锆(?)主要用于核反应堆燃料棒的包层,这是因为含有1.5%Sn的锆合金具有在辐射下稳定的抗腐蚀性和机械性。以斜锆石(ZrO2)生产金属锆的生产过程示意图如下
(1) 写出斜锆石转化为四氯化锆的化学反应方程式:_____________________
(2) 已知:
①
②
则 ______________ 该反应在Ar气氛中进行的理由是______________。
(3) ZrCl4是白色固体,在潮湿的空气中“冒烟”。这是因为ZrCl4易发生_______反应,生成了 ______________。
(4) 2011年3月发生的日本福岛核电站爆炸,其原因是锆在高温下与水蒸气反应产生大量氢气,同时伴随着放热,最后氢气与空气混合发生爆炸。所发生的置换反应的化学方程式是_____________________
(5) —种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入甲烷;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2-在熔融电解质中,O2-向_______ (填正、负)极移动。电池正极的电极反应式为_______,负极的电极反应式为___________。
(1)ZrO2+2C+2Cl2 ZrCl4+2CO
(2)(2a-b) kJ/mol;防止金属在高温下与空气中的O2、CO2、N2反应
(3)水解;盐酸酸雾
(4)Zr+2H2OZrO2+2H2
(5)负;O2+4e-==2O2-;CH4-8e-+4O2- ==CO2+2H2O