Question

5．多彩的“碳”，多姿的生活，让我们一起走进“碳”的世界．
（1）根据表中提供的信息，回答问题．

	金刚石	石墨	C60
结构
用途	钻探机钻头（或切割玻璃等）	作电极材料	作超导体材料
相应的性质	硬度大	能导电

表中几种物质均是由碳元素组成的单质，其物理性质却不相同，原因是碳原子排列方式不同．
（2）“碳海绵”是一直最轻的固体材料（如图所示），它是由碳元素组成的单质，具有多孔结构，弹性好．它对石油有很强的吸附能力（不吸水），将吸入的石油挤出后仍可恢复原状．下列关于碳海绵的说法不正确的是B（填序号）．
A．可处理海上石油泄漏                     B．不可重复使用
C．在一定条件下可还原氧化铜           D．在氧气中完全燃烧的产物是CO₂
（3）我国科学家陈乾旺等最新研究成果表明，在440℃和800大气压条件下，二氧化碳和金属钠反应产生金刚石和碳酸钠，合成的金刚石最大达1.2mm，完全可以满足工业用途．请写出该反应的化学方程式：4Na+3CO$\frac{\underline{\;\;\;\;\;440℃\;\;\;\;\;}}{800大气压}$2Na₂CO₃+C．

Answer 1

分析 （1）根据金刚石具有正八面体形状、硬度大，石墨具有优良的导电性等进行分析解答．
（2）根据题意，“碳海绵”是已知最轻的固体材料，其主要成分是石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质），具备高弹性和疏松多孔的结构，将吸入的石油挤出后仍可恢复原状，据此结合碳单质的性质进行分析判断．
（3）根据反应物、生成物、反应条件及其质量守恒定律可以书写化学方程式．

解答 解：（1）金刚石具有正八面体形状、硬度大，可用作钻探机钻头或切割玻璃等；石墨作电极材料，是利用了石墨具有优良的导电性．金刚石、石墨物理性质差异很大，是因为它们的结构中碳原子的排列方式不同．
（2）A、由题意，“碳海绵”具有疏松多孔的结构，具有吸附性，所以可处理海上石油泄漏，故选项说法正确．
B、“碳海绵”将吸入的石油挤出后仍可恢复原状，所以可重复使用，故选项说法错误．
C、“碳海绵”主要成分是石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质），具有还原性，在一定条件下可还原氧化铜，故选项说法正确．
C、“碳海绵”主要成分是石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质），常温下化学性质不活泼，故选项说法错误．
D、“碳海绵”主要成分是石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质），在氧气中完全燃烧的产物是CO₂，故选项说法正确．
（3）在440℃和800大气压的条件下，金属钠与二氧化碳反应产生金刚石和碳酸钠，反应的化学方程式为：4Na+3CO$\frac{\underline{\;\;\;\;\;440℃\;\;\;\;\;}}{800大气压}$2Na₂CO₃+C；
故答案为；（1）

	金刚石	石墨	C60
结构
用途	钻探机钻头（或切割玻璃等）	作电极材料	作超导体材料
相应的性质	硬度大	能导电

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

点评 本题难度不大，掌握碳单质的物理性质、化学性质与用途、方程式的书写是正确解题的关键．