Question

20．氢能源是理解能源，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）用该合金与铝片相互刻划，发现铝片上有划痕，说明合金的硬度大．
（2）氢气是一种能源，它在空气中燃烧的化学方程式2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O，氢气被称为“绿色能源”的主要原因是燃烧产物为水，不污染环境．
（3）反应①中镓的作用是催化作用，该反应的化学方程式是2Al+3H₂O$\frac{\underline{\;镓\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂↑，属于四种基本反应类型中的置换反应，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）常温反应，节约能源或者安全（合理即可）．
（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2Ga+6HCl=2GaCl₃+3H₂↑．

Answer 1

分析 根据给出的转化关系对应的过程分析每个对应的问题，或者直接分析每个问题，从给出的信息中找对应的信息．

解答 解：
（1）用该合金与铝片相互刻划，发现铝片上有划痕，被划出划痕的铝相对较软，而合金硬度大，说明合金的硬度大．
（2）氢气是一种能源，它在空气中燃烧，是氢气和氧气在点燃的条件下生成水，对应的化学方程式为2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O．氢气被称为“绿色能源”，强调绿色，是因为对环境友好，所以在分析主要原因时要从环境的角度分析，所以主要原因为燃烧产物为水，不污染环境或者直接说反应无污染，合理即可．
（3）反应①由于反应前是单质，反应后还是单质，而没有镓的情况下铝和水常温下不反应，所以镓的存在使不能发生的反应发生了，且自身没有发生改变，所以镓的作用是催化作用．该反应是铝和水在镓的催化作用下生成氧化铝和氢气，对应的化学方程式是 2Al+3H₂O$\frac{\underline{\;镓\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂↑，为单质和化合物反应生成新的单质和新的化合物，属于 置换反应．与电解水制取氢气相比，用铝镓合金和水为原料制取氢气的优点是常温反应，节约能源或者安全（合理即可）．
（4）镓的原子结构示意图如图2所示，由于最外层是三个电子，容易失去而形成三价化合物，题目的说法是镓和盐酸反应，也就是一定会反应，则生成氯化镓和氢气，对应的化学方程式为2Ga+6HCl=2GaCl₃+3H₂↑．
故答案为：
（1）合金的硬度大．
（2）2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O； 燃烧产物为水，不污染环境．
（3）催化作用；2Al+3H₂O$\frac{\underline{\;镓\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂↑； 置换反应，； 常温反应，节约能源或者安全（合理即可）．
（4）2Ga+6HCl=2GaCl₃+3H₂↑．

点评 读图，从中获得解答题目所需的信息，所以在解答题目时先看解答的问题是什么，然后带着问题去读给出的图进而去寻找解答有用的信息，这样提高了信息扑捉的有效性．解答的问题实际上与复杂的转化图相比，其实很简单很基础，或者可以说转化图提供的是情境，考查基本知识．