2020中考化学专题复习：金属探秘考古导学案设计(无答案)

专题复习：金属探秘考古

班级：姓名：

一、考古知多少

越王勾践剑，被誉为“天下第一剑”，春秋晚期越国青铜器（铜锡合金）。出土时仍然锋利坚硬，能将16层白纸划破；剑身光亮，寒气逼人，能清晰辨认出剑身的菱形暗格花纹，堪称“千年不腐”。请你根据视频中相关内容，回答以下问题：

1、越王勾践剑锋利坚硬，而纯铜较软，说明了；

2、根据专家的推测，剑身“千年不腐”的原因有三个：

（1）剑身的铅含量比较低，有效避免了铅的锈蚀；

（2）墓葬环境有利于保存金属：铜生锈的产物为铜绿Cu2(OH)2CO3，与空气中的成

分、和有关。

（3）出土的剑封存在剑鞘中，防护金属锈蚀。

二、考古趣闻

1、考古学家们想要进入到一个山里的洞穴，为了确保人员安全，需要先做灯火实验——小陈点燃了一根蜡烛放在穴内较远的低洼处，观察了一段时间后发现蜡烛正常燃烧，于是大伙们便放心进入洞穴里了，请根据化学原理解释：。

2、某次文物出土，考古学家们获得了一幅来自明朝的碳墨书法，即使年代久远，也依然能清晰辨认出文字的内容，这是因为。

考古学家们辨认出这幅字画是《石灰吟》的临摹品：“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲。”请用化学方程式解释这句诗句中隐藏的化学反应：，这是的工业制法。如果要在实验室中制取，需要的药品有

和；还应选用图1中的发生装置和收集装置。

图1装置①的名称是；装置②的名称是。

图2中装置用于制取气体的优点是，具体操作是停止气体制取时，只需即可。

图1 图2

三、古人的智慧

1、考古学家发现商代早期已能用火法炼制青铜，具体原理是利用木炭的还原性，将铜矿石中的铜单质提取出来。下图是实验室模拟炼铜技术的碳还原氧化铜实验过程，请回答以下问题。

(1)检查该装置气密性的方法: 。

(2)证明碳具有还原性的实验现象是：。

(3)CuO发生了 (填“氧化”或“还原”)反应。

(4)酒精灯加上网罩的作用是。

(5)该实验结束后，应该先（填“移开导管”或“熄灭酒精灯”,下同），再。实验还需等粉末冷却后再将其转移出来，目的是。

2、已知A、B为两种黑色粉末，D为红色单质。A、B、C、D、E五种物质之间的转化关系如图所示。请回答：

(1)C的化学式为；D的化学式为。

(2)A中金属元素的化合价是。

(3)反应①的化学方程式为；

反应②的化学方程式为。

3、中国是世界炼锌的发源地，宋应星著于明崇祯十年

（1637年）的《天工开物》一书则是最早记述炼锌技术

的典籍。《天工开物》中有关于“升炼倭铅”的记载：“炉

甘石（碳酸锌）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（金属锌）也。”

第3题图

已知该炼锌工艺过程的产物中除了金属锌以外，还生成了一种具有还原性的气体，该气体是（写化学式）。请根据宋应星的《天工开物》中的记载，写出古人炼锌的化学方程式：。

4、在现代采矿业形成之前，中国历史上记载的作为装饰品的钻石都是来自印度，而钻石的打磨技术是到近现代才发展起来的。那是不是中国古代就没有利用过钻石的经历呢？

考古学家发现，钻石的硬度很早就被人认识到了，中国古代著名的炼丹师葛洪就在《抱朴子》中记载：“扶南出金刚，生水底石上，如钟乳状，体似紫石英，可以刻玉。人没水取之，虽铁椎击之亦不能伤。惟羚羊角扣之，则然冰泮。”

请根据这段记载，回答以下问题：金刚石，即是的单质，“虽铁椎击之亦不能伤”体现了其，这是（填“物理性质”或“化学性质”），请写出该性质相应的用途 (列举一项即可）。

四、文物修复

1、考古研究与化学密不可分。

（1）南宋古沉船“南海一号”成功打捞出水。下图是古船上的一些文物图片。

保存较好的铜钱锈蚀严重的铁锅

①上图中可以判断铁比铜活泼的信息是。

②古沉船上铁锅生锈的主要原因是铁与和这些物质发生了复杂的化学反应。

（2）小善同学查阅资料得知，防止木质文物变形的常用方法是：将明矾结晶在木质纤维间隙中。受资料启发，他在家里尝试做明矾的结晶实验，具体做法及现象如下图。

以上实验可推断：在一定量的水中，明矾的溶解限量随温度的升高而（填“增大”或‘减小”）；明矾晶体析出后剩余的溶液是溶液（填“饱和”或“不饱和”）。

2、汉武帝孙子刘贺之墓——汉代海昏侯国遗址考古发掘出大量珍贵文物。

（1）下图是首都博物馆展出的3件文物，其中由金属材料制成的是（填序号）。

A金饼 B青铜雁鱼灯 C“大刘记印”玉印

（2）右图是出土的铁质编磬，锈蚀严重，而金饼却依然金光灿灿，从物质

性质的角度解释其原因：。

3、右图是著名的唐代墓葬壁画《观鸟捕蝉图》，发现于唐高宗李治与武则

天的次子李贤墓内。

考古工作者发现，某些墓葬壁画表面常有一层白膜覆盖，这种现象是由于

溶有二氧化碳的水渗入壁画中，缓慢溶解碳酸钙并形成碳酸氢钙溶液，而

碳酸氢钙又可以分解变回碳酸钙沉淀凝结在壁画表面。请用化学方程式解

释这两个过程：

；

。

拓展阅读——《化学与文物考古》

陕西师范大学梁宏斌

在人类社会发展的历史长河中，历代先民建造和使用过的具有历史、艺术或科学价值的各种遗存实物形成了我们今天的文物。我国是一个历史悠久的文明古国，文物更是枚不胜举。为了保护珍贵的文物，学习一些文物保护知识是非常必要的。

如果要提到化学在文物考古中的应用，很容易想到的可能是在无机化学中接触到的14C 断代法。该法建立在活的有机体中14C/12C 之比保持恒定，而死的有机体的14C含量由于衰变而逐渐减少这一基础上。1950年，美国芝加哥大学教授W.F.Libby 创立了14C断代法，并因创立该法而获得了诺贝尔化学奖。我国文物考古工作者应用14C断代法，取得了许多重大成就，其中有些成果甚至改变了旧的观点。如河套人、峙峪人、资阳人和山顶洞人等，原来认为其活动年代为5万年或5万年以上，但应用14C断代法证明其均在4万年以内，甚至山顶洞人可晚到1万多年，这一研究结果表明旧石器晚期文化变迁和进展速度比考古工作者原先想象的要快。再如，在汉代冶铁遗址中曾发现有煤的使用，这一发现使一些考古工作者认为在汉代时就已把煤用于冶铁，但后来从铁器中14C断代法的鉴定结果推断，我国在宋代才开始把煤炭用于冶铁，尽管汉代冶铁遗址中发现有煤，但并未用于炼铁。

一、化学在文物考证上的应用

据文献报道，我国出土古代玻璃(琉璃)的地区已遍及二十多个省市。那么这些出土的玻璃究竟是国内烧制的还是由外国传入的呢——这可以通过测定玻璃中铅的含量而确定。原来，我国唐宋以前的玻璃主要是铅钡玻璃，其成分属Na2O—PbO—BaO—SiO2系统玻璃，而西方和印度古代玻璃属于钠钙玻璃类。

1965年在湖北楚墓中出土的越王勾践剑，应用X-射线荧光分析方法，由于不同元素具有不同的特征X-射线荧光，且其强度反映了该元素含量，因而人们推测该剑剑身为铜锡合金，并经过了硫化处理。应用化学方法，考古工作者研究考证了文物的制作工艺。

二、文物腐蚀过程中的化学

文物腐蚀及损害过程不仅仅是一个化学过程，除去人为因素的破坏，也可能有细菌侵蚀，虫蛀等生物作用，或如变形、开裂等机械因素等等。但文物与化学物质作用，是文物发生腐蚀和损害的一个重要因素。在某些墓葬壁画中常可见到其上有一种白膜覆盖,研究发现这种损害的发生是由于渗入壁画中溶有二氧化碳的水可缓慢溶解碳酸钙形成碳酸氢钙，而碳酸氢钙经蒸发干燥后又沉淀出碳酸钙凝结在壁画表面。对于纸质文物，酸性环境显然是有害的，因为纸张在中性或微偏碱性时，其耐久性、耐折性等机械性能及扰霉性和化学稳定性都比较好,但空气中的氮氧化物、二氧化硫等都是酸性气体，它们都易使纸质文物的酸性增大，而对文物造成损害。

三、化学与文物保护

化学化工及材料保护学上的科技成果，可以在文物保护中借鉴和应用。一般出土的漆木文物都饱含水分，发生干缩、变形、弯曲、脱皮、干裂，因而必须脱水定形。明矾

[KAl(SO4)2·12H2O]法就是漆木文物脱水定形的常用方法之一。这种方法主要是利用了明矾在不同温度下水溶性差别大的特点。首先将饱含水分的漆木文物在浓的明矾溶液中煮沸数小