题目内容

20．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”）混合物，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是2H2+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O，氢气被称为“绿色能源”的主要原因是燃烧生成物只有水，不污染环境．
（3）反应①中镓的作用是催化作用，该反应的化学方程式是2Al+3H3O$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$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）常温下反应，节约能源．
（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↑，发生有效相互作用的微粒的转化过程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．

分析 （1）根据合金的组成以及合金的特点来分析；
（2）氢气燃烧只生成水，不污染环境，所以氢能是一种清洁能源；
（3）根据镓在化学反应中所起的作用；化学方程式的书写以及基本反应类型的判断来分析；
根据电解水生成氢气和氧气，然后与镓铝合金制取氢气得出后者制取氢气的优点；
（4）根据镓原子最外层电子数可知，在化学反应中易失去3个电子而显+3价，结合反应实质来分析．

解答 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$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O；故填：2H2+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O；燃烧生成物只有水，不污染环境；
（3）反应①中镓能使该反应在常温下进行，而其质量与化学性质在反应前后没有发生改变，所以反应①中镓充当了催化剂，起到了催化作用；故填：催化作用；
在催化剂的作用下，铝与水反应生成氧化铝和氢气，该反应是由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物，属于置换反应；故填：2Al+3H3O$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$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．故答案为：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．

点评 本题考查了工艺中的信息给予题，难度不大，注意从题目中获取相关的信息并结合相关的知识分析判断得出结论即可，难度不大，可以考查学生的知识迁移能力．

练习册系列答案
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A．NaCN属于钠盐
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11．下列类推正确的是（　　）
A．硝酸铵溶于水吸收大量的热，食盐溶于水也吸收大量的热
B．氮肥氯化铵与碱研磨可放出氨气，氮肥尿素与碱研磨也可放出氨气
C．实验室用块状石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，实验室也可用块状石灰石与稀硫酸反应制取二氧化碳
D．氢气与空气混合点燃可能爆炸，CO与空气混合点燃也可能爆炸
8．A、B、C、D、E分别是锌、硫酸、氢氧化钡、硫酸铜和碳酸钠五种物质中的一种，如图所示：“-”表示相连的两种物质能够发生反应，其中D的溶液呈蓝色，A与B反应生成的气体是光合作用的原料之一．
（1）D的化学式是CuSO4．
（2）A与B反应的化学方程式Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O；
（3）C与D反应的化学方程式CuSO4+Ba（0H）2=BaSO4↓+Cu（0H）2↓，属于基本反应类型中的复分解反应．
（4）下列可以替代E的是②（填序号）
①氯化铜     ②氢氧化钾    ③银．
15．下列有关化学史的叙述错误的是（　　）
A．我国化学家侯德榜在工业制烧碱的研究中取得了巨大成就
B．拉瓦锡得出了空气是由氧气和氮气组成的结论
C．汤姆森发现了电子，证实原子是可分的
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5．20℃时，向3个盛有50克水的烧杯中，分别加入一定质量的氯化钠，并充分溶解．根据下表实验数据回答．
实验编号ABC
加入氯化钠的质量（克）91827
溶液质量（克）596868
（1）实验所得3杯溶液中，属于不饱和溶液的是A（选填编号）．
（2）若将A杯中的溶液稀释成溶质的质量分数为0.9%的生理盐水，需加水941克．
12．把少量下列物质分别放入水中，充分搅拌，可以得到溶液的是（　　）
A．豆油B．蔗糖C．面粉D．泥土
1．实验室开放日，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，设计了如下实验装置进行气体制取和性质的探究．请回答有关问题：

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