Question

5．《日本工業(yè)新聞》報道了一條用炸藥和碳粉炸出金剛石的消息，引起了許多人的興趣，認為這種方法很新鮮．用爆炸方法生產(chǎn)金剛石是日本工業(yè)技術(shù)院化學(xué)研究所發(fā)明的．因為在爆炸的瞬間，可以產(chǎn)生40萬個大氣壓的超高壓和5000℃的超高溫．按以往用石墨在2000℃加2萬個大氣壓就能“壓”出金剛石的情況，爆炸式時產(chǎn)生的超高壓和高溫條件應(yīng)該說完全可以“壓”出金剛石．科研人員把裝有炸藥和碳粉的銀制敞口容器，沉入到一個直徑8m、深約5m的混凝土制成的水槽內(nèi)．這樣在爆炸時，其中的碳粉就基本上處于缺氧的條件下（深水中當(dāng)然也有少量的氧，但微不足道），不會使碳燃燒成二氧化碳或一氧化碳．操作員一按電鈕，只聽水槽內(nèi)轟的一聲悶響，爆炸就算完成了．然后，將容器里的水取出來靜置，讓炸出的金剛石自然沉淀．請同學(xué)們結(jié)合上述材料回答下列有關(guān)問題：
（1）下列敘述不屬于金剛石用途的是C．
A．用來裁玻璃    B．琢磨成璀璨奪目的鉆石
C．潤滑劑           D．用作鉆探機鉆頭
（2）日本科研人員用來制金剛石用到的是碳粉（填“碳粉”或“石墨”），所發(fā)生的變化屬于物理（填“物理”或“化學(xué)”）變化．
（3）我們知道單質(zhì)碳在高溫下極易與氧氣反應(yīng)生成CO₂或CO，不可能制出金剛石，請根據(jù)上述資料說說科研人員是怎樣克服這一問題使碳粉在缺氧條件下合成金剛石．
（4）中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)家在440℃和高壓下，利用金屬鈉與二氧化碳作用得到了金剛石和碳酸鈉，且金剛石的顆粒有望達到寶石級大小，它將天然金剛石開采業(yè)帶來極大挑戰(zhàn)．請寫出這一反應(yīng)的化學(xué)方程式4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;440℃\;}}{高壓}$C（金剛石）+2Na₂CO₃．

Answer 1

分析 （1）
A、根據(jù)金剛石的硬度大進行解答；
B、根據(jù)金剛石晶瑩剔透進行解答；
C、根據(jù)金剛石不具有潤滑性進行解答；
D、根據(jù)金剛石的硬度大進行解答．
（2）根據(jù)題中信息及變化的特征來分析；
（3）根據(jù)根據(jù)題中信息進行分析解答；
（4）根據(jù)反應(yīng)物、生成物和反應(yīng)條件及質(zhì)量守恒定律的兩個原則，寫出正確的化學(xué)方程式．

解答 解：
（1）A、金剛石的硬度大，所以用來裁玻璃，故A正確；
B、金剛石晶瑩剔透，所以金剛石能琢磨成璀璨奪目的鉆石，故B正確；
C、金剛石不具有潤滑性，所以不能用作潤滑劑，故C錯誤；
D、金剛石的硬度大，所以金剛石用作鉆探機鉆頭，故D正確．
故選：C．
（2）根據(jù)題中信息，日本科研人員用來制金剛石用到的是碳粉，在變化過程中，沒有新物質(zhì)生成，屬于物理變化；
（3）由提示可知：科研人員把裝有炸藥和碳粉的銀制敞口容器，沉入到一個直徑8m、深約5m的混凝土制成的水槽內(nèi)．這樣在爆炸時，其中的碳粉就基本上處于缺氧的條件下合成金剛石；
（4）二氧化碳與鈉在440℃和高壓下，反應(yīng)生成金剛石和碳酸鈉．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;440℃\;}}{高壓}$C（金剛石）+2Na₂CO₃
答案：
 （1）C； 
（2）碳粉；  物理；
（3）使碳粉在缺氧條件下合成金剛石；
（4）4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;440℃\;}}{高壓}$C（金剛石）+2Na₂CO₃

點評 本題考查了碳單質(zhì)的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)以及化學(xué)方程式的書寫．掌握石墨和金剛石的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵，屬于基礎(chǔ)知識的考查，難度較小．