由石器青铜器到铁器文学艺术文物考古文学艺术文物考古.pdf

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1、 文物中的化学 班级 姓名 座号 一、化学视角下的文物年代测定法 资料 1：考古人员在古墓挖掘中，经常会遇到这样的问题：随着岁月的流逝，能说明墓葬年代 的信息都不明显了。竹简、纸张、绢帛、壁画都已腐烂或模糊不清，墓碑也早已不知去向，面对 挖掘出来的以下物品，从 化学视角 应选择哪些物品来测定文物的年代？A、棺椁 B、骨骼 C、陶器 D、青铜器 二、化学视角下的金属文物 问题 1：青铜器时代（约 6000 年前），铁器时代（约 2500 年前）。地壳中含有较多的铁，为什么它的使用比铜要晚得多呢？(1)金属的冶炼 问题 2：常见金属的冶炼方法 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H

2、）Cu Hg Ag Pt Au 资料 2：司母戊鼎是商周时期青铜文化的代表作，出土于河南省安阳，表面已经锈迹斑斑，其 主要成分为铜锡合金，经测定，鼎含铜 84.77%、锡 11.64%、铅 2.79%，也掺杂 Fe、Mn、P 等元素，现藏于中国国家博物馆。与司母戊鼎同时期出土的精炼红铜制品，含铜量高达 99.33%，腐蚀程度 比较小。问题 3：人类为何会从使用天然单质铜发展到青铜器？问题解决 (1)合金的概念：(2)合金的性质：(2)金属文物成分的测定 资料 3：司母戊鼎是商后期王室祭器。1990 年在对司母戊鼎保护的过程中发现位于该鼎铭文 背面右上方处有一块 13 15cm 不规则形状的砖红

3、色的锈。从锈的外型上来看呈块状集合体,很像 铁的氧化物。因为褐铁矿(Fe 2O3.3H 2O)、针铁矿(Fe 2O3.H 2O)的形状多呈葡萄状、土状集合体。但是,青铜器在土壤与大气常年氧化腐蚀过程产生的另一种腐蚀产物赤铜矿(Cu 2O)也呈红色。1/4 首先从该处取少许锈样做 定性分析 来判断锈蚀物是铁锈?锡盐?铜盐?已知：偏锡酸 白色无定型粉末,不溶于水及乙醇,不溶酸和碱液,与碱共熔可得偏锡酸盐,加 热显著失水。操作 1、锈样溶于盐酸中呈淡黄色,溶解完全,无沉淀生成。操作 2、锈样溶于盐酸溶液中呈淡黄色,加入硫氰酸钾后溶液显红色。操作 3：定量分析 你的方案：取红色锈样 0.45g,加入足

4、量的稀硫酸使其充分溶解，先采用还原剂将 Fe3+还原为 Fe2+，再 用 0.03mol.L-1 KMnO 标准溶液 30mL，试求锈样中 Fe O 的质量 的 KMnO 标准溶液滴定至终点，消耗 4 4 2 3 分数？资料 4：古代青铜的冶炼：将含锡的铜矿石用碳还原，成为 Cu-Sn 合金，得到青铜，在冶炼的过程 中，发现还存在着如下反应过程 高温 高温 2CuO+C=Cu2O+CO Cu 2O+C=2Cu+CO 问题 4：请你从原子结构的角度解释，为什么在高温条件下，CuO 容易转变成 2 Cu O？(3)金属文物的腐蚀 问题 5：春秋战国时期我国劳动人民就会制铁、炼钢，为什么后期出土文物

5、中却很少有铁质文物？分析钢铁在中性或弱碱性环境下的电极反应式和总反应式，以及铁锈的形成过程。问题 6：请从化学反应原理的角度分析，为什么精炼红铜制品比司母戊鼎更耐腐蚀?(4)金属文物的防腐 问题 7：文物是人类历史文明的结晶，但由于在土壤中受到盐分、水分、气体的腐蚀，有些已经面目全非，请你根据以上情况，结合所学，提出一些金属文物防腐蚀的措施。2/4 月的流逝能说明墓葬年代的信息都不明显了竹简纸张绢帛壁画都已腐烂或模糊不清墓碑也早已不知去向面对挖掘出来的以下物品从化学视角应选择哪些物品来测定文物的年代棺椁骨骼陶器青铜器座号二化学视角下的金属文物问题青炼方法资料司母戊鼎是商周时期青铜文化的代表作出

6、土于河南省安阳表面已经锈迹斑斑其主要成分为铜锡合金经测定鼎含铜锡铅也掺杂等元素现藏于中国国家博物馆与司母戊鼎同时期出土的精炼红铜制品含铜量高达比较小问题人类鼎是商后期王室祭器年在对司母戊鼎保护的过程中发现位于该鼎铭文背面右上方处有一块不规则形状的砖红色的锈从锈的外型上来看呈块状集合体铁的氧化物因为褐铁矿针铁矿的形状多呈葡萄状土状集合体但是青铜器在土壤与大气课后习题：1.司母戊鼎表面有承载历史痕迹的铜绿，又称碱式碳酸铜。查阅资料发现用 Cu2(OH)2CO3 表示 碱式碳酸铜是不准确的，较为准确、科学的表达式 是 xCuCO3.yCu(OH)2.zH 2O，不同来源的碱式碳 酸铜的 x、y、z

7、值需要具体测定。现采用氢气还原法测定该碱式碳酸铜的组成，请完成实验装置的连接。已知：xCuCO3yCu(OH)2zH2O+(x+y)H 2=(x+y)Cu+xCO 2+(x+2y+z)H 2O 某化学家称取 19.1g 某碱式碳酸铜样品，充分反应后得到 9.6g 残留物，生成 4.4g 二氧化 碳和 5.4g 水，根据以上信息，请你帮助他确定该碱式碳酸铜样品的化学式。你还能提供其它实验方案，帮助化学家完成碱式碳酸铜组成的测定吗？3/4 月的流逝能说明墓葬年代的信息都不明显了竹简纸张绢帛壁画都已腐烂或模糊不清墓碑也早已不知去向面对挖掘出来的以下物品从化学视角应选择哪些物品来测定文物的年代棺椁骨骼

8、陶器青铜器座号二化学视角下的金属文物问题青炼方法资料司母戊鼎是商周时期青铜文化的代表作出土于河南省安阳表面已经锈迹斑斑其主要成分为铜锡合金经测定鼎含铜锡铅也掺杂等元素现藏于中国国家博物馆与司母戊鼎同时期出土的精炼红铜制品含铜量高达比较小问题人类鼎是商后期王室祭器年在对司母戊鼎保护的过程中发现位于该鼎铭文背面右上方处有一块不规则形状的砖红色的锈从锈的外型上来看呈块状集合体铁的氧化物因为褐铁矿针铁矿的形状多呈葡萄状土状集合体但是青铜器在土壤与大气2.古代青铜的冶炼：将含锡的铜矿石用碳还原，成为 Cu-Sn 合炼，得到青铜，在冶炼的过 程中，发现还存在着如下反应过程 高温 高温 2CuO+C=Cu2

9、O+CO Cu 2O+C=2Cu+CO 请你根据下面提供的试剂，设计一个简单易行的实验方案，检验青铜器成分中是否存在 Cu2O？已知：Cu2O 难溶于水，易溶于稀盐酸或稀硫酸生成 Cu 和 Cu2+，若存在氧化亚铜，假设 Fe2O3 是过量 的。试剂：KSCN 溶液、稀硫酸、H2O2 溶液、氯水、NaOH 溶液、KMnO4溶液 4/4 月的流逝能说明墓葬年代的信息都不明显了竹简纸张绢帛壁画都已腐烂或模糊不清墓碑也早已不知去向面对挖掘出来的以下物品从化学视角应选择哪些物品来测定文物的年代棺椁骨骼陶器青铜器座号二化学视角下的金属文物问题青炼方法资料司母戊鼎是商周时期青铜文化的代表作出土于河南省安阳表面已经锈迹斑斑其主要成分为铜锡合金经测定鼎含铜锡铅也掺杂等元素现藏于中国国家博物馆与司母戊鼎同时期出土的精炼红铜制品含铜量高达比较小问题人类鼎是商后期王室祭器年在对司母戊鼎保护的过程中发现位于该鼎铭文背面右上方处有一块不规则形状的砖红色的锈从锈的外型上来看呈块状集合体铁的氧化物因为褐铁矿针铁矿的形状多呈葡萄状土状集合体但是青铜器在土壤与大气