鐵生鏽與防鏽
進階鐵生鏽必須有空氣和水同時存在；塗油、油漆、鍍金屬或保持乾燥都可防鏽；水的三態變化可逆，生鏽燃燒卻不可逆。
- 鐵生鏽的必要條件：空氣＋水，缺一不可。
- 對照實驗每次只改變一個條件，才是公平測試。
- 防鏽方法：塗油、油漆、保持乾燥、鍍金屬、不鏽鋼。
文體小知識：記敘文記下探究的過程。這一篇跟着科學小組做三隻鐵釘的實驗，一步步找出鐵生鏽的秘密。
§課文原文 Passage
1爺爺家舊鐵閘的角落長出紅褐色的鏽，一擦便掉下鐵鏽粉；樓下的單車鏈若很久不上油，也會鏽得卡住轉不動。鐵器為什麼會生鏽？生鏽是鐵與空氣和水慢慢發生化學作用的現象，生成的鐵鏽鬆脆易碎，令鐵器一層層剝落損壞。
2為了找出生鏽的必要條件，科學小組決定做對照實驗：把三隻相同的鐵釘放進三個瓶子，各自改變一個條件，觀察一星期後誰會生鏽。這種每次只改變一個因素的公平測試，正是科學探究的好方法。
3三個瓶子的安排各有心思：甲瓶放入乾燥劑，鐵釘只接觸乾空氣，沒有水分；乙瓶的清水先煮沸趕走溶解的空氣，水面再加一層油封住，鐵釘只接觸水，接觸不到空氣；丙瓶最普通，鐵釘一半浸水，一半露在空氣中，空氣和水都齊備。
4一星期後打開瓶子：乾空氣裏的鐵釘光亮如新；封油的水裏那隻也沒有生鏽；只有第三瓶同時接觸空氣和水的鐵釘，長出滿身紅褐色的鐵鏽。實驗證明：空氣和水是鐵生鏽的必要條件，缺一不可。
5知道成因，便有防鏽方法：在鐵器表面塗油或噴油漆，把空氣和水隔開；單車鏈要定時上潤滑油；廚刀用完要抹乾；工廠還會在鐵面鍍上鋅或鉻，或製成不易生鏽的不鏽鋼，令橋樑、船隻和建築更耐用。
6再想想變化的種類：水受熱蒸發、遇冷凝結、結冰溶冰，都可以互相逆轉，是可逆轉變化；但鐵生鏽後不能變回閃亮的鐵，紙張燃燒後化成灰也不能還原，這些是不可逆轉變化。認識兩者，就能好好保護鐵器，防患未然。
1重點摘要 Summary
鐵生鏽必須有空氣和水同時存在；塗油、油漆、鍍金屬或保持乾燥都可防鏽；水的三態變化可逆，生鏽燃燒卻不可逆。
2生字卡 Vocabulary
鐵與空氣和水慢慢發生化學作用，變成鐵鏽的現象。
鐵生鏽後生成的紅褐色、鬆脆易碎的物質。
每次只改變一個條件、互相比較的實驗，令結果可信。
塗在鐵器表面的保護層，隔開空氣和水來防鏽。
在鐵面鍍上鋅或鉻等金屬，保護鐵不接觸空氣和水。
加入特別金屬製成、不容易生鏽的鋼，用來造餐具和廚具。
可以變回去的變化，例如水結冰又溶化、蒸發又凝結。
不能變回原狀的變化，例如紙張燃燒、鐵生鏽。
水受熱由液體變成水汽的過程。
水汽遇冷變回小水點的過程，例如冰凍飲品瓶外的水珠。
3逐步講解 Steps
- 第一步：觀察生鏽現象留意身邊：舊鐵閘、鐵欄杆、單車鏈和鐵釘用久了，表面都會出現紅褐色的鬆脆物質，這就是鐵鏽，這個過程叫生鏽。鐵鏽不像鐵那樣堅硬，一擦便剝落，令鐵器愈來愈薄，最後斷裂報廢。生鏽令橋樑、汽車和水管損壞，每年全世界要花大量金錢維修，所以科學家很認真地研究生鏽的原因和預防方法。
- 第二步：提出假設並設計公平測試科學探究的第一步是提出假設：生鏽可能需要空氣、水，或兩者一起？要驗證假設，就要做公平測試：三隻鐵釘的大小、材質完全相同，放在同樣溫度的環境，每次只改變一個條件。這樣如果有不同結果，我們就能肯定是那個條件造成的。公平測試是所有科學實驗的基石，也是小學生也能掌握的科學方法。
- 第三步：設定三個對照瓶甲瓶放乾燥劑，鐵釘只有乾空氣、沒有水分，用來測試「只有空氣」會不會生鏽；乙瓶的清水先煮沸趕走溶解的空氣，水面加一層油封住，鐵釘只有水、沒有空氣，用來測試「只有水」；丙瓶鐵釘一半浸水一半露空，空氣和水齊備，用來測試「兩者都有」。三瓶同時放在窗邊一星期，每天觀察記錄。
- 第四步：分析結果得出結論一星期後的結果非常清楚：甲瓶乾空氣中的鐵釘光亮如新；乙瓶封油水中的鐵釘也沒有生鏽；只有丙瓶同時接觸空氣和水的鐵釘長滿紅褐色鐵鏽。比較三個結果，可以得出結論：鐵生鏽必須同時有空氣和水，兩個條件缺一不可。這也解釋了為什麼雨天的鐵器特別容易鏽，因為空氣和水正好齊備。
- 第五步：運用防鏽方法既然生鏽需要空氣和水，防鏽的關鍵就是把鐵器和它們隔開。方法有：塗油，例如單車鏈上潤滑油；噴油漆，例如鐵閘和欄杆定期補漆；保持乾燥，例如廚刀和鐵鍋用完抹乾；鍍金屬，工廠在鐵面鍍上鋅或鉻；製成不鏽鋼，餐具和廚具便不易生鏽。選用哪種方法，視乎鐵器的用途和環境。只要把空氣和水徹底隔絕，鐵器便能夠耐用得多，省回不少維修的金錢和工夫。
- 第六步：分辨可逆與不可逆變化水受熱蒸發成水汽，水汽遇冷凝結成水點；水結成冰，冰溶回水——這些變化都可以逆轉，物質沒有變成新東西，是可逆轉變化。但鐵生鏽後，鐵已變成另一種物質，不能變回閃亮的鐵；紙燃燒後化成灰和氣體，也無法還原——這些是不可逆轉變化。學會分辨，便明白為什麼要及早為鐵器防鏽，因為鏽了便難以補救。
5例題示範 Example
例題：科學小組把三隻相同的鐵釘分別放進三個瓶：甲瓶只有乾燥空氣（瓶內放乾燥劑）；乙瓶只有剛煮沸、水面加油封住的清水；丙瓶的鐵釘一半浸水、一半露在空氣中。一星期後，哪隻鐵釘生鏽？為什麼？
- 甲瓶分析：鐵釘接觸空氣，但乾燥劑吸走所有水分，條件是「有空氣、無水」。
- 乙瓶分析：煮沸已趕走水中的空氣，油層封住水面令空氣無法溶入，條件是「有水、無空氣」。
- 丙瓶分析：鐵釘一半浸水一半露空，空氣和水同時齊備。
- 結果：甲、乙兩瓶的鐵釘不生鏽，只有丙瓶的鐵釘長出紅褐色鐵鏽。
- 結論：空氣和水是鐵生鏽的必要條件，必須同時存在，缺一不可。
- 答案：只有丙瓶的鐵釘生鏽。因為生鏽必須空氣和水同時存在：甲瓶只有空氣沒有水分，乙瓶只有水沒有空氣，條件不齊備，所以不生鏽；丙瓶的鐵釘一半浸水、一半接觸空氣，空氣和水都有，於是慢慢氧化長出鐵鏽。實驗證明鐵生鏽的必要條件是空氣加水，缺一不可。
6常見錯誤 Mistakes
75 題快測 Quick check
Q1鐵生鏽需要哪兩個條件同時存在？
Q2為什麼乙瓶水面的油層很重要？
Q3單車鏈用什麼方法防鏽？
Q4水的蒸發和凝結屬於哪類變化？
Q5鐵生鏽屬於可逆還是不可逆轉變化？
8重點回顧 Recap
- 鐵生鏽的必要條件：空氣＋水，缺一不可。
- 對照實驗每次只改變一個條件，才是公平測試。
- 防鏽方法：塗油、油漆、保持乾燥、鍍金屬、不鏽鋼。
- 水的蒸發凝結結冰可逆轉；生鏽和燃燒不可逆轉。
- 鐵器要定期檢查保養，防患未然。