Question

4．氫能源是理想能源，氫能源開發(fā)一直是前沿科學研究的課題之一．科學家研發(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方程式是2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O，氫氣被稱為“綠色能源”的主要原因是產(chǎn)物是水，無污染．
（3）反應①中鎵的作用是催化劑，該反應的化學方程式是2Al+3H₂O$\frac{\underline{\;鎵\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂↑，屬于四種基本反應類型中的置換反應．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（答出一點即可）裝置簡單等．
（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，請寫出鎵與稀鹽酸反應的化學方程式2Ga+6HCl=2GaCl₃+3H₂↑．

Answer 1

分析 根據(jù)給出的轉(zhuǎn)化關系對應的過程分析每個對應的問題，或者直接分析每個問題，從給出的信息中找對應的信息．

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，是氫氣和氧氣在點燃的情況下生成水，對應的化學方程式是 2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O，氫氣被稱為“綠色能源”的主要原因是 產(chǎn)物是水，無污染．
（3）反應①中，鎵在反應前后沒有發(fā)生變化，一直是單質(zhì)，同時也使鋁和水這一常溫下幾乎不發(fā)生的反應能夠快速發(fā)生，所以在該過程中鎵的作用是 催化劑，由圖可以看出，在鎵的催化下，鋁和水反應生成氧化鋁和氫氣．對應的化學方程式是 2Al+3H₂O$\frac{\underline{\;鎵\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂↑，形式上是單質(zhì)和化合物生成新的單質(zhì)和新的化合物，為置換反應．與電解水制取氫氣相比，用鋁鎵合金和水為原料制取氫氣的優(yōu)點，由于不需要通電且為常溫下進行所以要求的裝置會簡單，同時不用電，所以安全性更高，等等，答案不唯一，合理即可．但是不主張回答不通電，節(jié)約能源，因為不能因為過程的不用電就認為節(jié)約能源，用到的原料制備可能會更消耗能源．
（4）鎵元素在化合物中呈現(xiàn)+3價，所以鎵和鹽酸反應生成氯化鎵和氫氣，對應的化學方程式為：2Ga+6HCl=2GaCl₃+3H₂↑．
故答案為：
（1）混合物；合金的硬度大．
（2）2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O；產(chǎn)物是水，無污染．
（3）催化劑；2Al+3H₂O$\frac{\underline{\;鎵\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂；置換反應； 裝置簡單等（合理即可）．
（4）2Ga+6HCl=2GaCl₃+3H₂↑．

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