變廢為寶，助力鄉村振興

南寧市青秀區伶俐中學科學興趣小組的同學們在化學課上學到了金屬資源保護的相關內容，不少同學聯想到自己每天都使用的自行車也有生銹的情況，他們對如何保護自行車使各部件不生銹、如果生銹了又該采用什么方法除銹以延長自行車使用壽命等問題產生了好奇心。在老師的帶領下，他們開展了一次探究活動，并把所學的知識帶到鄉村，幫助村民變廢為寶，助力鄉村振興。

開展本次實踐活動之初，指導老師黃海燕老師首先向我們介紹了活動的內容及要求。黃老師指出金屬資源的保護刻不容緩，鼓勵我們積極參與其中。了解了活動的意義之后，黃老師給我們演示了“探究鐵制品生銹”的實驗。老師將5根潔凈無銹的鐵釘分別放入5個試管中，這些試管各不相同。

試管1：干燥的空試管，把鐵釘放入后用棉花包裹干燥劑密封試管；

試管2：先把鐵釘放入空試管，再倒入蒸餾水，直至把鐵釘淹沒，再緩緩倒入一層植物油，鐵釘只與水接觸而不與植物油接觸；

試管3：先把鐵釘放入空的試管，再倒入蒸餾水，但不淹沒鐵釘，確保鐵釘與空氣和水都有接觸；

試管4：先把鐵釘放入空的試管，再倒入食鹽水，但不淹沒鐵釘，確保鐵釘與空氣和食鹽水都有接觸；

試管5：把事前被食醋浸泡過的鐵釘放在干燥的試管中，不密封試管。

實驗演示完畢，黃老師留下了幾個問題讓我們思考：蒸餾水、植物油、食鹽水在實驗中分別起到什么作用？

接下來，我們要自己去解開這些謎題。我們分小組開展鐵制品銹蝕條件探究實驗，并記錄、匯報每日實驗現象。

7天后，我們通過觀察5根試管中鐵釘的情況得出結論：鐵釘生銹是鐵釘與空氣中的氧氣和水蒸氣共同作用的結果；鹽及酸的溶液能加快鐵制品生銹；鐵釘在干燥的空氣中或在隔絕空氣的蒸餾水中等環境下不易生銹。

完成實驗后，老師又提出問題：既然已經了解了鐵制品生銹的原因，是否可以從鐵制品生銹的條件出發找到一些防止鐵制品生銹的方法？

以自行車為例，我們查閱資料后總結出了幾種防止自行車鐵制零件生銹的方法：①保持自行車含鐵部件表面潔凈、干燥；②在鐵制品表面涂一層保護膜，如刷漆、涂油等，也可電鍍其他金屬（鉻或鋅）或者烤藍，在鐵制品表面形成致密的氧化物保護膜；③把易生銹的鐵制品換成不銹鋼等不易生銹的材料。

第一階段的探究實驗完成后，老師引導我們回顧金屬與稀鹽酸、稀硫酸發生反應的現象，并讓我們思考：為什么試管5中的鐵釘不直接泡在食醋中？為什么泡過食醋的鐵釘放在干燥的試管中還會生銹？

我們討論后的初步結論是：酸能夠腐蝕金屬表面的氧化物，除去鐵銹，但金屬本身也會與酸反應而被腐蝕，故不能長時間浸泡在酸性溶液中。那么是否含有酸性的物質都能除銹呢？我們決定開展第二階段的實驗，探究鐵制品如何有效除銹。

我們分組進行探究試驗。一組探究實驗室里常見的酸類物質的除銹情況，另一組探究生活中容易獲取的酸類物質的除銹情況。實驗室組選擇的探究對象是鹽酸、硫酸和硝酸，生活組選擇的探究對象是白醋、陳醋、檸檬、發酵米飯和碳酸飲料。

其他還需要的實驗器材有：一些生銹程度大致相當的鐵釘、pH試紙、燒杯、研缽、玻璃棒、試管等。實驗過程是：先利用pH試紙測定各種酸性物質溶液的pH值，再分別將生銹的鐵釘放入各配置好的溶液中，統一浸泡60分鐘，觀察現象并記錄，以好、良好、弱三個程度判別除銹效果。

實驗組：配置不同濃度的鹽酸、硫酸、硝酸，將生銹的鐵釘完全浸沒在分別裝有以上溶液的試管中，浸泡時間60分鐘，觀察實驗現象，記錄除銹的效果。

生活組：先把檸檬和發酵的米飯分別用研缽搗碎或制成汁液，再將白醋、陳醋、可樂、雪碧、檸檬汁和搗碎的發酵米飯分別放在不同的燒杯中。用pH試紙分別測出以上物質的pH值。把生銹的鐵釘浸沒于裝有對應溶液的試管中，浸泡時間為60分鐘，觀察實驗現象，記錄除銹的效果。

經過實驗，我們得出以下結論：酸性物質都能夠在一定程度上除去鐵銹；不同pH值的酸性物質除銹效果不同，pH值越大酸性越弱，除銹能力隨之變弱；如采用酸洗的方法除銹，不宜讓酸性物質長時間浸泡鐵制品；在實驗組的探究中，鹽酸的除銹能力比硫酸、硝酸好，硝酸的酸性太強，鐵釘易被腐蝕；pH值為1的鹽酸在本次實驗中除銹效果最佳；在生活組中，陳醋、雪碧、白醋的除銹效果較好，其中陳醋效果最佳。

完成了第二階段的探究后，我們與南寧市青秀區伶俐鎮獨伶村村委取得聯系，決定到村里走訪，通過談話或問卷調查的形式了解居民使用鐵制品的情況及遇到的問題。經過調查了解，我們決定制作一組宣傳單，向獨伶村居民宣傳鐵制品銹蝕原因等知識，引導居民掌握鐵制品防銹的方法，并義務為有需要的居民進行除銹。

本次科技實踐活動得到老師、同學和獨伶村居民們的大力支持。小組成員在活動中受益匪淺，能夠將所學的知識應用于實際生活中，有效地幫助村民解決改善有關鐵制品銹蝕的問題，助力發展鄉村振興；同時，也懂得了如何開展一次科技探究活動，如何采集資料、聆聽他人想法，深深體會到合作、團結就是力量的團隊精神。希望未來我們能夠研發出更多、更好、更方便、更有效的防銹、除銹方法和產品，在最大程度上減緩金屬鐵制品的損耗，保護金屬資源。