探究铁钉锈蚀的条件
设计对照实验，探究铁钉锈蚀需要的条件，了解食盐对锈蚀的影响，并据此认识防止铁制品锈蚀的方法。
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- 30 min
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- 器材 Items
- 9 件
动手做实验 · Virtual Lab
四支试管里的铁钉分别接触水和空气、只接触水、只接触干燥空气、接触食盐水，观察一周
正在搭建 3D 实验台
第 1 步
准备四支试管
四根铁钉打磨光亮，分别放进 A、B、C、D 四支试管：A 与水和空气接触，B 只与水接触，C 只与干燥的空气接触，D 一半浸在食盐水中。
第 1 步「磨」：处理铁钉。
- 磨处理铁钉
- AA 管：与水和空气接触
- BB 管：只与水接触
- CC 管：只与干燥的空气接触
- DD 管：食盐水（拓展）
| 试管 | 条件 | 第 1 天 | 第 3 天 | 第 5 天 | 第 7 天 |
|---|---|---|---|---|---|
| A | 水 + 空气 | — | — | — | — |
| B | 只有水 | — | — | — | — |
| C | 只有干燥的空气 | — | — | — | — |
| D | 食盐水 + 空气 | — | — | — | — |
文字版：器材、步骤与结论适合备课、打印+
器材
- 试管 4 支
- 试管架
- 铁钉
- 砂纸
- 蒸馏水（煮沸并迅速冷却）
- 植物油
- 氯化钙（干燥剂）
- 橡胶塞
- 食盐水
- 01
取几根同样的铁钉，用砂纸打磨光亮。
- 02
A 管：加入蒸馏水，使铁钉一半浸在水中，与水和空气同时接触。
- 03
B 管：加入煮沸并迅速冷却的蒸馏水浸没铁钉，水面上加一层植物油，使铁钉只与水接触。
要点煮沸除去水中溶解的氧气，植物油隔绝空气。
- 04
C 管：放入干燥剂（氯化钙），塞紧橡胶塞，使铁钉只与干燥的空气接触。
- 05
（拓展）D 管：使铁钉一半浸在食盐水中。把几支试管放在试管架上，观察一周，记录铁钉的变化。
现象
A 管中的铁钉生锈，水面附近锈得最明显；B、C 管中的铁钉一周后仍然光亮；D 管中的铁钉生锈比 A 管更快、更严重。
结论
铁生锈的条件是铁与氧气和水同时接触；食盐等物质会加快铁的锈蚀。
记忆口诀
铁锈要水又要氧，缺一不锈；盐酸助锈
铁生锈要同时接触水和氧气；食盐、酸会加快锈蚀。
01 — Principle
实验原理
铁制品锈蚀是铁与空气中的氧气、水等发生的缓慢氧化。用控制变量法设计对照实验：A 管铁钉与水和空气同时接触；B 管铁钉浸没在煮沸并迅速冷却的蒸馏水中，水面用植物油封住，只与水接触；C 管放干燥剂并塞紧，铁钉只与干燥的空气接触。观察一周，比较哪一支试管中的铁钉生锈。
02 — Pitfalls
易错点
Q1为什么要把铁钉打磨光亮？+
除去铁钉表面原有的锈和油污，使几根铁钉的起始状态相同，实验结果才有可比性。
Q2B 管中植物油的作用是什么？+
隔绝空气，防止空气中的氧气重新溶解到水中，保证铁钉只与水接触。
Q3A 管的铁钉为什么在水面附近锈得最明显？+
水面附近的铁钉同时和水、氧气充分接触，最容易生锈。
Q4铁锈能保护里面的铁不再锈蚀吗？+
不能。铁锈疏松多孔，能让水分和氧气穿过，里面的铁会继续锈蚀，所以铁锈要及时除去。铝表面生成的氧化铝薄膜很致密，才有保护作用。
03 — Practice
典型例题
例 1
下列环境中，铁钉最容易生锈的是（ ）
例 2
为了防止自行车链条生锈，常用的方法是（ ）
例 3
对比 A（与水、空气接触）和 C（只与干燥空气接触）两支试管，可以得出（ ）
04 — In Life
生活中的应用
除去水
菜刀用完擦干
菜刀用后洗净擦干，放在干燥处，铁就不容易生锈。
隔绝氧气和水
铁栏杆刷漆
在铁制品表面刷油漆、涂油、镀锌或镀铬，形成保护层，隔绝氧气和水。
改变内部结构
不锈钢
在铁中加入铬、镍等制成不锈钢，改变了金属内部的结构，抗腐蚀能力大大提高。
05 — Safety
安全提示
- 使用砂纸打磨铁钉时注意不要划伤手。
- 实验结束后，把铁钉、废液倒入指定容器。