Question

20．氫能源是理解能源，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）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(xué)方程式2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O，氫氣被稱為“綠色能源”的主要原因是燃燒產(chǎn)物為水，不污染環(huán)境．
（3）反應(yīng)①中鎵的作用是催化作用，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Al+3H₂O$\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)點是（答出一點即可）常溫反應(yīng)，節(jié)約能源或者安全（合理即可）．
（4）鎵的原子結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，請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)系對應(yīng)的過程分析每個對應(yīng)的問題，或者直接分析每個問題，從給出的信息中找對應(yīng)的信息．

解答 解：
（1）用該合金與鋁片相互刻劃，發(fā)現(xiàn)鋁片上有劃痕，被劃出劃痕的鋁相對較軟，而合金硬度大，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條件下生成水，對應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O．氫氣被稱為“綠色能源”，強調(diào)綠色，是因為對環(huán)境友好，所以在分析主要原因時要從環(huán)境的角度分析，所以主要原因為燃燒產(chǎn)物為水，不污染環(huán)境或者直接說反應(yīng)無污染，合理即可．
（3）反應(yīng)①由于反應(yīng)前是單質(zhì)，反應(yīng)后還是單質(zhì)，而沒有鎵的情況下鋁和水常溫下不反應(yīng)，所以鎵的存在使不能發(fā)生的反應(yīng)發(fā)生了，且自身沒有發(fā)生改變，所以鎵的作用是催化作用．該反應(yīng)是鋁和水在鎵的催化作用下生成氧化鋁和氫氣，對應(yīng)的化學(xué)方程式是 2Al+3H₂O$\frac{\underline{\;鎵\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂↑，為單質(zhì)和化合物反應(yīng)生成新的單質(zhì)和新的化合物，屬于 置換反應(yīng)．與電解水制取氫氣相比，用鋁鎵合金和水為原料制取氫氣的優(yōu)點是常溫反應(yīng)，節(jié)約能源或者安全（合理即可）．
（4）鎵的原子結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，由于最外層是三個電子，容易失去而形成三價化合物，題目的說法是鎵和鹽酸反應(yīng)，也就是一定會反應(yīng)，則生成氯化鎵和氫氣，對應(yīng)的化學(xué)方程式為2Ga+6HCl=2GaCl₃+3H₂↑．
故答案為：
（1）合金的硬度大．
（2）2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O； 燃燒產(chǎn)物為水，不污染環(huán)境．
（3）催化作用；2Al+3H₂O$\frac{\underline{\;鎵\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂↑； 置換反應(yīng)，； 常溫反應(yīng)，節(jié)約能源或者安全（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(fù)雜的轉(zhuǎn)化圖相比，其實很簡單很基礎(chǔ)，或者可以說轉(zhuǎn)化圖提供的是情境，考查基本知識．