Question

5．多彩的“碳”，多姿的生活，讓我們一起走進(jìn)“碳”的世界．
（1）根據(jù)表中提供的信息，回答問題．

	金剛石	石墨	C60
結(jié)構(gòu)
用途	鉆探機(jī)鉆頭（或切割玻璃等）	作電極材料	作超導(dǎo)體材料
相應(yīng)的性質(zhì)	硬度大	能導(dǎo)電

表中幾種物質(zhì)均是由碳元素組成的單質(zhì)，其物理性質(zhì)卻不相同，原因是碳原子排列方式不同．
（2）“碳海綿”是一直最輕的固體材料（如圖所示），它是由碳元素組成的單質(zhì)，具有多孔結(jié)構(gòu)，彈性好．它對(duì)石油有很強(qiáng)的吸附能力（不吸水），將吸入的石油擠出后仍可恢復(fù)原狀．下列關(guān)于碳海綿的說法不正確的是B（填序號(hào)）．
A．可處理海上石油泄漏                     B．不可重復(fù)使用
C．在一定條件下可還原氧化銅           D．在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物是CO₂
（3）我國(guó)科學(xué)家陳乾旺等最新研究成果表明，在440℃和800大氣壓條件下，二氧化碳和金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生金剛石和碳酸鈉，合成的金剛石最大達(dá)1.2mm，完全可以滿足工業(yè)用途．請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：4Na+3CO$\frac{\underline{\;\;\;\;\;440℃\;\;\;\;\;}}{800大氣壓}$2Na₂CO₃+C．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)金剛石具有正八面體形狀、硬度大，石墨具有優(yōu)良的導(dǎo)電性等進(jìn)行分析解答．
（2）根據(jù)題意，“碳海綿”是已知最輕的固體材料，其主要成分是石墨烯和碳納米管（兩者都是碳單質(zhì)），具備高彈性和疏松多孔的結(jié)構(gòu)，將吸入的石油擠出后仍可恢復(fù)原狀，據(jù)此結(jié)合碳單質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行分析判斷．
（3）根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件及其質(zhì)量守恒定律可以書寫化學(xué)方程式．

解答 解：（1）金剛石具有正八面體形狀、硬度大，可用作鉆探機(jī)鉆頭或切割玻璃等；石墨作電極材料，是利用了石墨具有優(yōu)良的導(dǎo)電性．金剛石、石墨物理性質(zhì)差異很大，是因?yàn)樗鼈兊慕Y(jié)構(gòu)中碳原子的排列方式不同．
（2）A、由題意，“碳海綿”具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，具有吸附性，所以可處理海上石油泄漏，故選項(xiàng)說法正確．
B、“碳海綿”將吸入的石油擠出后仍可恢復(fù)原狀，所以可重復(fù)使用，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤．
C、“碳海綿”主要成分是石墨烯和碳納米管（兩者都是碳單質(zhì)），具有還原性，在一定條件下可還原氧化銅，故選項(xiàng)說法正確．
C、“碳海綿”主要成分是石墨烯和碳納米管（兩者都是碳單質(zhì)），常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤．
D、“碳海綿”主要成分是石墨烯和碳納米管（兩者都是碳單質(zhì)），在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物是CO₂，故選項(xiàng)說法正確．
（3）在440℃和800大氣壓的條件下，金屬鈉與二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生金剛石和碳酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Na+3CO$\frac{\underline{\;\;\;\;\;440℃\;\;\;\;\;}}{800大氣壓}$2Na₂CO₃+C；
故答案為；（1）

	金剛石	石墨	C60
結(jié)構(gòu)
用途	鉆探機(jī)鉆頭（或切割玻璃等）	作電極材料	作超導(dǎo)體材料
相應(yīng)的性質(zhì)	硬度大	能導(dǎo)電

（2）B；
（3）4Na+3CO$\frac{\underline{\;\;\;\;\;440℃\;\;\;\;\;}}{800大氣壓}$2Na₂CO₃+C．

點(diǎn)評(píng) 本題難度不大，掌握碳單質(zhì)的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)與用途、方程式的書寫是正確解題的關(guān)鍵．