Question

【題目】《日本工業新聞》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。用爆炸方法生產金剛石是日本工業技術院化學研究所發明的。因為在爆炸的瞬間，可以產生40萬個大氣壓的超高壓和的超高溫。按以往用石墨在加2萬個大氣壓就能“壓”出金剛石的情況，爆炸式時產生的超高壓和高溫條件應該說完全可以“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、深約的混凝土制成的水槽內。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。請同學們結合上述材料回答下列有關問題：

（1）下列敘述不屬于金剛石用途的是________________________________。

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______________（填“碳粉”或“石墨”），所發生的變化屬于_________（填“物理”或“化學”）變化。

（3）我們知道單質碳在高溫下極易與氧氣反應生成或，不可能制出金剛石，請根據上述資料說說科研人員是怎樣克服這一問題____________________________。

（4）中國科學技術大學化學家在和高壓下，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到寶石級大小，它將天然金剛石開采業帶來極大挑戰。請寫出這一反應的化學方程式________________________________。

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。

（2）由題意可知，日本科研人員用來制金剛石用的是碳粉，碳粉與金剛石不是同一種物質，因此碳粉在一定條件下可轉變為金剛石，屬于化學變化；

（3）由于單質碳在高溫下極易與氧氣反應生成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，反應生成金剛石和碳酸鈉，該反應的化學方程式為：3CO2+4Na C（金剛石）+ 2Na2CO3。