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优秀传统文化中蕴含的氧化还原反应
对优秀传统文化中蕴含的氧化还原反应命题,核心是从古籍记载的工艺、现象中提取涉及电子转移的化学反应,通过化学原理解释传统技术的本质,体现“古为今用”的命题思路,这类命题通常围绕传统文化场景展开,分析逻辑可总结为“现象提取→反应拆解→原理对应”,试题命题角度新、思维跨度大。旨在让学生在学习化学知识的同时能够感受中华文化的博大精深,培树民族自信心和自豪感。
|真|题|习|悟|(看高考如何关联命题)
1.(2024·山东卷)中国书画是世界艺术瑰宝,古人所用文房四宝制作过程中发生氧化还原反应的是 ( )
A.竹管、动物尾毫→湖笔
B.松木→油烟→徽墨
C.楮树皮→纸浆纤维→宣纸
D.端石→端砚
解析:选B 湖笔以竹管为笔杆,以动物尾毫为笔头制成,不涉及氧化还原反应,A不符合题意;松木中的C元素主要以有机物的形式存在,徽墨主要为C单质,存在元素化合价的变化,属于氧化还原反应,B符合题意;宣纸以楮树皮为原料,先得到纸浆纤维,再制成宣纸,不涉及氧化还原反应,C不符合题意;端砚以端石为原料经过采石、维料、制璞、雕刻、磨光、配盒等步骤制成,不涉及氧化还原反应,D不符合题意。
2.(2024·湖北卷)劳动人民的发明创造是中华优秀传统文化的组成部分。下列化学原理描述错误的是 ( )
选项
发明
关键操作
化学原理
A
制墨
松木在窑内焖烧
发生不完全燃烧
B
陶瓷
黏土高温烧结
形成新的化学键
C
造纸
草木灰水浸泡树皮
促进纤维素溶解
D
火药
硫黄、硝石和木炭混合,点燃
发生氧化还原反应
解析:选C 根据松木在窑内焖烧可知,燃烧时空气的量不足,松木发生不完全燃烧,A正确;黏土烧成陶瓷的过程中发生复杂的化学反应,因此有新的化学键形成,B正确;用草木灰水(主要成分为碳酸钾,水解使溶液呈碱性)浸泡树皮可促进木质素的溶解,纤维素不溶于水,在碱性条件下不水解,故C错误;火药点燃时发生反应的化学方程式为2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑,是氧化还原反应,D正确。
3.(2022·山东卷)古医典富载化学知识,下述之物见其氧化性者为 ( )
A.金(Au):“虽被火亦未熟”
B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”
C.石硫黄(S):“能化……银、铜、铁,奇物”
D.石钟乳(CaCO3):“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”
解析:选C A.金“虽被火亦未熟”是指金单质在空气中被火灼烧也不反应,金的化学性质很稳定,与其氧化性无关;B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”是指CaO+H2O==Ca(OH)2,反应放热,产生大量的水汽,而CaO由块状变为粉末状,未发生氧化还原反应;C.石硫黄即S:“能化……银、铜、铁,奇物”是指2Ag+SAg2S、Fe+SFeS、2Cu+SCu2S,反应中S作氧化剂,与其氧化性有关;D.石钟乳(CaCO3):“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”是指CaCO3+2CH3COOH==(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑,未发生氧化还原反应。
4.(2022·湖北卷)武当山金殿是铜铸鎏金大殿。传统鎏金工艺是将金溶于汞中制成“金汞漆”,涂在器物表面,然后加火除汞,使金附着在器物表面。下列说法错误的是 ( )
A.鎏金工艺利用了汞的挥发性
B.鎏金工艺中金发生了化学反应
C.鎏金工艺的原理可用于金的富集
D.用电化学方法也可实现铜上覆金
解析:选B 加热除汞,说明汞易挥发,A正确;将金溶于汞中制成“金汞漆”,然后加热汞挥发后留下金,整个过程中没有新物质生成,属于物理变化,B错误;金溶于汞中,然后再加热除去汞,使得金的纯度增大,所以可用于金的富集,C正确;用电解的方法,铜作阴极,电解液中含有可溶性的含金离子,则可实现铜上镀金,D正确。
5.(2021·江苏卷)黑火药是中国古代四大发明之一,其爆炸反应为2KNO3+S+3C==K2S+N2↑+3CO2↑。下列说法正确的是 ( )
A.黑火药中含有两种单质
B.爆炸时吸收热量
C.反应中S作还原剂
D.反应为置换反应
解析:选A 黑火药中含有S、C两种单质,A正确;爆炸反应为放热反应,B错误;该反应中S元素化合价降低,作氧化剂,C错误;该反应不符合“单质+化合物==另一种单质+另一种化合物”的形式,不是置换反应,D错误。
[透析高考]
1.三大命题方向
(1)金属冶炼类(核心:金属氧化物被还原)
命题素材:如《淮南万毕术》“曾青得铁则化为铜”、《天工开物》中“凡铁分生、熟,出炉未炒则生,既炒则熟”。
(2)物质制备类(核心:元素化合价变化)
命题素材:如《本草纲目》“烧铁器淬于胆矾水中,即成铜色也”(制铜)、《抱朴子》“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂”(汞的转化)。
(3)腐蚀与防护类(核心:金属被氧化)
命题素材:如青铜器出土时的“铜绿”(碱式碳酸铜)、古代用“涂漆”“鎏金”保护金属器物。
2.三大能力考查
(1)信息提取能力:从古文描述中识别反应物、生成物(如 “曾青” 指硫酸铜溶液,“水银” 指汞)。
(2)反应判断能力:通过元素化合价变化,判断反应是否为氧化还原反应,区分氧化剂、还原剂。
(3)原理应用能力:用氧化还原规律解释传统工艺的可行性(如湿法炼铜为何能发生),体现化学与传统文化的关联。
|预|测|训|练|(由训练盘活知识)
1.活字印刷是中国四大发明之一,其制作和使用过程中涉及氧化还原反应的是 ( )
A.熔铅铸字 B.雕刻活字
C.油墨转移 D.纸张老化
解析:选D 熔铅铸字是发生物理变化,没有新物质生成,不涉及氧化还原反应,A错误;雕刻活字是发生物理变化,没有新物质生成,不涉及氧化还原反应,B错误;油墨转移是发生物理变化,没有新物质生成,不涉及氧化还原反应,C错误;纸张老化导致发黄变脆,是空气中氧气等的作用,导致其被氧化、失去了原有的品质,涉及氧化还原反应,D正确。
2.化学与中华古文化密切相关,下列叙述不涉及氧化还原反应的是 ( )
A.野火烧不尽,春风吹又生
B.犹比至元无事日,印文铜绿长苔钱
C.所在山泽,冬月地上有霜(含硝酸钾),扫取以水淋汁
D.折戟沉沙铁未销,自将磨洗认前朝
解析:选C 野火烧不尽描述有燃烧,涉及氧化还原反应,故A不选;印文铜绿长苔钱描述的是铜与空气中的氧气和水生成铜绿,涉及氧化还原反应,故B不选;“霜”指含KNO3的固体,“以水淋汁”指将固体溶解,不是氧化还原反应,故C选;折戟沉沙铁未销,描述有铁生锈的过程,涉及氧化还原反应,故D不选。
3.下列关于传统文化的记载中,不涉及氧化还原反应的是 ( )
A.泽中有火,上火下泽
B.独忆飞絮鹅毛下,非复青丝马尾垂
C.凡研硝(KNO3)不以铁碾入石臼,相激火生,则祸不可测
D.(汞)得火则飞,不见埃尘……将欲制之,黄芽为根
解析:选B A.泽,指湖泊池沼,湖泊池沼水面上起火,为甲烷燃烧,属于氧化还原反应,不符合题意;B为蚕丝和飞絮的鉴别,不涉及氧化还原反应,符合题意;C项,意思是在研磨硝酸钾时,如果不用铁碾而是将其在石臼中研磨,可能会因为相互撞击产生火花,引发爆炸,属于氧化还原反应,不符合题意;黄芽指的是硫,汞和硫反应生成硫化汞,为氧化还原反应,D不符合题意。
4.(2026·湖北省夷陵中学、郧阳中学联考)中国传统文化博大精深,值得后人传承和研究。以下关于古诗文中化学知识的分析错误的是 ( )
选项
古诗文
化学知识
A
春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干
“蜡炬成灰”过程中发生了氧化反应
B
熬胆矾铁釜,久之亦化为铜
发生了置换反应
C
煮豆燃豆萁,豆在釜中泣
涉及化学能转化为热能,蛋白质变性
D
绿蚁新醅酒,红泥小火炉
红泥中含有Fe3O4
解析:选D “蜡炬成灰”过程中,蜡烛燃烧,燃烧反应是氧化反应,A正确;B项,涉及的反应是CuSO4+Fe==FeSO4+Cu,这是置换反应,正确;“煮豆燃豆萁”,燃烧过程中化学能转化为热能,“豆在釜中泣”,豆子中的蛋白质在高温下会变性,C正确;“红泥小火炉”,红泥主要成分是氧化铁(Fe2O3)等,而不是Fe3O4,D错误。
5.(2026·白银市实验中学期末)某酒始载于宋代赵珣的《熙宁酒课》,该酒是由从醪液中得到浓度更高的初酒后,再浸入猪膘肉“陈肉酝浸”而成的,酿造流程如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.糖化过程中,淀粉一步水解为单糖
B.发酵过程中葡萄糖自身发生氧化还原反应
C.实验室进行操作1主要用到的玻璃仪器是漏斗、玻璃棒、烧杯
D.猪膘肉中溶出的酯类化合物可通过分液的方法与乙醇分离
解析:选B 糖化过程中,淀粉首先水解成二糖,再水解为单糖,即分步水解而非一步水解,故A错误;发酵过程中葡萄糖在酒化酶作用下生成乙醇和二氧化碳,反应方程式为C6H12O62C2H5OH+2CO2↑,其中部分碳元素被氧化,部分被还原,故B正确;操作1是从醪液中得到浓度更高的初酒,从溶液中得到乙醇,应采用蒸馏操作,蒸馏主要用到的玻璃仪器是酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶,故C错误;猪膘肉中的油脂能溶于乙醇,不能通过分液的方法分离,故D错误。
6.传统文化是中华文明的瑰宝。下列传统文化从化学视角解读错误的是 ( )
选项
传统文化摘录
从化学视角解读
A
苏轼的《格物粗谈》中记载:“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味”
文中的“气”能漂白酸性高锰酸钾溶液或溴水
B
西晋·刘琨:“何意百炼钢,化为绕指柔”
工业炼铁发生了氧化还原反应
C
《本草纲目》记载:“慈石治肾家诸病,而通耳明目”“慈石,色轻紫,石上皲涩,可吸连针铁”
“慈石”的主要成分是四氧化三铁
D
唐·刘禹锡的诗中“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”
“沙”的主要成分能与氢氟酸反应
解析:选A 文中气体是乙烯,乙烯与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,乙烯表现还原性;乙烯与溴发生加成反应,乙烯不表现漂白性,A错误。工业上用CO与氧化铁反应制备铁,发生了氧化还原反应,B正确。“慈石”具有磁性,主要成分是四氧化三铁,C正确。“沙”的主要成分是二氧化硅,能与氢氟酸反应生成四氟化硅和水,D正确。
7.(2026·衡水市重点高中联考)明代宋应星著的《天工开物》中有关于“火法”冶炼锌的记载:“炉甘石十斤,装载入一泥罐内,……然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,……,冷淀毁罐取出,……,即倭铅也。”已知:炉甘石的主要成分为碳酸锌。下列说法正确的是 ( )
A.从物质分类的角度来看,炉甘石和煤炭饼的主要成分都属于盐
B.从反应类型上来看,该反应属于氧化还原反应,Zn是氧化产物
C.古代的泥罐是一种硅酸盐产品
D.金属使用的先后顺序主要和金属在自然界的含量有关,与金属活动性无关
解析:选C 炉甘石的主要成分为碳酸锌,属于盐,而煤炭饼的主要成分是碳,不属于盐,故A错误;冶炼Zn的反应方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑,该反应属于氧化还原反应,但Zn是还原产物,故B错误;古代的泥罐是用黏土烧制而成的,属于硅酸盐产品,故C正确;金属使用的先后顺序主要与金属活动性有关,故D错误。
8.下列古代文献或古诗词涉及的化学知识,对其说明不合理的是 ( )
A.“千门万户曈曈日,总把新桃换旧符”中“桃符”的主要成分是纤维素
B.“凡石灰,经火焚炼为用”,“焚炼”过程中石灰发生的是非氧化还原反应
C.“生铁流出时,众人疾搅,即时炒成熟铁”炒铁是为了降低铁水中的碳含量,则生铁比熟铁更易被腐蚀
D.古籍中记载了炉甘石(ZnCO3)可用于治疗皮肤炎症。由于锌、铅难以分离,所以含铅医用炉甘石不可外用
解析:选D “桃符”是桃木制成的,主要成分是纤维素,A正确;“焚炼”过程碳酸钙分解生成二氧化碳和氧化钙,发生的是非氧化还原反应,B正确;炒铁是为了降低铁水中的碳含量,则生铁比熟铁更易被腐蚀,因为生铁中含碳量更高,更易发生电化学腐蚀,C正确;由于锌、铅难以分离,所以含铅医用炉甘石不可内服,可以外用,D错误。
9.(2026·唐山模拟)《博物新编》有关于磺强水制法的记载:“以铅作一密炉,炉底贮以清水,焚硝磺于炉中,使硝磺之气重坠入水,然后将水再行蒸炼,一如蒸酒甑油之法,务使水汽尽行升散,则所存者是磺强水矣。”(提示:“硝”指KNO3,“磺”指硫黄)下列有关磺强水的说法正确的是 ( )
A.“焚硝磺”时发生的是氧化还原反应
B.磺强水是一种易挥发的强电解质
C.0.01 mol·L-1的磺强水溶液的pH=2
D.磺强水溶液中不存在分子
解析:选A “焚硝磺”时,N和S的价态均发生了变化,A正确;硫酸的沸点较高,属于难挥发的强电解质,B错误;0.01 mol·L-1的磺强水溶液中c(H+)=0.02 mol·L-1,pH<2,C错误;磺强水溶液中存在水分子,D错误。
10.[双选]我国古代四大发明之一的黑火药由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成,爆炸时的反应为S +KNO3+C→K2S+N2↑ +CO2↑(未配平),下列关于该反应的说法正确的是 ( )
A.氧化剂只有KNO3,还原剂只有C
B.该反应的氧化产物和还原产物的物质的量之比为3∶2
C.常温常压下,每转移12 mol e-,可产生22.4 L的N2
D.该反应中当有32 g的S元素被还原时,可消耗36 g碳
解析:选BD 反应S+2KNO3+3C==K2S+N2↑+3CO2↑中S元素化合价由0价降低到-2价,则S为氧化剂,N元素化合价由+5价降低到0价,则KNO3为氧化剂,C元素化合价由0价升高到+4价,则C为还原剂,还原剂对应的氧化产物为CO2,氧化剂对应的还原产物为K2S、N2,据此解答。由分析可知,氧化剂有KNO3和S,还原剂有C,故A错误;由分析可知,该反应的氧化产物为二氧化碳,还原产物为K2S、N2,物质的量之比为3∶2,故B正确;常温常压下,不能用22.4 L·mol-1计算产生N2的物质的量,故C错误;根据反应的方程式,反应中当有32 g的S元素被还原时,可消耗36 g碳,故D正确。
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