變廢為寶，助力鄉(xiāng)村振興

南寧市青秀區(qū)伶俐中學(xué)科學(xué)興趣小組的同學(xué)們在化學(xué)課上學(xué)到了金屬資源保護(hù)的相關(guān)內(nèi)容，不少同學(xué)聯(lián)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(hù)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(chǎn)生了好奇心。在老師的帶領(lǐng)下，他們開展了一次探究活動，并把所學(xué)的知識帶到鄉(xiāng)村，幫助村民變廢為寶，助力鄉(xiāng)村振興。

開展本次實踐活動之初，指導(dǎo)老師黃海燕老師首先向我們介紹了活動的內(nèi)容及要求。黃老師指出金屬資源的保護(hù)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(xiàn)象。

7天后，我們通過觀察5根試管中鐵釘?shù)那闆r得出結(jié)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(jié)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(huán)境下不易生銹。

完成實驗后，老師又提出問題：既然已經(jīng)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(fā)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(jié)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(hù)膜，如刷漆、涂油等，也可電鍍其他金屬（鉻或鋅）或者烤藍(lán)，在鐵制品表面形成致密的氧化物保護(hù)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(dǎo)我們回顧金屬與稀鹽酸、稀硫酸發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)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(jié)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(yīng)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(zhì)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(jìn)行探究試驗。一組探究實驗室里常見的酸類物質(zhì)的除銹情況，另一組探究生活中容易獲取的酸類物質(zhì)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(fā)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(dāng)?shù)蔫F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(zhì)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(tǒng)一浸泡60分鐘，觀察現(xiàn)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(xiàn)象，記錄除銹的效果。

生活組：先把檸檬和發(fā)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(fā)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(zhì)的pH值。把生銹的鐵釘浸沒于裝有對應(yīng)溶液的試管中，浸泡時間為60分鐘，觀察實驗現(xiàn)象，記錄除銹的效果。

經(jīng)過實驗，我們得出以下結(jié)論：酸性物質(zhì)都能夠在一定程度上除去鐵銹；不同pH值的酸性物質(zhì)除銹效果不同，pH值越大酸性越弱，除銹能力隨之變?nèi)?；如采用酸洗的方法除銹，不宜讓酸性物質(zhì)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(qū)伶俐鎮(zhèn)獨伶村村委取得聯(lián)系，決定到村里走訪，通過談話或問卷調(diào)查的形式了解居民使用鐵制品的情況及遇到的問題。經(jīng)過調(diào)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(dǎo)居民掌握鐵制品防銹的方法，并義務(wù)為有需要的居民進(jìn)行除銹。

本次科技實踐活動得到老師、同學(xué)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?qū)⑺鶎W(xué)的知識應(yīng)用于實際生活中，有效地幫助村民解決改善有關(guān)鐵制品銹蝕的問題，助力發(fā)展鄉(xiāng)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(tuán)結(jié)就是力量的團(tuán)隊精神。希望未來我們能夠研發(fā)出更多、更好、更方便、更有效的防銹、除銹方法和產(chǎn)品，在最大程度上減緩金屬鐵制品的損耗，保護(hù)金屬資源。