中图分类号：G4 文献标识码：A

一、引言

1.1研究起因

周末，我们在家里整理房间，发现了这样一袋沾满灰尘的遥控器，已经废弃很多年了。我很好奇这些看着还完好的遥控器还能用吗？我试着给它们换上新的电池，居然大部分都能用！唯独有一个开不了电视。这是为什么呢？我小心得打开这个遥控器的电池盒，把电池取了出来，我惊奇地发现电池盒里的弹簧居然生锈了。

我知道弹簧是铁质的，它在电池盒里的作用就是连接前后两节电池。难道是生锈了的铁失去了导电能力，导致遥控器失灵吗？铁和铁锈还是同一种物质吗？于是，我对这个问题进行了探究。

1.2金属的导电性

物质传导电流的能力叫做导电性，一般来说金属、半导体、电解质溶液或熔融态电解质和一些非金属都可以导电。我们知道物质是由分子构成的，而分子由原子构成，原子又是由原子核和绕荷高速运动的电子构成的。电子带负电，原子核带正电。金属内部原子核的位置是相对固定的，但存在大量可自由移动的电子。在通常情况下，这些电子的运动是杂乱无章的，但当把金属接入电路中，这些电子在电场作用下就会发生定向移动，从而形成持续不断的电流。而电路中提供电场作用的正是电源，电源有正极和负极。根据同种电荷相互排斥，不同种电荷相互吸引的原则，电子从电源的负极流出，经过用电器，回到电源正极。科学上规定，正电荷定向运动的方向为电流方向，所以金属导体中的电流方向和电子移动方向相反。

二、探究思路

通过查找资料可知，各种物质都由自己独特的性质，包括物理性质和化学性质，而导电性就是一种物理性质。铁作为一种金属，拥有良好的导电能力。我们可以设计对比实验，检测铁锈是否也拥有导电性，若有，则铁锈和铁可能是同一种物质，若没有，则铁和铁锈肯定不是同一种物质。再利用铁的另一种物理性质铁磁性，验证铁和铁锈是不是同一种物质。最后围绕铁生锈的主题，对铁为什么会生锈，如何防锈等问题，进行进一步探究。

三、探究过程

3.1探究铁锈的导电性

实验原理：利用电源、开关、小灯泡、若干导线连接成测试电路，分别将铁丝和生锈的鐵丝连入测试电路中，形成对照，观察小灯泡的亮暗情况。若小灯泡能发光，说明铁锈能导电，反之，则不能导电。

实验器材：两节电池、开关、小灯泡、铁丝和足够生锈的铁丝（分别由新的试管刷和老旧的试管刷提供）、若干导线。

3.2探究铁锈的铁磁性

为什么铁生锈了就不能导电了呢？难道铁生锈了就不再是铁吗？它们是两种不同的物质吗？我们以前经常拿磁铁吸引各种铁质品玩，突然想，如果铁锈不再是铁，那么它将不被磁铁吸引。按照这个思路，我找来很多生锈的铁制品，小心翼翼地刮下上面的铁锈。

3.3探究影响铁生锈的因素

生活中经常见到一些年份久或者保管不善的铁制品，变得锈迹斑斑。那么，铁为什么会生锈呢？怎么样的环境会让铁更容易生锈呢？根据生活经验我们知道在潮湿的环境下，铁更容易生锈。另外，人们往往会在铁制品的表面涂上油漆加以保护，例如汽车，自行车等。涂上油漆是为了隔绝空气吗？所以我猜想铁生锈是不是和水分、空气有关呢？为此，我利用控制变量法设置了实验进行探究。

实验现象和结论：

仅仅一天后，发现A组和B组铁丝均未生锈，只有C组铁丝出现了生锈现象，而且生锈部位从水面附近开始，慢慢向下蔓延。由此得出结论，铁生锈需要水和空气两个条件同时具备，缺一不可。

生锈的本质是一种化学反应，长期暴露在空气中的铁制品在有水的环境中和氧发生了氧化反应，被腐蚀为氧化物，也就是铁锈。处于水面附近的铁丝部位拥有水分和空气两个最得天独厚的条件，所以最早开始生锈。而空气中的氧气会不断溶于水中，所以水中部分的铁也会逐渐生锈。唯独水面以上部分的铁丝因为缺少水分，最容易生锈，但因为水的蒸发和空气中原有的水蒸气，它仍然处于潮湿的环境中，符合铁生锈的条件，生锈只是迟早的事情。

3.4生锈的危害和如何防锈

为了对铁生锈有更深的了解，我查找了资料。铁是一种金属，拥有金属的很多特性，如有金属光泽、导电性、铁磁性、延展性、导热性、可锻性等等。而铁锈的学名叫氧化铁，是铁和水以及氧气发生化学变化产生的红褐色固体，它不像铁那么坚硬，很容易脱落，一块铁完全生锈后，体积可胀大8倍。如果铁锈不除去，这海绵状的铁锈特别容易吸收水分，铁也就生锈得更快了。铁生锈的过程就是金属被腐蚀的过程。不仅是铁，很多金属在长久的岁月中都会被周围介质腐蚀。

那么该如何防锈呢？根据铁生锈的原理，只要避免金属和空气、水接触，不就可以有效地防止金属生锈了呀！比如，我们经常会给金属涂一层油漆或者上一层金属镀层，就是这个道理。工业上把金属制成合金，也能大大提高金属的防锈能力。日常生活中，我们也要从身边的小事做起，时刻注意保持金属制品的表面干燥洁净，防止生锈，对于长期不用的铁制品也可以涂油保护，延长它的使用寿命。

四、结论与分析

1、铁和铁锈是两种物质，铁是金属，铁锈一种红棕色的氧化物，学名为氧化铁，铁拥有导电性，铁磁性，而铁锈没有。

2、铁生锈需要水和空气两个条件同时具备，缺一不可。生锈的本质是一种化学反应，长期暴露在空气中的铁制品在有水的环境中和氧发生了氧化反应，被腐蚀为氧化物，也就是铁锈。

3、铁生锈造成了很大的能源损失，缩短了铁制品的使用寿命，我们可以利用生锈的原理，将铁制品和水或者空气进行隔离，达到防锈的目的。

五、收获和体会

科学探究是一个不断发现问题，提出问题，解决问题的过程，生活中的一些问题也可以拥科学探究的方式来解决，比如我发现铜也会生锈，但为什么铜锈是绿色的呢？而且铜不会像铁那么容易生锈，这是为什么呢？其实铜锈是铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质反应产生的物质，颜色翠绿，俗名铜绿。而铜的化学性质没有铁活泼，所以两者相比，铁比铜更容易生锈，这其中还有很多科学知识等待我去学习和发掘呢！我们应该多注意观察生活中的问题，并拥科学的态度对待，或许我们就是下一个牛顿、瓦特......