Question

日本宮城縣發(fā)生大地震引發(fā)海嘯，導(dǎo)致福島核電站發(fā)生重大核事故．下圖為核電站爆炸事故模擬圖．海嘯使冷卻水不能循環(huán)，核燃料產(chǎn)生的大量熱把水變成水蒸氣，堆心中包裹核燃料的鋯合金無法被冷卻，暴露在水蒸氣中．當(dāng)溫度超過l 200℃時，鋯（Zr）與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，生成氧化鋯（ZrO₂）和氫氣．大量的高溫氫氣進(jìn)入廠房，與廠房內(nèi)的空氣接觸發(fā)生了爆炸．
（1）鋯（Zr）與水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的化學(xué)方程式為______．
（2）進(jìn)入廠房的氫氣為什么發(fā)生的是爆炸，而不是平靜燃燒？______．
（3）若采用氦氣代替水作冷卻劑和熱傳輸物質(zhì)，這樣做有什么優(yōu)點？______．

Answer 1

解；（1）鋯（Zr）與水蒸氣在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)，生成氧化鋯（ZrO₂）和氫氣，因此反應(yīng)的方程式為；Zr+2H₂O

高溫  .

ZrO₂+2H₂；
（2）氫氣是可燃性氣體，與空氣充分接觸在有限的空間內(nèi)劇烈燃燒容易發(fā)生爆炸，因此進(jìn)入廠房的氫氣會發(fā)生爆炸；
（3）氦氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會和鋯發(fā)生反應(yīng)生成氫氣，避免了危險的發(fā)生．
故答案為：（1）Zr+2H₂O

高溫  .

ZrO₂+2H₂；（2）在有限空間內(nèi)氫氣和氧氣接觸面積大，在高溫條件下迅速反應(yīng)；（3）氦氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會和鋯發(fā)生反應(yīng)生成氫氣．