化学×古文:跨越时空考察
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.CuSO 4 ·5H 2 O B.FeSO 4 ·7H 2 O C.KAl(SO 4)2 ·12H 2 O D.Fe 2(SO 4)3 ·9H 2 O 【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。
(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 Fe 3+ 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 Fe 2 O 3。Fe 2 O 3 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:
CuSO 4 ·5H 2 O——胆矾、蓝矾 FeSO 4 ·7H 2 O——绿矾、青矾 KAl(SO 4)2 ·12H 2 O——明矾 ZnSO 4 ·7H 2 O——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 CO 2 B.SO 2 和 SO 3 C.NH 3 和 NO D.NO 2 和 H 2 S 【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。
(凝华在瓷坩埚底部的碘单质)2.砒霜的化学成分是 As 2 O 3。
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 CuSO 4 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CuSO 4 ·5H 2 O 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 CuSO 4 是白色的,而 CuSO 4 ·5H 2 O 才是蓝色的。
(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(KNO 3)、孔雀石 [Cu 2(OH)2 CO 3 ]、胆矾(CuSO 4 ·5H 2 O)、磁铁矿(Fe 3 O 4)、赤铁矿(Fe 2 O 3)、方铅矿(PbS)、重晶石(BaSO 4)、硼砂(Na 2 B 4 O 7 ·10H 2 O)、赤铜矿(Cu 2 O)、生石灰(CaO)、熟石灰[Ca(OH)2 ]、石膏(CaSO 4)、芒硝(朴消、皮硝,Na 2 SO 4 ·10H 2 O)、硫磺(S)、铅丹(Pb 3 O 4)、黄丹(PbO)、汞粉(HgO)、朱砂(丹砂、辰砂,HgS)、水银(Hg)、砒石(雌黄,As 2 S 3)、草木灰(石碱,K 2 CO 3)、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 ZnCO 3)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()
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 ZnCO 3 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 ZnCO 3 →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CaCO 3)。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 O 2 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 O 2 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何掌握程度。下面附上 6 道练习题及参考答案,供读者自测。
=========习 题 ========= 阅读下面材料,回答 1-3 题。
“绿矾五斤,硝(硝酸钾)五斤,将矾炒去,约折五分之一,将二味同研细,次用铁作锅,……锅下起
火,取气冷定,开坛则药化为水,锅亦坏矣。用水入五金皆成水,惟黄金不化水中,加盐则化。”——明《徐光启手迹》 1.这则文献记载的是制备()水溶液的过程 A.硫酸 B.钒酸 C.盐酸 D.硝酸 2.制备过程中未涉及的反应类型是()A.置换反应 B.氧化还原反应 C.分解反应 D.复分解反应 3.有关这则史料中部分语句解读正确的是()A.“锅亦坏矣” 表明生成的药水可腐蚀铁锅,换用铜锅可防止腐蚀 B.“将矾炒去,约折五分之一” 是物理变化 C.“惟黄金不化水中,加盐则化” 涉及王水形成 D.“绿矾五斤,硝五斤” 中的绿矾在后续过程中被还原 4.北宋沈括在《梦溪笔谈》记载了一种 “延川石液” :“生于水际,沙石与泉水相杂,惘惘而出,土人以雉尾挹之,乃采入缶中。颇似淳漆,然之如麻,但烟甚浓,所沾帷幕皆黑。余疑其烟可用,试扫
其煤以为墨,黑光如漆,松墨不及也。” 有关此记录解说正确的是()A.“延川石液” 为煤 B.“试扫其煤以为墨” 中的 “墨” 是固态的石墨 C.当地人采用蒸馏的方法从泉水中分离出石液 D.“但烟甚浓,所沾帷幕皆黑” 是石液燃烧不充分的结果 5.东汉魏伯阳在《周易参同契》中对汞有这段描述:“太阳流珠,常欲去人……得火则飞,不见埃尘,将欲制之,黄芽为根。” 这里 “黄芽” 应是()A.金 B.硫黄 C.黄铜 D.黄铁矿 6.唐代诗人杜甫的《客从》诗中描写了一件“奇事”:一位朋友送给杜甫的珍珠在珍藏多年后竟化为“血”:
客从南溟来,遗我泉客珠。
珠中有隐字,欲辨不成书。
缄之箧笥久,以俟公家须。
开视化为血,哀今征敛无。
你能利用你所学的化学知识解释珍珠化 “血” 的原因吗?并写出有关化学方程式。
========= 参考答案 ========= 1 2 3 4 5 D A C D B *题 2 不涉及置换反应的原因是体系中存在浓硝酸和浓硫酸,由于二者氧化性强,与铁在高温下的反应不属于置换反应。
6.珍珠的主要成分为 CaCO 3。CaCO 3 在潮湿的空气中可与 CO 2 反应生成 Ca(HCO 3)2。Ca(HCO 3)2 易溶于水。(联想石钟乳的形成)CaCO 3 + CO 2 + H 2 O == Ca(HCO 3)2 本文作者:
刘田宇,化学科 研工作者,化学好教师特约作者。转载请联系授权。
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