铁生锈是生活中比较普遍的现象，但铁是如何生锈的？有什么方法可以防止铁生锈，减少铁材料的浪费？这是初三科学课《金属的活动性顺序》中《金属的锈蚀与防护》的课堂内容。但要观察铁生锈的现象往往需要2-3天的时间。

余姚实验学校科学老师巧妙设计了一个快速锈蚀金属的实验，仅10～15分钟便能看到锈蚀的过程，改变了同学们对金属锈蚀现象的认知。

□现代金报 | 甬派 记者 钟婷婷

改造实验，加快铁的锈蚀速度

在初三科学课中，学生需要在学习金属性质、铁的冶炼的基础上，通过对铁锈蚀的条件进行探究，进一步加强学生对化学实验探究原理、方法的掌握。

目前，宁波初三年段使用的是华师大初中教材九年级（上）。教材中提供的实验方案是以铁钉生锈为例来探究铁生锈的条件。原实验方案是取三根干燥、无油、无锈的新铁钉分别放在A干燥、B注满凉开水、C少量自来水的广口瓶（如图1）。学生要看到铁钉上出现明显的生锈现象，往往需要2～3天的时间。

“以往，我们教师都是在课前准备好，在课堂上展示一下最后的实验现象，学生并没有亲眼见到生锈的全过程。为了让学生在实验中探究铁生锈需要氧气和水，我们就重新设置了实验装置。”该校科学老师宋佳囡介绍说。

首先，该校科学组更换了实验原料，用表面打磨和活化过的光亮铁片替代铁钉，这样可以增大铁片与氧气的反应面积、减少反应的时间，从而加快反应的速度；同时通过向装有铁片的锥形瓶中通入氧气来进一步加快反应的速度。

为了更好地控制变量，老师们同时设置了四组实验来进行，分别是将铁片置于潮湿的氧气中（1号锥形瓶）、铁片置于干燥的氧气中（2号锥形瓶）、铁片浸没在蒸馏水中（3号锥形瓶）、铁片蘸过食盐水后置于潮湿的氧气中（4号锥形瓶），观察铁片生锈的情况。（如图2）。

通过实验，同学们发现，1号瓶由于氧气浓度高，潮湿的铁片表面马上发黄，出现了红棕色的锈斑；4号锥形瓶内沾有食盐水的铁片生锈速度更快，从而实现了在短时间内观察到铁生锈的现象；而在干燥氧气中的铁片和浸没在蒸馏水中的铁片始终保持光亮。

试验结束后，同学们得出结论：铁需要在水和氧气同时存在的条件下生锈，食盐水会加快铁生锈的速度。

宋佳囡表示：“改进后的实验可以将完整的生锈过程搬进课堂，大幅缩短等待时间。只需要10～15分钟，学生就能亲眼见到铁片生锈的过程，这让实验的可视化程度大大增强。”

同学们在惊叹于化学魔力的同时，深刻理解了金属保护的重要性，为日后解决生活中金属锈蚀问题奠定了坚实的基础。

利用“暖宝宝”，观察能量变化

为了让学生通过亲身体验，进一步认识到科学结论与生活实际的密切联系，提升知识的应用性，余姚实验学校还设计了一个创新实验：借助“暖宝宝”，进一步探究铁生锈过程中的能量变化。

“暖宝宝”是人们在冬季里常用的取暖物品，它可以快速地产生热量。课堂上，同学们通过研究“暖宝宝”发热贴的原料，阅读发热贴的说明书，根据配料表中的物质讨论发热的原理。

“暖宝宝”的主要成分有铁粉、碳粉、盐等，其科学原理就是利用铁粉与氧气反应从而放热。“因此，我们将‘暖宝宝’中的铁粉作为原料，分别置于潮湿空气（1号试管）、干燥空气（2号试管）、蒸馏水（3号试管）中，观察铁粉的生锈情况并感受装置的温度变化。”宋佳囡如是说。

实验中，同学们或是用手触摸试管外壁感受铁粉是否发热，或是用温度计来测量三支试管中物质的温度。实验结束后，小组代表分享了实验现象：盛有露置在潮湿空气中“暖宝宝”铁粉的试管最烫，浸没在水中的铁粉温度最低。

通过实验，学生验证了自己的猜想，得出了“暖宝宝”就是通过铁粉与氧气和水发生缓慢氧化反应放出热量而发热的，而且原料中的“盐”和“活性炭”加快了铁粉的氧化。

无论是改进后的演示实验，还是学生分组实验，药品原料的获得、仪器的操作等都非常简单和便捷，且实验操作的难度低，学生的参与度提高了许多，大大激发了学生的兴趣和积极性，更有助于学生理解和掌握化学知识，提高学习效果。

实验教学目标

（1）学生能够理解铁生锈是一种化学反应，知道铁与氧气和水在特定条件下发生的氧化反应。

（2）培养学生观察、分析和解释实验现象的能力，通过对比实验理解不同条件对铁生锈的影响。

（3）引导学生运用控制变量法设计实验，探究铁生锈的条件，培养学生的实验设计能力。

（4）学生能够将科学知识与生活现象相联系，提出防止铁生锈的措施和建议。