内容正文:
【教学素材】
国家级非遗项目“打铁花”
湖北省石首市文峰中学 刘涛(正高级教师)
【知识链接】“打铁花”打铁花是中国古代匠师们在铸造器皿过程中发现的一种民俗文化表演技艺,始于北宋,盛于明清,至今已有千余年历史。打铁花多流传于黄河中下游,以河南、山西最为流行,开封打铁花更被誉为黄河流域十大民间艺术之首。
打铁花表演时,在一处空旷场地搭出六米高的双层花棚,棚上密布新鲜柳枝,上面绑满烟花鞭炮和起货等,棚中间竖立一根六米高的老杆,使花棚总高度达到十米以上。旁边设一熔炉化铁汁,十余名表演者轮番用花棒将千余度高温的铁汁击打到棚上,形成十几米高的铁花,铁花又点燃烟花鞭炮,再配上“龙穿花”的表演,场景蔚为壮观,呈现出惊险刺激、喜庆热闹的特点。
2008年6月,河南省确山县申报的打铁花经国务院批准列入第二批国家级非物质文化遗产名录。
【同步训练设计】
1.“打铁花”是一种大型民间传统焰火表演,表演者先将生铁熔化成铁水,再用工具将铁向空中用力抛出,熔化的铁水与空气中的氧气反应,形成“火树银花落,万点星辰开”的精彩场景。在这个过程中,主要涉及的变化是化学变化的是( )
A.生铁熔化 B.击打铁水 C.铁水氧化 D.铁水凝固
2.打铁花是一种民间传统焰火表演,属于国家级非物质文化遗产。其原理是将生铁烧至熔化,成为灼热的铁水在空中用力击打而形成四处飞溅的耀眼“铁花”。下列说法正确的是( )
A.生铁是一种合金,其硬度比纯铁的小
B.保持铁制品表面干燥与洁净可以防止铁制品生锈
C.高炉炼铁的原理包含一氧化碳与氧化铁在高温下反应,该反应类型是置换反应
D.将一定质量的铁粉加入ZnSO4和CuSO4 的混合溶液中,充分反应后过滤,滤液中一定含有的溶质是CuSO4
3.国家级非物质文化遗产项目“打铁花”,是一种传统的民间焰火表演艺术。其原理是将生铁烧至熔化成为铁水,再将铁水在空中用力击打而形成四处飞溅的耀眼“铁花”。
(1)生铁属于 (填“单质”或“合金”) 。
(2)烧铁水时,用鼓风机不断向燃着的焦炭中鼓入空气,其目的是 。
(3)打铁花在冬季表演更安全,因打开的铁花会迅速降温。这说明金属材料传导热的性能 (填“良好”或“不好”) 。
4.(2024•南充中考)打铁花是一种民间传统焰火表演,属于国家级非物质文化遗产。其原理是将生铁烧至熔化成为铁水,再将铁水在空中用力击打而形成四处飞溅的耀眼“铁花”。
(1)生铁属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)为了防止铁制品生锈,可采取的措施有 (写一条即可)。
(3)高炉炼铁可获得生铁,其原理包含一氧化碳与氧化铁在高温下反应,反应的化学方程式是 。
(4)将一定质量的铁粉加入ZnSO4和CuSO4 的混合溶液中,充分反应后过滤,滤液中一定含有的溶质是 (填化学式)。
5.(2024•南充中考)某火龙表演是国家级非物质文化遗产。其中的“打铁花”是先将生铁熔化成铁水,再用工具将铁水向空中用力抛出,形成“火树银花,万点星辰”的精彩场景。
(1)生铁的含碳量 (填“>”“<”或“=”)钢的含碳量。工业上可用赤铁矿与CO在高温下反应来冶炼生铁,该反应主要利用了CO的 (填字母)。
A.可燃性 B.还原性 C.密度比空气小
(2)铁花冷却后得到黑色固体,写出生成该固体的化学方程式 。
(3)表演时可备细沙以防止火灾。细沙可阻止可燃物与 接触从而达到灭火的目的。
6.千年民间绝技“打铁花”,1600℃中国式浪漫上演。“打铁花”的原理是用煤炉将生铁熔化,再迅速将铁水溅向空中,铁水剧烈燃烧形成一层黑色固态氧化物外壳。液滴中的碳与氧气反应生成CO气体,使得黑色氧化物在高温下被还原为Fe。Fe将再次被氧化,再次被还原,这种氧化-还原反应循环进行,会不断产生CO气体。当液滴表面的固态外壳不能约束越来越多的CO气体时,液滴就会突然发生爆裂,形成铁花。
(1)铁熔化与铁被氧化的本质区别是 。
(2)写出“打铁花”过程中铁燃烧的化学方程式 。
(3)写出“打铁花”过程中铁的氧化物被还原的化学方程式 。
(4)将铁丝放在酒精灯火焰上灼烧不能燃烧,而将熔化的铁水抛向空中,却能火星四射产生铁花,请解释原因 。
7.国家级非遗项目“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”就是将生铁熔化后的铁水打向空中,形成铁花。请用化学方程式表示其中的主要原理 。
(2)表演者将铁水打得又高又散的主要原因是____________________。
(3)从合金的性质角度分析:打铁花用生铁而不用纯铁的依据是_______________。
(4)炼制铁水需要生铁,请写出工业上用赤铁矿石(主要成分是)炼铁的化学方程式:____________________。
(5)为了探究影响铁燃烧的因素,某兴趣小组进行了如下实验:
实验
实验内容
实验现象
实验结论
一
取两根同样的铁丝,各在铁丝的一端系一根火柴,在酒精灯上引燃后,一根在空气中,一根插入盛满氧气的集气瓶中,观察现象
铁丝在空气中不燃烧,在氧气中剧烈燃烧
二
取等质量的铁丝和铁粉,分别将铁丝、铁粉放在或撒在酒精灯火焰上,观察现象
铁丝在空气中不燃烧,铁粉在空气中
【实验反思】有同学认为不做实验二也能得到同样的结论,你认为他的依据是______。
7.千年民间绝技“打铁花”,1600℃中国式浪漫上演。“打铁花”的原理是用煤炉将生铁
8.“打铁花”是一种民间传统焰火,属于国家级非物质文化遗产。化学兴趣小组的同学利用所学化学知识对“打铁花”进行了探究。
【查阅资料】铁水打花的主要原料为生铁、锯末等。金属具有导热快、传热快、冷却速度快的特点。它会在空气中迅速冷却。表演者利用这一特性将高温的铁水吹向空中,它会迅速变成粉碎的小颗粒。这些小颗粒在向上或向下飞行的过程中,会像电焊落下的火花一样,不会灼伤人。
【联想思考】(1)同学们想到铁丝在氧气中燃烧的实验(如图),实验现象是剧烈燃烧,火星四射。实验时瓶底有水,若集气瓶炸裂,操作上可能的错误是 。
同学们产生了疑问:铁丝在空气中不能燃烧,为什么“打铁花”能使铁屑在空气中剧烈燃烧?请你分析原因: 。
【提出问题】“打铁花”溅落下来的黑色物质是什么?
【实验1】(2)小亮和小红分别用两种不同的化学方法,选用不同类型的物质,验证了黑色物质中含有铁屑。
小亮的实验方案是:取“打铁花”溅落下来的黑色物质于试管中,加入适量稀硫酸,观察到有气泡产生,该反应的化学方程式为 。
小红的实验方案是:取“打铁花”溅落下来的黑色物质于试管中, (填加入的试剂及实验现象)。
(3)小刚根据铁丝在氧气中燃烧的实验猜测黑色固体中还可能含有四氧化三铁(不考虑氧化亚铁的干扰),并设计如图实验进行验证。B中的试剂是 ,该实验的现象是 ,证明黑色固体中含有四氧化三铁。木炭粉和四氧化三铁反应说明碳单质具有 。
【交流讨论】经过本次探究,同学们有了自己的收获,也体会到了中华民族深厚的文化传统。
9.阅读分析,解决问题:
打铁花
“打铁花”是一种传统的民间焰火表演艺术,其原理主要涉及生铁的熔化、氧化还原反应以及铁水的抛射过程。首先,将生铁加热至熔化。将生铁碎片投入火炉内的熔铁罐中,熔铁罐是用上等胶泥制作而成的。为提高加热效率,需要使用鼓风机不断向燃着的焦炭中鼓入空气。约半个时辰,熔铁罐里便会泛起铁水,其温度高达1600℃。
打铁花表演者通过特定的技巧将高温铁水抛向空中,铁水液滴表面和内部都会发生剧烈的氧化还原反应。液滴表面在高温下被强烈氧化,形成一层固态外壳。液滴中的碳在高温下与氧气反应生成一氧化碳气体。液滴表面的固体外壳在内部气体的压力作用下爆裂,形成四处飞溅的铁花。
综上所述,打铁花现象的产生是重力、热能、氧化共同作用的结果。在古老的工艺中,这一景象不仅展示了匠人的技艺,也体现了自然力的美妙作用。
(1)生铁熔化为铁水属于 变化,从微观角度分析,该变化的微观实质是 。
(2)使用鼓风机不断向燃着的焦炭中鼓入空气可提高加热效率,其原理是 。
(3)熔铁罐用的胶泥具有的性质是 (写一点)。
(4)表演者通过特定的技巧将高温铁水抛向空中后,反应的化学方程式为 (写1个)。
(5)打铁花时形成四处飞溅的铁花与生铁中含有的 有关。
【参考答案】
1~2. C、B;
3.(1)合金;(2)使焦炭充分燃烧,放出更多热量;(3)良好。
4.(1)混合物;(2)表面刷油漆涂油(合理即可);(3)Fe2O3+3CO (
高温
) 2Fe+3CO2;(4)ZnSO4和FeSO4 。
5.(1)>;B;(2)3Fe+2O2Fe3O4;(3)空气或氧气(O2)。
6.(1)是否有新物质生成(或铁熔化没有新物质生成,铁被氧化有新物质生成);(2)3Fe+2O2Fe3O4;(3)Fe2O3+3CO (
高温
) 2Fe+3CO2;(4)铁水与氧气的接触面积比铁丝与氧气的接触面积大,更容易燃烧。
7.(1)3Fe+2O2Fe3O4;(2)增大铁水与空气的接触面积,使其充分燃烧;(3)合金的熔点比其组分金属的熔点低;(4)Fe2O3+3CO (
高温
) 2Fe+3CO2;(5)氧气浓度可以影响铁燃烧(合理即可);剧烈燃烧;接触面积可以影响铁燃烧(合理即可);打铁花的原理和现象已经验证了接触面积可以影响铁燃烧(合理即可)。
8.(1)燃着的铁丝碰到集气瓶壁;铁屑在空气中与氧气接触面积增大,燃烧剧烈;(2)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;加入适量硫酸铜溶液,产生红色固体,溶液变成浅绿色;澄清石灰水;澄清的石灰水变浑浊;还原性。
9.(1)物理;铁原子间的间隙变大;(2)氧气充足时,焦炭完全燃烧,放出的热量多;(3)耐高温(合理即可);(4)3Fe+2O2Fe3O4(或C+O2CO2);(5)碳。
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