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四、计算题
15. 提升题 “春节——中国人庆祝传统新年的社会实践”被列入人类非物质文化遗产代表作名录。春节前后，某
地游园活动中表演的非遗项目“打铁花”不仅有“火树银花落，万点星辰开”的古老浪漫，而且蕴含着丰富的化学原理。
（1）“打铁花”时将生铁熔化成的铁水打向空中，铁燃烧形成铁花。
①请写出铁燃烧的化学方程式：。
②从影响燃烧的因素角度分析，表演者将铁水打得又高又散的目的是。
③从合金性质的角度分析，“打铁花”用生铁而不用纯铁的原因是。
（2）若某次“打铁花”表演需消耗含铁56 kg的生铁，则冶炼出这些生铁至少需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量是多少？（写出计算过程）
15. 提升题 “春节——中国人庆祝传统新年的社会实践”被列入人类非物质文化遗产代表作名录。春节前后，某
地游园活动中表演的非遗项目“打铁花”不仅有“火树银花落，万点星辰开”的古老浪漫，而且蕴含着丰富的化学原理。
（1）“打铁花”时将生铁熔化成的铁水打向空中，铁燃烧形成铁花。
①请写出铁燃烧的化学方程式：。
②从影响燃烧的因素角度分析，表演者将铁水打得又高又散的目的是。
③从合金性质的角度分析，“打铁花”用生铁而不用纯铁的原因是。
（2）若某次“打铁花”表演需消耗含铁56 kg的生铁，则冶炼出这些生铁至少需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量是多少？（写出计算过程）
答案
解：
(1) ① $\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{点燃} Fe_{3}O_{4}}$
② 增大铁水与氧气的接触面积，使铁与氧气充分接触，燃烧更充分、更剧烈
③ 生铁的熔点比纯铁低，更易熔化
(2) 设冶炼出含铁56 kg的生铁，至少需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量为x。
$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$
$\ \ 160\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 112$
$80\% · x\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 56\ \mathrm{kg}$
$\dfrac{160}{112}=\dfrac{80\% · x}{56\ \mathrm{kg}}$
解得：$x=100\ \mathrm{kg}$
答：至少需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量为100 kg。
(1) ① $\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{点燃} Fe_{3}O_{4}}$
② 增大铁水与氧气的接触面积，使铁与氧气充分接触，燃烧更充分、更剧烈
③ 生铁的熔点比纯铁低，更易熔化
(2) 设冶炼出含铁56 kg的生铁，至少需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量为x。
$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$
$\ \ 160\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 112$
$80\% · x\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 56\ \mathrm{kg}$
$\dfrac{160}{112}=\dfrac{80\% · x}{56\ \mathrm{kg}}$
解得：$x=100\ \mathrm{kg}$
答：至少需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量为100 kg。
解析
【分析】
本题结合非遗“打铁花”考查化学知识，需分小问逐一分析：①铁在氧气中燃烧的化学方程式需准确书写，注意配平与反应条件；②将铁水打得又高又散，是从燃烧的影响因素（接触面积）分析，目的是增大接触面积促进燃烧；③生铁和纯铁的熔点差异属于合金性质，生铁熔点更低更易熔化；④计算部分需利用炼铁反应的质量关系，结合赤铁矿中氧化铁的质量分数列比例式求解。
【解析】
(1) ①铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，化学方程式为：$\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{点燃} Fe_{3}O_{4}}$；
②将铁水打得又高又散，可增大铁水与氧气的接触面积，使铁与氧气充分接触，燃烧更充分、更剧烈；
③生铁是铁的合金，合金熔点一般低于纯金属，因此生铁的熔点比纯铁低，更易熔化，适合“打铁花”；
(2) 设至少需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量为$x$。
炼铁反应为：$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$，$\ce{Fe_{2}O_{3}}$与$\ce{Fe}$的质量比为$160:112$，赤铁矿中$\ce{Fe_{2}O_{3}}$质量为$80\% · x$，对应铁的质量为56 kg，列比例式：
$\dfrac{160}{112} = \dfrac{80\% · x}{56\ \mathrm{kg}}$
解得：$x = 100\ \mathrm{kg}$
【答案】
(1) ① $\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{点燃} Fe_{3}O_{4}}$；② 增大铁水与氧气的接触面积，使铁与氧气充分接触，燃烧更充分、更剧烈；③ 生铁的熔点比纯铁低，更易熔化；
(2) 至少需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量为100 kg。
【知识点】
化学方程式、燃烧与合金、化学计算
【点评】
本题结合非遗情境考查化学知识应用，将基础知识点与实际问题结合，既考查核心概念，又考查计算能力，综合性较强，需学生灵活运用所学知识。
【难度系数】
0.6
本题结合非遗“打铁花”考查化学知识，需分小问逐一分析：①铁在氧气中燃烧的化学方程式需准确书写，注意配平与反应条件；②将铁水打得又高又散，是从燃烧的影响因素（接触面积）分析，目的是增大接触面积促进燃烧；③生铁和纯铁的熔点差异属于合金性质，生铁熔点更低更易熔化；④计算部分需利用炼铁反应的质量关系，结合赤铁矿中氧化铁的质量分数列比例式求解。
【解析】
(1) ①铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，化学方程式为：$\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{点燃} Fe_{3}O_{4}}$；
②将铁水打得又高又散，可增大铁水与氧气的接触面积，使铁与氧气充分接触，燃烧更充分、更剧烈；
③生铁是铁的合金，合金熔点一般低于纯金属，因此生铁的熔点比纯铁低，更易熔化，适合“打铁花”；
(2) 设至少需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量为$x$。
炼铁反应为：$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$，$\ce{Fe_{2}O_{3}}$与$\ce{Fe}$的质量比为$160:112$，赤铁矿中$\ce{Fe_{2}O_{3}}$质量为$80\% · x$，对应铁的质量为56 kg，列比例式：
$\dfrac{160}{112} = \dfrac{80\% · x}{56\ \mathrm{kg}}$
解得：$x = 100\ \mathrm{kg}$
【答案】
(1) ① $\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{点燃} Fe_{3}O_{4}}$；② 增大铁水与氧气的接触面积，使铁与氧气充分接触，燃烧更充分、更剧烈；③ 生铁的熔点比纯铁低，更易熔化；
(2) 至少需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量为100 kg。
【知识点】
化学方程式、燃烧与合金、化学计算
【点评】
本题结合非遗情境考查化学知识应用，将基础知识点与实际问题结合，既考查核心概念，又考查计算能力，综合性较强，需学生灵活运用所学知识。
【难度系数】
0.6
