Question

5．《日本工業(yè)新聞》報(bào)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(rèn)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?yàn)樵诒�炸的瞬間，可以產(chǎn)生40萬(wàn)個(gè)大氣壓的超高壓和5000℃的超高溫．按以往用石墨在2000℃加2萬(wàn)個(gè)大氣壓就能“壓”出金剛石的情況，爆炸式時(shí)產(chǎn)生的超高壓和高溫條件應(yīng)該說(shuō)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(gè)直徑8m、深約5m的混凝土制成的水槽內(nèi)．這樣在爆炸時(shí)，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(huì)使碳燃燒成二氧化碳或一氧化碳．操作員一按電鈕，只聽(tīng)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(lái)靜置，讓炸出的金剛石自然沉淀．請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合上述材料回答下列有關(guān)問(wèn)題：
（1）下列敘述不屬于金剛石用途的是C．
A．用來(lái)裁玻璃    B．琢磨成璀璨奪目的鉆石
C．潤(rùn)滑劑           D．用作鉆探機(jī)鉆頭
（2）日本科研人員用來(lái)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(qǐng)根據(jù)上述資料說(shuō)說(shuō)科研人員是怎樣克服這一問(wèn)題使碳粉在缺氧條件下合成金剛石．
（4）中國(guó)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(dá)到寶石級(jí)大小，它將天然金剛石開(kāi)采業(yè)帶來(lái)極大挑戰(zhàn)．請(qǐng)寫(xiě)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(jìn)行解答；
B、根據(jù)金剛石晶瑩剔透進(jìn)行解答；
C、根據(jù)金剛石不具有潤(rùn)滑性進(jìn)行解答；
D、根據(jù)金剛石的硬度大進(jìn)行解答．
（2）根據(jù)題中信息及變化的特征來(lái)分析；
（3）根據(jù)根據(jù)題中信息進(jìn)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(gè)原則，寫(xiě)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(lái)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(rùn)滑性，所以不能用作潤(rùn)滑劑，故C錯(cuò)誤；
D、金剛石的硬度大，所以金剛石用作鉆探機(jī)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(lái)制金剛石用到的是碳粉，在變化過(guò)程中，沒(méi)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(gè)直徑8m、深約5m的混凝土制成的水槽內(nèi)．這樣在爆炸時(shí)，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(diǎn)評(píng) 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(shū)寫(xiě)．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(shí)的考查，難度較小．