铁与铁锈

湖北省武汉市青山区钢城三小(430080) 晏 英

小学科学课的教学虽然看似简单，其实蕴含着很多常见的科学原理。例如铁生锈是生活中常见的一种化学变化，但铁与铁锈的区别、铁锈在什么环境下容易产生以及日常生活中如何防止或减缓铁锈的生成，带着这些问题，笔者用以下3个实验来探究释疑。

1 观察铁与铁锈的不同

观察区别铁与铁锈的不同，笔者通过对铁与铁锈的直观观察，总结出两者的不同之处，具体如下：①铁是银白色的且带有金属光泽，而铁锈是红褐色的没有光泽；②铁表面光滑，生锈的铁表面较粗糙且铁锈间有空隙。

2 敲击实验、导电实验、磁铁吸引力实验

2.1 实验器材

铁片、锈铁片、铁锤、木板、磁铁、电流检测器。

2.2 实验过程

通过敲击实验、导电实验、磁铁吸引力实验得出如下实验结果。

(1)铁有良好的延展性，铁锈极易断裂。

(2)铁能导电，铁锈不能导电。

(3)铁片能被磁铁吸引，铁锈不能被磁铁吸引。

2.3 实验结论

铁锈是一种不同于铁的新物质，在物理性质上与铁有明显不同。

3 铁生锈条件的探究

3.1 实验器材

4根质量相同的铁钉、4支试管、自来水、酒精灯、橡胶塞、生石灰。

3.2 实验过程

(1)将4支试管分别编号为A、B、C、D，将4根质量相同的铁钉分别放入4支试管中。

(2)在试管A中加入适量自来水，让铁钉的一半浸入水中，另一半暴露在空气中。

(3)在试管B中加入自来水，使铁钉全部浸入水中。

(4)在试管C中加入自来水，使铁钉全部浸入水中。用酒精灯加热试管至水沸腾后，立即用橡胶塞塞紧管口。

(5)在试管D中加入少量生石灰，并用橡胶塞塞紧管口。

3.3 实验现象

(1)试管A中铁钉生锈且速度最快。

(2)试管B中铁钉生锈但速度较慢。

(3)试管C和D中的铁钉没有生锈。

3.4 实验分析

试管A中铁钉同时跟空气、水接触，产生铁锈，所需时间较短。试管B中铁与水及溶解在水中的氧气作用，产生铁锈。由于溶在水中氧气较少，所以铁钉生锈较慢。试管C中的水加热煮沸后除去了溶解在水中的氧气，铁钉仅与水接触，没有生锈。试管D中虽然有氧气，但生石灰除去了空气中的水分，所以铁钉没有生锈。

3.5 实验结论

铁生锈的原理：铁与水、空气(或氧气)同时接触，两者缺一不可。

4 铁生锈的危害及防治

通过日常观察我们会发现：菜刀、铁锅、铁丝网、篮球架、自行车锁等铁制品，生锈后其使用价值就会降低；各种铁桥、建筑物的金属骨架如长期生锈，其支撑力将减弱，还可能发生断裂，引发安全事故。此外，我们熟知的破伤风就是因为被生锈的铁器刺伤，造成伤口感染，严重情况下还可能危及生命。

那么，在日常生活中如何防止或减缓铁生锈呢?铁生锈的基本原理是铁与水、空气同时接触，故可以通过保持铁器干燥、在铁制品表面涂防锈剂或油漆、制成不锈钢制品等方式防止或减缓铁生锈。