铁生锈与防锈
进阶铁生锈必须有空气和水同时存在；涂油、油漆、镀金属或保持干燥都可防锈；水的三态变化可逆，生锈燃烧却不可逆。
- 铁生锈的必要条件：空气＋水，缺一不可。
- 对照实验每次只改变一个条件，才是公平测试。
- 防锈方法：涂油、油漆、保持干燥、镀金属、不锈钢。
文体小知识：记叙文记下探究的过程。这一篇跟着科学小组做三只铁钉的实验，一步步找出铁生锈的秘密。
§课文原文 Passage
1爷爷家旧铁闸的角落长出红褐色的锈，一擦便掉下铁锈粉；楼下的单车链若很久不上油，也会锈得卡住转不动。铁器为什么会生锈？生锈是铁与空气和水慢慢发生化学作用的现象，生成的铁锈松脆易碎，令铁器一层层剥落损坏。
2为了找出生锈的必要条件，科学小组决定做对照实验：把三只相同的铁钉放进三个瓶子，各自改变一个条件，观察一星期后谁会生锈。这种每次只改变一个因素的公平测试，正是科学探究的好方法。
3三个瓶子的安排各有心思：甲瓶放入干燥剂，铁钉只接触干空气，没有水分；乙瓶的清水先煮沸赶走溶解的空气，水面再加一层油封住，铁钉只接触水，接触不到空气；丙瓶最普通，铁钉一半浸水，一半露在空气中，空气和水都齐备。
4一星期后打开瓶子：干空气里的铁钉光亮如新；封油的水里那只也没有生锈；只有第三瓶同时接触空气和水的铁钉，长出满身红褐色的铁锈。实验证明：空气和水是铁生锈的必要条件，缺一不可。
5知道成因，便有防锈方法：在铁器表面涂油或喷油漆，把空气和水隔开；单车链要定时上润滑油；厨刀用完要抹干；工厂还会在铁面镀上锌或铬，或制成不易生锈的不锈钢，令桥梁、船只和建筑更耐用。
6再想想变化的种类：水受热蒸发、遇冷凝结、结冰溶冰，都可以互相逆转，是可逆转变化；但铁生锈后不能变回闪亮的铁，纸张燃烧后化成灰也不能还原，这些是不可逆转变化。认识两者，就能好好保护铁器，防患未然。
1重点摘要 Summary
铁生锈必须有空气和水同时存在；涂油、油漆、镀金属或保持干燥都可防锈；水的三态变化可逆，生锈燃烧却不可逆。
2生字卡 Vocabulary
铁与空气和水慢慢发生化学作用，变成铁锈的现象。
铁生锈后生成的红褐色、松脆易碎的物质。
每次只改变一个条件、互相比较的实验，令结果可信。
涂在铁器表面的保护层，隔开空气和水来防锈。
在铁面镀上锌或铬等金属，保护铁不接触空气和水。
加入特别金属制成、不容易生锈的钢，用来造餐具和厨具。
可以变回去的变化，例如水结冰又溶化、蒸发又凝结。
不能变回原状的变化，例如纸张燃烧、铁生锈。
水受热由液体变成水汽的过程。
水汽遇冷变回小水点的过程，例如冰冻饮品瓶外的水珠。
3逐步讲解 Steps
- 第一步：观察生锈现象留意身边：旧铁闸、铁栏杆、单车链和铁钉用久了，表面都会出现红褐色的松脆物质，这就是铁锈，这个过程叫生锈。铁锈不像铁那样坚硬，一擦便剥落，令铁器愈来愈薄，最后断裂报废。生锈令桥梁、汽车和水管损坏，每年全世界要花大量金钱维修，所以科学家很认真地研究生锈的原因和预防方法。
- 第二步：提出假设并设计公平测试科学探究的第一步是提出假设：生锈可能需要空气、水，或两者一起？要验证假设，就要做公平测试：三只铁钉的大小、材质完全相同，放在同样温度的环境，每次只改变一个条件。这样如果有不同结果，我们就能肯定是那个条件造成的。公平测试是所有科学实验的基石，也是小学生也能掌握的科学方法。
- 第三步：设定三个对照瓶甲瓶放干燥剂，铁钉只有干空气、没有水分，用来测试「只有空气」会不会生锈；乙瓶的清水先煮沸赶走溶解的空气，水面加一层油封住，铁钉只有水、没有空气，用来测试「只有水」；丙瓶铁钉一半浸水一半露空，空气和水齐备，用来测试「两者都有」。三瓶同时放在窗边一星期，每天观察记录。
- 第四步：分析结果得出结论一星期后的结果非常清楚：甲瓶干空气中的铁钉光亮如新；乙瓶封油水中的铁钉也没有生锈；只有丙瓶同时接触空气和水的铁钉长满红褐色铁锈。比较三个结果，可以得出结论：铁生锈必须同时有空气和水，两个条件缺一不可。这也解释了为什么雨天的铁器特别容易锈，因为空气和水正好齐备。
- 第五步：运用防锈方法既然生锈需要空气和水，防锈的关键就是把铁器和它们隔开。方法有：涂油，例如单车链上润滑油；喷油漆，例如铁闸和栏杆定期补漆；保持干燥，例如厨刀和铁锅用完抹干；镀金属，工厂在铁面镀上锌或铬；制成不锈钢，餐具和厨具便不易生锈。选用哪种方法，视乎铁器的用途和环境。只要把空气和水彻底隔绝，铁器便能够耐用得多，省回不少维修的金钱和工夫。
- 第六步：分辨可逆与不可逆变化水受热蒸发成水汽，水汽遇冷凝结成水点；水结成冰，冰溶回水——这些变化都可以逆转，物质没有变成新东西，是可逆转变化。但铁生锈后，铁已变成另一种物质，不能变回闪亮的铁；纸燃烧后化成灰和气体，也无法还原——这些是不可逆转变化。学会分辨，便明白为什么要及早为铁器防锈，因为锈了便难以补救。
5例题示范 Example
例题：科学小组把三只相同的铁钉分别放进三个瓶：甲瓶只有干燥空气（瓶内放干燥剂）；乙瓶只有刚煮沸、水面加油封住的清水；丙瓶的铁钉一半浸水、一半露在空气中。一星期后，哪只铁钉生锈？为什么？
- 甲瓶分析：铁钉接触空气，但干燥剂吸走所有水分，条件是「有空气、无水」。
- 乙瓶分析：煮沸已赶走水中的空气，油层封住水面令空气无法溶入，条件是「有水、无空气」。
- 丙瓶分析：铁钉一半浸水一半露空，空气和水同时齐备。
- 结果：甲、乙两瓶的铁钉不生锈，只有丙瓶的铁钉长出红褐色铁锈。
- 结论：空气和水是铁生锈的必要条件，必须同时存在，缺一不可。
- 答案：只有丙瓶的铁钉生锈。因为生锈必须空气和水同时存在：甲瓶只有空气没有水分，乙瓶只有水没有空气，条件不齐备，所以不生锈；丙瓶的铁钉一半浸水、一半接触空气，空气和水都有，于是慢慢氧化长出铁锈。实验证明铁生锈的必要条件是空气加水，缺一不可。
6常见错误 Mistakes
75 题快测 Quick check
Q1铁生锈需要哪两个条件同时存在？
Q2为什么乙瓶水面的油层很重要？
Q3单车链用什么方法防锈？
Q4水的蒸发和凝结属于哪类变化？
Q5铁生锈属于可逆还是不可逆转变化？
8重点回顾 Recap
- 铁生锈的必要条件：空气＋水，缺一不可。
- 对照实验每次只改变一个条件，才是公平测试。
- 防锈方法：涂油、油漆、保持干燥、镀金属、不锈钢。
- 水的蒸发凝结结冰可逆转；生锈和燃烧不可逆转。
- 铁器要定期检查保养，防患未然。