【自】六年級(下) 2-1 鐵製品生鏽的探討【鐵製品生鏽的探討】
◎鐵製品在自然環境下，經過一段時間後，表面的顏色會慢慢改變，外觀也會產生變化，這種現象稱為「生鏽」。
◎鐵鏽：鐵製品放置一段時間，會產生一些棕色、易碎的物質
◎鋼棉很細，和外界接觸面積大，用來代替鐵製品做實驗時效果較明顯。
◎變因：對於實驗的過程中可能會產生影響的因素
應變變因：實驗結果或要測量或要比較的項目。
操縱變因：實驗中唯一能改變的因素。
控制變因：實驗中除了控制變因外其他不能改變的因素。
進行實驗時，只有一項變因可以改變，其他的變因都要保持不變。
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實驗目的 (應變變因) |
水對鋼棉生鏽的影響 |
空氣對鋼棉生鏽的影響 |
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實 驗 變 因 |
要改變的變因 (操縱變因) |
是否沾水 |
是否接觸空氣 |
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保持不變的變因 (控制變因) |
夾鏈袋大小 鋼棉大小 放置時間 放置地點 |
夾鏈袋大小 鋼棉大小 放置時間 放置地點 |
《鐵製品生鏽的條件》
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實驗假設 |
水會影響鋼棉生鏽 |
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實驗變因 |
操縱變因(要改變)：鋼棉是否沾水 控制變因(保持不變)：夾鏈袋大小、鋼棉大小、放置時間、放置地點 |
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操作步驟 |
1將兩塊大小相同的鋼棉，一塊沾水、一塊保持乾燥，分別放入夾鏈袋中。 2將夾鏈袋口封住，靜置一段時間後，比較兩塊鋼棉的變化。 |
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實驗結果 |
沾水的鋼棉生鏽情形比乾燥的鋼棉嚴重。 實驗結果與假設相同，證明水對鋼棉生鏽有影響。 |
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實驗假設 |
酸性水溶液會影響鋼棉生鏽 |
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實驗變因 |
操縱變因(要改變)：鋼棉沾取的水溶液 控制變因(保持不變)：夾鏈袋大小、鋼棉大小、放置時間、放置地點 |
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操作步驟 |
1兩塊大小相同的鋼棉，一塊沾水、一塊沾酸性水溶液，分別放入夾鏈袋中。 2將夾鏈袋口封住，靜置一段時間後，比較兩塊鋼棉的變化。 |
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實驗結果 |
沾酸性水溶液的鋼棉生鏽情形比沾水的鋼棉更嚴重，且更快生鏽。 實驗結果與假設相同，證明酸性水溶液對鋼棉生鏽有影響。 |
【歸納】1 鐵製品在潮溼的環境下容易生鏽。 2 酸會加快鐵生鏽的速度。
《鋼棉生鏽的條件》
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操作步驟 |
1將鋼棉搓成長條狀後，放入裝水的透明塑膠杯中。讓鋼棉一半完全浸在水中，另一半露在空氣中。 2靜置一段時間，觀察鋼棉生鏽的情形。 |
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實驗結果 |
同時接觸到水和空氣的鋼棉，生鏽情況最嚴重 |
◎一段時間後，即可在水面和空氣交界處看見生鏽，若放置的時間愈久，則全部都可見生鏽，但仍以水面和空氣交界處生鏽最多。
◎鋼棉條因為水的毛細現象，會使水在鋼棉的細縫中上升，所以生鏽最明顯的位置比和水面的位置高一些。
◎在水中、在空氣中的鋼棉都會生鏽，但是在水面和生鏽比較嚴重的部分是在水面和空氣的交界處，因此可以知道生鏽需要水和空氣。
【歸納】鋼棉（鐵）生鏽需要水和空氣。
- 從這些實驗可以發現，鐵製品接觸水和空氣後容易生鏽，而酸性水溶液會使鐵生鏽的速度加快。
《證明鋼棉生鏽後會消耗空氣》
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操作步驟 |
1將鋼棉浸泡在酸性水溶液約20 秒到30 秒。 2將鋼棉輕輕夾起，滴除多餘的酸性水溶液後，放入廣口瓶底部緊塞固定。 3將裝有鋼棉的廣口瓶倒過來放置裝有染色水的培養皿中。 4在培養皿中持續加入染色的水，一段時間後，觀察水位的變化。 |
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實驗結果 |
廣口瓶中的水位高度上升，證明鋼棉生鏽會消耗空氣。 |
◎浸泡酸性水溶液是為了要加快鐵生鏽的速度，縮短實驗時間。
◎染色水可以讓實驗結果更清楚。
◎食用醋的濃度過高，會和鐵反應產生氫氣，導致水位下降，因此建議使用約1％的醋酸水溶液。
【歸納】鋼棉（鐵）生鏽會消耗部分空氣。
《檢驗鋼棉生鏽所消耗的氣體種類》
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操作步驟 |
1可利用前頁實驗結果，將廣口瓶正放且迅速蓋上培養皿。 2拿開培養皿時，立即將點燃的蠟燭移入廣口瓶內，觀察燭火的變化。 |
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實驗結果 |
燃燒的蠟燭或線香熄滅了， 表示廣口瓶內沒有氧氣， 證明鐵生鏽會消耗氧氣。 |
◎蠟燭燃燒需要氧氣，當點燃的蠟燭或線香放入廣瓶口內馬上熄滅，證明鋼棉生鏽會消耗掉空氣中的氧氣。
【歸納】鐵生鏽會用掉氧氣。
