Question

日本宮城縣發生大地震引發海嘯，導致福島核電站發生重大核事故．下圖為核電站爆炸事故模擬圖．海嘯使冷卻水不能循環，核燃料產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．當溫度超過l 200℃時，鋯（Zr）與水蒸氣發生反應，生成氧化鋯（ZrO₂）和氫氣．大量的高溫氫氣進入廠房，與廠房內的空氣接觸發生了爆炸．
（1）鋯（Zr）與水發生反應產生氫氣的化學方程式為

Zr+2H₂O

高溫  .

ZrO₂+2H₂

．
（2）進入廠房的氫氣為什么發生的是爆炸，而不是平靜燃燒？

在有限空間內氫氣和氧氣接觸面積大，在高溫條件下迅速反應

．
（3）若采用氦氣代替水作冷卻劑和熱傳輸物質，這樣做有什么優點？

氦氣的化學性質穩定，不會和鋯發生反應生成氫氣

．

Answer 1

分析：（1）根據題意：鋯（Zr）與水蒸氣發生反應，生成氧化鋯（ZrO₂）和氫氣，寫出反應的方程式；
（2）氫氣是可燃性氣體，遇到空氣在有限的空間內劇烈燃燒容易發生爆炸；
（3）根據氦氣的化學性質穩定分析．

解答：解；（1）鋯（Zr）與水蒸氣在高溫條件下發生反應，生成氧化鋯（ZrO₂）和氫氣，因此反應的方程式為；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劇烈燃燒容易發生爆炸，因此進入廠房的氫氣會發生爆炸；
（3）氦氣的化學性質穩定，不會和鋯發生反應生成氫氣，避免了危險的發生．
故答案為：（1）Zr+2H₂O

高溫  .

ZrO₂+2H₂；（2）在有限空間內氫氣和氧氣接觸面積大，在高溫條件下迅速反應；（3）氦氣的化學性質穩定，不會和鋯發生反應生成氫氣．

點評：本題屬于信息題，題目的特點是起點高而落點低，要學會從題目中獲取有用的信息，結合已有的相關知識完成解答，能夠考查學生的知識遷移運用能力．