碳及其化合物和人们的生产、生活密切相关,是化学学习和研究的重要内容.
$(1)$请画出碳原子的结构示意图______.
$(2)$金刚石和石墨物理性质差异很大的原因是______.
$(3)$实验室制取气体的相关装置如图所示.

①实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气时选用的制取装置______,化学反应方程式为______.
②装置$A$和装置$B$相比的优点是能控制反应的发生和停止,请简述装置$A$中反应停止的原理______.
③用排空气法收集$CO_{2}$时,验满时的操作是______.可用装置$E$大致测定收集到的$CO_{2}$的体积.其中油层的作用是______.
$(4)$为测定某地大理石（主要成分为碳酸钙）的纯度（大理石中的杂质不溶于水,也不参与反应）,向$20g$该大理石中加入$100g$稀盐酸,反应中产生气体与盐酸的质量关系如图所示.请计算该大理石样品中碳酸钙的质量分数.