古诗中的化学知识高考(那些藏在古诗里的化学)

古诗词是中华五千年文化史中的璀璨明珠,它脍炙人口,是中华民族艺术殿堂里的一朵奇葩。

在化学教学中,适当引入诗词,引导学生领会其中所寄寓的化学知识,既能活跃课堂气氛,激发学生学习化学的兴趣,又能利用诗词中深厚的思想情感,丰富学生的想像力,培养他们的创造力。

高考化学题或模拟题中已出现以古文为设问材料的选择题。

这些题目连通古今,跨越时空地考察化学知识。2020年高考全国卷I就出现一道以《梦溪笔谈》记载胆矾为材料的选择题。考生若读不懂文言文,自身基础又很薄弱的话,面对这类题将十分棘手

但是,这类涉及文言文的试题往往是“高高拿起,轻轻放下”:题干看起来吓人,实则设问基础,难度不高,一般在理综化学部分的第1或第2道选择题出现来为考生热身

这类题为何基础?其一,化学不是语文,不字斟句酌地考察考生对文献理解的准确性。第二,命题人的古文水平可能还不如考生。如果出题者连材料都看不懂的话怎么出题?(手动狗头)经过语文的训练,具有最基本文言文阅读能力的高中生是完全能够做题的。

笔者针对古文类化学考题调研了近年来高考试题和一些模拟题,总结了这类题目的设问角度,如下展开

【从性质出发】

“性质”既包括物理性质(如熔点、沸点、挥发性、颜色、焰色反应等),更包括化学性质(如热稳定性、金属性、特征反应等)。这类题目要求考生元素化学基础知识扎实。做题时,需从材料中找出关键要素,并与所学知识对应,灵活运用。要素的提取只需从部分句子、词甚至是单字即可,不需理解全文,但要避免漏提取信息。以例1、2为例说明:

例1.(2015年全国I卷第7题)我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种,其中 “强水” 条目下写道:“性最烈,能蚀五金……其水甚强,五金八石皆能穿第,惟玻璃可盛。” 这里的 “强水” 是指(  )

A. 氨水

B. 硝酸

C. 醋

D. 卤水

【考察性质】化学性质——强氧化性、强酸性

【分析】提取关键信息:

“能蚀五金” —— 不知五金具体指什么没关系,我们只需知道它指代常见金属,如铁,即可。 “强水” 这种物质能够腐蚀常见金属,则应具有酸性或强氧化性,故排除A和D选项。

“性最烈” 和 “其水甚强” —— 疯狂暗示 “强水” 腐蚀性强,和金属多半反应也十分剧烈。联系 “能蚀五金”可确认 “强水” 应是一种强酸或强氧化剂,符合条件的只有B。最后再看一眼 “强水” 这个名字。嗯,硝酸确实很 “强” 。

【拓展】1)除《本草纲目拾遗》所提到的玻璃作为存储 “强水” 的容器外,还有什么材料能用作容器?铁可以吗?

2)D选项卤水指什么?以卤水不能腐蚀金属为由排除D选项是否合理?

以上问题留给读者自行思考。

例2.《新修本草》是我国古代中药学著作之一,记载了药物共844种。其中有关于“青矾”的描述为 “本来绿色,新出窟未见风者,正如瑠璃……烧之赤色……” 据此推测,“青矾” 的主要成分为( )

A. CuSO4·5H2O

B. FeSO4·7H2O

C. KAl(SO4)2·12H2O

D. Fe2(SO4)3·9H2O

【考察性质】物理性质——颜色;化学性质——热分解

【分析】阅读所给出的古文,提取关键信息。

“本来绿色”——这几个字跟现代用法都是一样的,意为“青矾”是绿色的。凭这一点就能选出B选项。A项胆矾为蓝色;C项明矾为无色;D项化合物含Fe3 ,应呈现黄色或棕色。

古诗中的化学知识高考(那些藏在古诗里的化学)(1)

古诗中的化学知识高考(那些藏在古诗里的化学)(2)

(青矾)

“烧之赤色”——灼烧后变红。这条信息可以复查B选项是否正确。联系所学,亚铁盐在空气中易被氧化,形成铁盐。在空气中灼烧升高温度,Fe2 更易氧化,进而形成Fe3 。再考虑到Fe3 在结晶水形成的湿润气氛中会水解成Fe(OH)3,而Fe(OH)3受热不稳定,会最终分解成Fe2O3。Fe2O3为红色,符合题意。故B正确。

【拓展】

1. 称 “矾” 的物质一般指金属硫酸盐结晶水化合物。常见的矾有:

CuSO4·5H2O——胆矾、蓝矾

FeSO4·7H2O——绿矾、青矾

KAl(SO4)2·12H2O——明矾

ZnSO4·7H2O——皓矾(从名字可知此物呈白色)

2. 注意区分硫酸盐 “矾” 和金属元素 “钒” 。

3. 本题中灼烧青矾生成的红色产物叫矾红,主要成分为氧化铁,可用于瓷器上色(釉上彩)。

如果我们熟悉 “矾” 的含义,例3就能迎刃而解了。

例3.(2018年河南安阳高三第一次调研)《物理小识》中有如下叙述:“青矾厂气熏人,衣服当之易烂,栽木不茂。” 由此可知,青矾厂气指的是(  )

A. CO和CO2

B. SO2和SO3

C. NH3和NO

D. NO2和H2S

【考察性质】化学性质——腐蚀性

【分析】引用文献中涉及青矾,暗示厂气中含硫。产生的气体会腐蚀衣物、对植物有害,应该为具有腐蚀性的硫酸(联想硫酸型酸雨)。故答案为B。

从性质出发是古文类化学选择题最为灵活、最为常见的考察方向。这是因为涉及的物质多种多样,各物质的理化性质五花八门,容易命题。考生需有扎实的基础知识才能以不变应万变。

【从化学实验操作出发】

化学是一门基于实验的科学。考生应明确各种化学操作的原理。这类考题往往引用一段有关制备、提纯某项物质的古籍描述,要求考生识别所述过程对应的实验操作。例4的高考题是典型。难道稍大的题目要求考生知识迁移(例5)。

例4.(2017年全国I卷第8题) 《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,遂凝结累然下垂如针,尖长者为胜,平短者次之”,文中涉及的操作方法是(  )

A. 蒸馏

B. 升华

C. 干馏

D. 萃取

【分析】关键信息在 “令砒烟上飞着覆器,遂凝结累然下垂如针”。“烟” 、 “上飞” 、 “凝结” 三个关键字词已概括了这项操作的主要特点。考生若能联想到碘单质升华的演示实验便可立即选出正确答案B。

【拓展】1. 如果考生曾仔细观察过凝华出的碘单质的形貌,会对 “下垂如针” 的描述有切身体会。

古诗中的化学知识高考(那些藏在古诗里的化学)(3)

古诗中的化学知识高考(那些藏在古诗里的化学)(4)

(凝华在瓷坩埚底部的碘单质)

2. 砒霜的化学成分是As2O3。

例5. 明代《本草纲目》记载了民间酿酒的工艺:“凡酸坏之酒,皆可蒸烧” , “以烧酒复烧二次……价值数倍也” ,这里用到的方法可用于分离( )

A. 丙烯酸甲酯和甲醇

B. 对硝基甲苯和含硝酸的水层

C. 硝酸钾和氯化钠

D. 氯化铵和碳酸铵

【分析】题眼在“蒸烧”二字之上。酒为何酸?因为乙醇在空气中缓慢氧化为乙酸。如何分离乙酸和乙醇?蒸馏。故所引用的文献中的 “蒸烧” 其实就是蒸馏的通俗描述。但设问转了一个弯,没有问操作是什么,而是问该操作可用来分离哪组混合物。这就要求考生进行知识迁移。结合所学,蒸馏是依靠通过加热分离沸点不同的物质,且涉及有机物。因此,只有A选项最合理。

【综合题目】

综合题目的设问往往囊括了上述物质性质和化学操作双要素,设问方向因而更多。但万变不离其宗,基础知识扎实才能应对自如。需要指出的是,这类题目往往会引用较长的文言文来干扰考生心态。做题时切忌烦躁、慌张。牢牢抓住关键词、关键句,去粗取精,方能破题。如今年全国I卷化学第一道选择题就涉及了胆矾的综合知识。

例6.(2020年全国I卷 第7题)北宋沈括《梦溪笔谈》中记载:“信州铅山有苦泉,流以为涧。挹其水熬之则成胆矾。烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。下列有关叙述错误的是( )

A. 胆矾的化学式为CuSO4

B. 胆矾可作为湿法冶铜的原料

C. “熬之则成胆矾” 是浓缩结晶过程

D. “熬胆矾铁釜,久之亦化为铜” 是发生了置换反应

【分析】此题难度不大,只要明确胆矾是CuSO4·5H2O就能做对。这里需要指出的是含结晶水的盐和不含结晶水的盐是两种不同的物质,二者之间相互转化属化学变化。此外,纯净的CuSO4是白色的,而CuSO4·5H2O才是蓝色的。

古诗中的化学知识高考(那些藏在古诗里的化学)(5)

(结晶水含量改变物质颜色)

【拓展】今年的这道考题提示了考生应对常见物质的称呼有所了解,因为胆矾的化学式单从题干中是推不出的。以下这些物质建议知晓:硝石(KNO3)、孔雀石 [Cu2(OH)2CO3]、胆矾(CuSO4·5H2O)、磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)、方铅矿(PbS)、重晶石(BaSO4)、硼砂(Na2B4O7·10H2O)、赤铜矿(Cu2O)、生石灰(CaO)、熟石灰[Ca(OH)2]、石膏(CaSO4)、芒硝(朴消、皮硝,Na2SO4·10H2O)、硫磺(S)、铅丹(Pb3O4)、黄丹(PbO)、汞粉(HgO)、朱砂(丹砂、辰砂,HgS)、水银(Hg)、砒石(雌黄,As2S3)、草木灰(石碱,K2CO3)、木炭(煤饼、焦炭,C)。

例7. 据《天工开物》记载,我国古代以炉甘石(主要成分是ZnCO3)来升炼倭铅(即锌),其原理如图所示。已知锌的熔点420 °C、沸点906 °C。下列说法不正确的是( )

古诗中的化学知识高考(那些藏在古诗里的化学)(6)

古诗中的化学知识高考(那些藏在古诗里的化学)(7)

A. 升炼倭铅过程包含分解反应和氧化还原反应

B. 冶炼时锌变为蒸气在兜室冷凝为固体

C. “泥封” 的目的是为了防止得到的锌被氧化

D. “锌火” 是锌蒸气和一氧化碳在空气中燃烧的火焰

【分析】本题涉及物质的物理和化学性质还包括化学反应类型的基础知识。对于一眼看不出答案的综合题最妥当的应对策略是逐条分析选项,判定正误,然后作答(注意看清题目让选正确还是错误的)。看图可得出的信息是Zn的冶炼是将炉甘石和煤混合加强热所完成的。

选项A:升炼涉及对ZnCO3加强热(温度高于1000 °C,高于Zn的沸点,故生成的Zn会转为气态)。考虑到碳酸盐的不稳定性以及最终产物为金属锌,可以推知发生了ZnCO3→Zn的反应。该过程有Zn的化合价变化,所以涉及氧化还原过程。此外,煤的燃烧也属于氧化还原反应。再联系碳酸盐的不稳定性,推测碳酸盐应首先分解为氧化物(类比CaCO3)。生成的ZnO再被炭还原。故A正确。

选项B:从右图可知兜室的温度为500–700 °C,高于Zn的熔点,但低于其沸点。故Zn应为液体。B错误。

选项C:联想所学,Zn活泼性较强。Zn蒸气与O2可被氧化为ZnO,所以要用泥封隔绝氧气,避免氧化。

选项D:物质氧化一般会放出热量。从右图可知从反应器中逸出的可燃气体含CO。此外,根据C选项的分析能推知少量Zn蒸气亦会被O2氧化。D正确。

【拓展】

1. 题目中 “升炼” 的意思是利用升华方法冶炼金属。

2. 将Zn蒸气液化在兜室有利于制作锌锭。

本文总结了高中化学中利用文言文为载体进行考察的选择题类型与解题策略。这类题目难点往往不在文言文本身,而是考生对于古文所涉及的化学知识提取能力掌握程度

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