内容正文:
【教学素材】
《周礼•考工记》中的“涑帛”工艺
湖北省石首市文峰初级中学 刘涛(正高级教师)
【知识链接】《周礼•考工记》记载的“涑帛”工艺核心为:草木灰(K2CO3)浸出液与贝壳灰(CaO→Ca(OH)2)反应生成氢氧化钾(KOH)溶液,利用其碱性脱除丝胶。
一、工艺流程与化学原理
(1)制灰:将干燥木头烧成草木灰(主要成分碳酸钾K2CO3),将蚌壳/贝壳高温煅烧成贝壳灰(主要成分氧化钙CaO)。
(2)化灰:贝壳灰加水反应生成熟石灰:CaO+H2O=Ca(OH)2(放热反应)。
(3)复分解反应:草木灰水浸出液与石灰乳混合,发生反应的化学方程式为K2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2KOH,过滤除去碳酸钙沉淀,得到KOH溶液。
(4)漂洗作用:利用生成的氢氧化钾(KOH)碱性溶液浸泡丝帛,水解去除丝纤维表面的丝胶蛋白,使丝帛顺滑亮丽,最后用水冲净残留物。
二、关键物质与成分
(1)“灰”:指草木灰,主要成分为碳酸钾(K2CO3),属盐类,水溶液呈碱性。
(2)“蜃”:指贝壳灰,主要成分为氧化钙(CaO),遇水转化为氢氧化钙。
(3)有效漂洗剂:反应后溶液中的溶质主要为氢氧化钾(KOH);根据原料配比不同,可能残留少量未反应的K2CO3或Ca(OH)2,但二者不能共存。
该工艺体现了古代利用复分解反应原位制备强碱洗涤剂的高超智慧,KOH溶液比单一草木灰液碱性更强(pH更高),脱胶效果更佳。
【同步训练设计】
1.《周礼•考工记》中记载制取氢氧化钾漂洗丝帛的工艺,流程是将木头烧成灰,用其灰汁浸泡丝帛,再加入石灰即可。下列说法错误的是( )
A.“灰”的主要成分是K2CO3
B.漂洗丝帛的液体可使酚酞显红色
C.“石灰”常用于改良碱性土壤
D.高温煅烧石灰石可以得到“石灰”
2.早在战国时期,《周礼·考工记》就记载了我国劳动人民制取氢氧化钾以漂洗丝帛的工艺,其过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.草木灰中含有K2CO3
B.操作a和操作b不相同
C.反应过程中未涉及的基本反应类型为置换反应
D.反应过程中能够循环利用的物质是碳酸钙
3.早在战国时期,《周礼·考工记》就记载了我国劳动人民制取氢氧化钾以漂洗丝帛的工艺。大意是:先将干燥的木头烧成灰(含K2CO3),用其灰汁浸泡丝帛,再加入石灰即可。其反应过程如下,完成下列问题:
(1)操作a的名称 。
(2)反应I (填“吸收”或“放出”)热量。
(3)整个过程中能够循环利用的物质是 。
(4)写出该过程中任意一个反应的化学方程式 。
4.《周礼•考工记》中载有“涑帛”的方法,即利用“灰”(草木灰,主要成分为K2CO3)和“蜃”(贝壳灰,主要成分为CaO)混合加水所得溶液来洗涤丝帛,使其与丝表面的丝胶蛋白发生反应,生成物用水冲去,从而可把丝洗得干脆亮丽。化学小组对“混合加水所得溶液”的成分进行了探究。
【实验过程】
(1)如图所示,步骤Ⅱ的化学方程式为 。
(2)将烧杯丙中混合物过滤后得到澄清溶液,并对该溶液成分进行探究。
实验
步骤
现象
结论
实验1
取少量溶液于试管中,通入CO2
没有明显现象
证明该溶液中
没有 。
实验2
另取少量溶液于试管中,滴加几滴稀盐酸
始终没有明显现象
证明溶液中
没有K2CO3
【交流讨论】(1)同学们将实验结果与老师交流,老师认为实验2的结论不一定准确,原因是 。
(2)经过讨论,同学们又进行了实验3,请填写以下表格。
实验
步骤
现象
结论
实验3
取少量溶液于试管中,滴加足量的
填盐溶液名称)溶液
有白色沉淀产生
证明溶液中有K2CO3
【实验结论】根据以上实验,可得出烧杯丙中澄清溶液含有的溶质是 (填化学式)。
【延伸应用】同学们查阅资料得知,浓度为10%的K2CO3溶液pH=11.6,浓度为1%的KOH溶液的pH=13.2,根据如图数据分析,选用 溶液洗涤丝帛效果更好。
5.(2026•乐山)丝帛是我国古代纺织的重要材料。《周礼•考工记》中记载以下浸泡清洗丝帛的工艺:
步骤1:向容器中加入草木灰(主要成分为K2CO3)、水和丝帛一起浸泡。
步骤2:将贝壳(主要成分为CaCO3)灼烧后冷却,灼烧产物加水充分反应,过滤。
步骤3:将步骤2的滤液加入步骤1的容器中,继续浸泡丝帛。
(1)草木灰属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)步骤2中灼烧CaCO3时,发生反应的化学方程式为 ;某同学设计的过滤装置如图所示,指出其中一处错误 。
(3)步骤2的滤液与步骤1中的草木灰混合后,会生成一种具有去油污功能的碱,该碱的化学式为 。
6.早在战国时期,《周礼•考工记》就记载了我国劳动人民制取氢氧化钾以漂洗丝帛的工艺:“将干燥的木头烧成灰(含K2CO3),用其灰汁浸泡丝帛,再加入石灰即可”。根据下图所示的流程,回答下列问题。
资料:氢氧化钾易溶于水,氧化钙俗称生石灰,氢氧化钙俗称熟石灰。
(1)“操作a”的名称是 。
(2)反应①的基本类型属于 反应。
(3)反应②的化学方程式为 。
(4)“漂洗丝帛”是指洗去衣物表面的污渍,该工艺中起去除污渍作用的物质是 。
(5)该工艺中可以循环利用的物质是 。
(6)《周礼·考工记》中记载的“石灰”是指 (填“氧化钙”或“氢氧化钙”)。
(7)工艺中所烧的木头是干燥的。根据燃烧的条件分析,湿木头不易燃烧的原因是 。
7.《周礼•考工记》中记载:“涑帛,以栏灰,渥淳其帛,实诸泽器,淫之以蜃,……”介绍了古代漂洗丝帛的工艺:将木头烧成灰(草木灰主要成分为K2CO3,呈碱性),在光滑的容器里用其灰水浸泡丝帛;再将一定量蚌壳(主要成分为CaCO3)灼烧成灰加入上述容器中一起浸泡去除丝织品中的胶质使其柔软。同学们对古法漂洗丝帛很感兴趣,于是进行了如下项目式探究:
项目一:丝帛漂洗液的制取
【进行实验】同学们按古法工艺进行改进,设计如下流程:
【结论分析】(1)蚌壳灰的主要成分是 (填化学式)。
(2)步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为 。
项目二:丝帛漂洗液溶质成分探究
【提出猜想】
猜想1:只含有KOH
猜想2:含有KOH和K2CO3
猜想3:含有KOH和Ca(OH)₂
猜想4:含有KOH、Ca(OH)2和K2CO3
同学们分析后一致认为猜想4不成立,理由是 。
【进行实验】用步骤Ⅲ所得丝帛漂洗液进行实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
取适量丝帛漂洗液于试管中,加入 ;
无明显现象
不含Ca(OH)2
取适量丝帛漂洗液于试管中,加入少量稀盐酸
无明显现象
不含K2CO3
【分析讨论】实验结束后老师告诉同学们,上述丝帛漂洗液中实际含有K2CO3,为了验证
该结论,同学们讨论后认为只需对实验步骤②进行改进即可,改进的措施为 。
项目三:天然丝织品养护
养护小贴士
洗涤方法
保养方法
最好用冷水手洗
洗涤后在阴凉处晾干
选用 性洗涤剂
尽量密封,防霉变、防虫蛀
漂洗后的丝帛经过染整、印花和整理后得到丝织品,其具有穿着舒适、吸湿性好等优点,但天然丝织品比较娇嫩,不耐碱,应精心护理。
参考答案
1~2.C、B;
3.(1)过滤(2)放出;(3)CaCO3或碳酸钙;(3)CaO+H2O=Ca(OH)2;CaCO3 (
高温
)CaO+CO2↑或K2CO3+Ca(OH)2 =CaCO3↓+2KOH。
4.【实验过程】(1)K2CO3+Ca(OH)2 =CaCO3↓+2KOH;C;(2)氢氧化钙;【交流讨论】(1)滴入的稀盐酸量不足,盐酸先和氢氧化钾反应,无法判断是否有碳酸钾;(2)氯化钡;A;【实验结论】K2CO3和KOH;【延伸应用】度为1%氢氧化钾或KOH溶液。
5.(1)混合物;(2)CaCO3 (
灼烧
)CaO+CO2↑;未使用玻璃棒引流;(3)KOH。
6.(1)过滤;(2)分解;(3)CaO+H2O=Ca(OH)2;(4)氢氧化钾或KOH;(5)碳酸钙或CaCO3;(6)氧化钙;(7)水蒸发吸热,温度没有达到可燃物的着火点。
7.项目一:(1)CaO;(2)CaO+H2O=Ca(OH)2;
项目二:【提出猜想】氢氧化钙能与碳酸钾反应,二者不可在溶液中共存;
【进行实验】适量碳酸钠溶液(合理即可);【分析讨论】加入过量稀盐酸;
项目三:接近中(或弱酸)。
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