Question

【題目】化學與能源開發

氫能源是理想能源，氫能源開發一直是前沿科學研究的課題之一。科學家研發出一種以鋁鎵合金（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，發現鋁片上有劃痕，說明 。

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

（3）反應①中鎵的作用是 ，該反應的化學方程式 是 ，

屬于四種基本反應類型中的 。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點是 （答出一點即） 。

（4）鎵的原子結構示意圖如圖所示，請寫出鎵與稀鹽酸反應的化學方程式 ，發生有效相互作用的微粒的轉化過程是 。

Answer 1

【答案】（l）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，不污染環境（或產物無污染 ）

（3）催化作用（催化或催化劑） 2Al +3H2O催化劑或嫁Al2O3+3H2↑ 置換反應

常溫下反應，節約能源（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，氫原子相互結合生成氫氣分子（或2Ga+6H+=2Ga3++3H2）

【解析】

試題分析：（l）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,故從物質分類的角度看，鋁鎵合金屬于混合物；用該合金與鋁片相互刻劃，發現鋁片上有劃痕，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，不污染環境（或產物無污染 ）

（3）反應①中鎵在反應前后并沒有發生變化，故它的作用是催化作用（催化或催化劑）；反應的化學方程式是：2Al +3H2O催化劑或嫁Al2O3+3H2↑；該反應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的反應，屬于置換反應；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點是：常溫下反應，節約能源（或使用了高效催化劑等）

（4）根據鎵的原子結構示意圖，最外層電子數為3，在反應中容易失去，形成正三價的化合物，故鎵與稀鹽酸反應的化學方程式為：2Ga+6HCl=2GaC13+3H2↑；發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，氫原子相互結合生成氫氣分子（或2Ga+6H+=2Ga3++3H2）