硬度大；（2）氢能是一种清洁能源，具有广阔的发展前景；氢气在氧气中燃烧生成水，条件为点燃，故方程式为：2H2+O2 2H2O；故填：2H2+O2 2H2O；燃烧生成物只有水，不污染环境；（3）反应①中镓能使该反应在常温下进行，而其质量与化学性质在反应前后没有发生改变，所以反应①中镓充当了催化剂，起到了催化作用；故填：催化作用；在催化剂的作用下，铝与水反应生成氧化铝和氢气，该反应是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，属于置换反应；故填：2Al+3H3O Al2O3+3H2↑；置换反应；
电解水制取氢气需要消耗电能且反应的速度慢；镓铝合金制取氢气常温下进行不需要消耗能源，反应速度较快；故填：常温下反应，节约能源；（4）镓显+3价，镓与稀盐酸反应生成氯化镓和氢气，该反应的微观实质是：镓原子失去电子变成镓离子，氢离子得到电子变成氢原子，每两个氢原子就结合成一个氢分子．所以答案是：2Ga+6HCl=2GaCl3+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，每两个氢原子就结合成一个氢分子．
【考点精析】本题主要考查了合金的定义与性能和书写化学方程式、文字表达式、电离方程式的相关知识点，需要掌握合金：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．一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好；注意：a、配平 b、条件 c、箭号才能正确解答此题．