变废为宝，助力乡村振兴

南宁市青秀区伶俐中学科学兴趣小组的同学们在化学课上学到了金属资源保护的相关内容，不少同学联想到自己每天都使用的自行车也有生锈的情况，他们对如何保护自行车使各部件不生锈、如果生锈了又该采用什么方法除锈以延长自行车使用寿命等问题产生了好奇心。在老师的带领下，他们开展了一次探究活动，并把所学的知识带到乡村，帮助村民变废为宝，助力乡村振兴。

开展本次实践活动之初，指导老师黄海燕老师首先向我们介绍了活动的内容及要求。黄老师指出金属资源的保护刻不容缓，鼓励我们积极参与其中。了解了活动的意义之后，黄老师给我们演示了“探究铁制品生锈”的实验。老师将5根洁净无锈的铁钉分别放入5个试管中，这些试管各不相同。

试管1：干燥的空试管，把铁钉放入后用棉花包裹干燥剂密封试管；

试管2：先把铁钉放入空试管，再倒入蒸馏水，直至把铁钉淹没，再缓缓倒入一层植物油，铁钉只与水接触而不与植物油接触；

试管3：先把铁钉放入空的试管，再倒入蒸馏水，但不淹没铁钉，确保铁钉与空气和水都有接触；

试管4：先把铁钉放入空的试管，再倒入食盐水，但不淹没铁钉，确保铁钉与空气和食盐水都有接触；

试管5：把事前被食醋浸泡过的铁钉放在干燥的试管中，不密封试管。

实验演示完毕，黄老师留下了几个问题让我们思考：蒸馏水、植物油、食盐水在实验中分别起到什么作用？

接下來，我们要自己去解开这些谜题。我们分小组开展铁制品锈蚀条件探究实验，并记录、汇报每日实验现象。

7天后，我们通过观察5根试管中铁钉的情况得出结论：铁钉生锈是铁钉与空气中的氧气和水蒸气共同作用的结果；盐及酸的溶液能加快铁制品生锈；铁钉在干燥的空气中或在隔绝空气的蒸馏水中等环境下不易生锈。

完成实验后，老师又提出问题：既然已经了解了铁制品生锈的原因，是否可以从铁制品生锈的条件出发找到一些防止铁制品生锈的方法？

以自行车为例，我们查阅资料后总结出了几种防止自行车铁制零件生锈的方法：①保持自行车含铁部件表面洁净、干燥；②在铁制品表面涂一层保护膜，如刷漆、涂油等，也可电镀其他金属（铬或锌）或者烤蓝，在铁制品表面形成致密的氧化物保护膜；③把易生锈的铁制品换成不锈钢等不易生锈的材料。

第一阶段的探究实验完成后，老师引导我们回顾金属与稀盐酸、稀硫酸发生反应的现象，并让我们思考：为什么试管5中的铁钉不直接泡在食醋中？为什么泡过食醋的铁钉放在干燥的试管中还会生锈？

我们讨论后的初步结论是：酸能够腐蚀金属表面的氧化物，除去铁锈，但金属本身也会与酸反应而被腐蚀，故不能长时间浸泡在酸性溶液中。那么是否含有酸性的物质都能除锈呢？我们决定开展第二阶段的实验，探究铁制品如何有效除锈。

我们分组进行探究试验。一组探究实验室里常见的酸类物质的除锈情况，另一组探究生活中容易获取的酸类物质的除锈情况。实验室组选择的探究对象是盐酸、硫酸和硝酸，生活组选择的探究对象是白醋、陈醋、柠檬、发酵米饭和碳酸饮料。

其他还需要的实验器材有：一些生锈程度大致相当的铁钉、pH试纸、烧杯、研钵、玻璃棒、试管等。实验过程是：先利用pH试纸测定各种酸性物质溶液的pH值，再分别将生锈的铁钉放入各配置好的溶液中，统一浸泡60分钟，观察现象并记录，以好、良好、弱三个程度判别除锈效果。

实验组：配置不同浓度的盐酸、硫酸、硝酸，将生锈的铁钉完全浸没在分别装有以上溶液的试管中，浸泡时间60分钟，观察实验现象，记录除锈的效果。

生活组：先把柠檬和发酵的米饭分别用研钵捣碎或制成汁液，再将白醋、陈醋、可乐、雪碧、柠檬汁和捣碎的发酵米饭分别放在不同的烧杯中。用pH试纸分别测出以上物质的pH值。把生锈的铁钉浸没于装有对应溶液的试管中，浸泡时间为60分钟，观察实验现象，记录除锈的效果。

经过实验，我们得出以下结论：酸性物质都能够在一定程度上除去铁锈；不同pH值的酸性物质除锈效果不同，pH值越大酸性越弱，除锈能力随之变弱；如采用酸洗的方法除锈，不宜让酸性物质长时间浸泡铁制品；在实验组的探究中，盐酸的除锈能力比硫酸、硝酸好，硝酸的酸性太强，铁钉易被腐蚀；pH值为1的盐酸在本次实验中除锈效果最佳；在生活组中，陈醋、雪碧、白醋的除锈效果较好，其中陈醋效果最佳。

完成了第二阶段的探究后，我们与南宁市青秀区伶俐镇独伶村村委取得联系，决定到村里走访，通过谈话或问卷调查的形式了解居民使用铁制品的情况及遇到的问题。经过调查了解，我们决定制作一组宣传单，向独伶村居民宣传铁制品锈蚀原因等知识，引导居民掌握铁制品防锈的方法，并义务为有需要的居民进行除锈。

本次科技实践活动得到老师、同学和独伶村居民们的大力支持。小组成员在活动中受益匪浅，能够将所学的知识应用于实际生活中，有效地帮助村民解决改善有关铁制品锈蚀的问题，助力发展乡村振兴；同时，也懂得了如何开展一次科技探究活动，如何采集资料、聆听他人想法，深深体会到合作、团结就是力量的团队精神。希望未来我们能够研发出更多、更好、更方便、更有效的防锈、除锈方法和产品，在最大程度上减缓金属铁制品的损耗，保护金属资源。