Question

【題目】《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)大氣壓的超高壓和的超高溫。按以往用石墨在加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、深約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________________________________。

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______________（填“碳粉”或“石墨”），所發(fā)生的變化屬于_________（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)生成或，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____________________________。

（4）中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)家在和高壓下，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)寫出這一反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________。

Answer 1

【答案】 C 碳粉 物理 使碳粉在缺氧條件下合成金剛石 C（金剛石）+ 2Na2CO3

【解析】（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。

（2）由題意可知，日本科研人員用來(lái)制金剛石用的是碳粉，碳粉與金剛石不是同一種物質(zhì)，因此碳粉在一定條件下可轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸�，屬于化學(xué)變化；

（3）由于單質(zhì)碳在高溫下極易與氧氣反應(yīng)生成CO2或CO，所以要制出金剛石，要使碳粉在缺氧條件下合成金剛石；

（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：3CO2+4Na C（金剛石）+ 2Na2CO3。