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学科素养专题(二) 化学试题与传统文化——话里有“化”照古今
古老文明的中国,华夏祖先与化学有着不解之缘,在充满迷雾和荆棘的道路上发明创造了许多辉煌的成就。如50万年前“北京猿人”已会用火,3000多年前已利用天然染料染色,商代拥有高超的制陶工艺以及青铜冶炼技术,春秋时期掌握了钢铁冶炼工艺,西汉时期能熟练进行“水法炼铜”,东汉时期总结推广造纸技术,唐朝正式出现黑火药,还有近现代1939年侯德榜提出“联合制碱法”,1965年人工合成结晶牛胰岛素等等。
01/ 命题方式与解题思维流程
中国古代文明、重要古籍文献、经典诗词、谚语中蕴含的化学知识,主要包括物质的成分、类别、性质及反应类型、物质的分离、提纯等。解答此类试题的思维模型如下:
02/ 命题角度与必备素材积累
命题角度1 依托传统文化考查物质组成
【典例1】 《汉书》记载“高奴县有洧水可燃”;《梦溪笔谈》描述“洧水”:“予疑其烟可用,试扫其煤以为墨,黑光如漆,松墨不及也……此物后必大行于世。”上述“洧水”和“煤”的主要成分分别是( )
A.石油和炭黑 B.石油和焦炭
C.油脂和木炭 D.油脂和石墨
解析:选A。根据洧水“可燃”“大行于世”,可知“洧水”是生产生活中重要的燃料,应是石油;“煤”指石油不完全燃烧产生的烟灰,根据“黑光如漆”“松墨不及”,可知“煤”应为炭黑,A项正确。
【典例2】 下列与化学有关的文献,理解错误的是( )
A.《咏石灰》(明·于谦)中“烈火焚烧若等闲……要留清白在人间”,其中“清白”是指氢氧化钙
B.《咏煤炭》(明·于谦)中“凿开混沌得乌金……不辞辛苦出山林”,其中“乌金”的主要成分是煤炭
C.《天工开物》中记载:“以消石、硫磺为主,草木灰为辅……魂散惊而魄齑粉”,文中提到的是火药
D.《天工开物》中有如下描述:“世间丝、麻、裘、褐皆具素质……”,文中的“裘”主要成分是蛋白质
解析:选A。“烈火焚烧若等闲……要留清白在人间”,描述的是碳酸钙的受热分解,其中“清白”是指氧化钙,故A项错误;“凿开混沌得乌金……不辞辛苦出山林”,描述的是煤炭的开采,其中“乌金”的主要成分是煤炭,故B项正确;“以消石、硫磺为主,草木灰为辅……魂散惊而魄齑粉”,消石、硫磺是制造火药的主要原料,故C项正确;“世间丝、麻、裘、褐皆具素质……”,文中的“裘”指的是动物的毛皮,主要成分是蛋白质,故D项正确。
【知识积累】 传统文化与化学物质
(1)《周礼》中记载沿海古人“煤饼烧蛎房成灰”(“蛎房”即牡蛎壳),并把这种灰称为“蜃”,“蜃”的主要成分为CaO。
(2)《咏煤炭》(明·于谦)中“凿开混沌得乌金……不辞辛苦出山林”,其中“乌金”的主要成分是煤炭。
(3) “试玉要烧三日满,辨材须待七年期”,这里的“玉”即玉石,其主要成分是硅酸盐,熔点较高。
(4)我国南朝(梁)陶弘景著《本草经集注》记叙药物730种,其“消石”条目下写道:“……如握雪不冰强烧之,紫青烟起,仍起灰……”,这里的“消石”是指硝酸钾。
(5)“夫金木无常,方园应行,亦有隐括,习与性形。故近朱者赤,近墨者黑。”这里的“朱”语意为红色,指的是朱砂,主要成分为HgS。
(6)《本草纲目》①“石碱”条目下写道:“采蒿蓼之属,晒干烧灰,以水淋汁,久则凝淀如石,浣衣发面,亦去垢发面。”结合中学化学中从草木灰中提取K2CO3实验,可知这里的“石碱”是指K2CO3。②“冬月灶中所烧薪柴之灰,令人以灰淋汁,取碱浣衣”里的“碱”主要是碳酸钾。
(7)“独忆飞絮鹅毛下,非复青丝马尾垂”中的“飞絮”与“马尾”化学成分分别是纤维素和蛋白质。
(8)《神农本草经》中有“水银熔化(加热)还复为丹”的记载;《黄帝九鼎神丹经》中的“铒丹”“柔丹”和“伏丹”都是在土釜中加热Hg制得的。这里的“丹”是指汞的氧化物。
(9)《物理小识·金石类》中指出:“有硇水者,剪银块投之,则旋而为水。”其中的“硇水”指硝酸。
(10)“凡火药,硫为纯阳,硝为纯阴”中的“硫”指的是硫黄,“硝”指的是硝酸钾。
命题角度2 依托传统文化考查物质变化、反应类型
【典例3】 “古诗文经典已融入中华民族的血脉”。下列诗文中隐含化学变化的是( )
A.月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠
B.掬月水在手,弄花香满衣
C.飞流直下三千尺,疑是银河落九天
D.举头望明月,低头思故乡
解析:选A。渔火为物质燃烧发出的光,燃烧属于化学变化,A符合题意;捧起清澄明澈的泉水,泉水照见月影,好像那一轮明月在自己的手里一般,摆弄山花,馥郁之气溢满衣衫,为物理变化,B与题意不符;飞流直下三千尺,为水的自由落体运动,为物理变化,C与题意不符;举头望明月,月光为反射的太阳光,为物理变化,D与题意不符。
【典例4】 《本草经集注》中有如下描述:“其黄黑者名鸡屎矾,不入药,惟堪镀作以合