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专题拓展突破3 化学与传统文化
“化学与传统文化”常以中国古代文明、重要古籍文献、经典诗词、谚语中蕴含的化学知识为背景,主要从物质的成分、类别、性质及反应类型、物质的分离、提纯等角度,考查元素及其化合物的基础知识,起点高、落点低,体现了“科学态度与社会责任”的化学学科核心素养。
1.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) “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。
(3)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。
(4)“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。
(5)《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的实验,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K2CO3。
(6)“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。
(7)《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。
(8)“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。
【对点练】 1.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。
2.传统文化与物质变化、反应类型
(1)“莫道雪融便无迹,雪融成水水成冰”,描述的雪融化、水结冰的情景,属于物理变化。
(2)“凡造竹纸……用上好石灰化汁涂浆”,造纸利用了熟石灰[Ca(OH)2]的碱性。
(3)“曾青(硫酸铜)涂铁,铁赤色如铜”,即硫酸铜涂在铁器上,铁器变成红色像铜一样。该反应是铁与铜离子的置换反应。
(4)古代鉴别硝石的方法:“以火烧之,紫青烟起,乃真硝石也”,利用的是钾元素的焰色反应。
(5)《天工开物》记载“凡研硝(KNO3)不以铁碾入石臼,相激火生,祸不可测”,“相激火生”是指爆炸。
(6)苏轼《石碳行》中“投泥泼水愈光明”包含的化学知识:在高温下,把水滴到炭火上,得到两种可燃性气体,制得水煤气。
(7)清初《泉州府志》物产条记载:“初,人不知盖泥法,元时南安有黄长者为宅煮糖,宅垣忽坏,去土而糖白,后人遂效之。”该段文字记载了蔗糖的分离提纯采用了黄泥来吸附红糖中的色素。
(8)春秋末期齐国的工艺官书《考工记》中载有“涑帛”的方法,即利用“灰”(草木灰)和“蜃”(贝壳灰)混合加水所得液体来洗涤丝帛。
【对点练】 2.《本草经集注》中有如下描述:“其黄黑者名鸡屎矾,不入药,惟堪镀作以合熟铜。投苦酒中,涂铁皆作铜色。外虽铜色,内质不变。”其中“鸡屎矾”指的是碱式碳酸铜或碱式硫酸铜,“苦酒”指的是CH3COOH溶液。文中没有涉及的化学反应类型是( )
A.置换反应 B.离子反应
C.复分解反应 D.化合反应
解析:选D。鸡屎矾在CH3COOH溶液中溶解,其中碱式碳酸铜(或碱式硫酸铜)与乙酸的反应是复分解反应,也是离子反应,Fe与Cu2+的反应是置换反应,也是离子反应,故文中没有涉及化合反应,D项符合题意。
3.传统文化与分离提纯
(1)《本草衍义》中对精制砒霜过程有如下叙述:“取砒之法,将生砒就置火上,以器覆之,令砒烟上飞着覆器,遂凝结,累然下垂如乳,尖长者为胜,平短者次之。”文中涉及的操作方法是升华。
(2)《本草纲目》记载了“皮硝”的提取方法:“煎炼入盆,凝结在下,粗朴者为朴硝,在上有芒者为芒硝,有牙者为马牙硝。”该方法属于结晶法。