第二章第3-4节常见的材料材料的发展.doc

第二章 第34节 常见的材料；材料的发展【本讲教育信息】一、教学内容常见材料和材料的发展二、考点清单（一）学习目标：1、通过学习金属材料（合金材料）、无机非金属材料以及有机合成材料，了解不同材料的性能、用途以及在使用过程中出现的环境保护问题。2、通过钢铁锈蚀和防锈的学习研究，逐步体验物质、条件、环境之间相互制约的辩证唯物主义观点。3、了解新型材料的性能和使用。4、了解在制造材料过程中产生的污染以及如何防治。（二）重难点分析：重点：了解金属材料（合金材料）、无机非金属材料以及有机合成材料的性能和用途。难点：理解钢铁及其它金属锈蚀的原理以及防锈措施。三、全面突破【知识点1】金属材料1、简述材料的分类：（1）材料的分类：材料的种类很多，常见的有金属材料（合金材料）、无机非金属材料、有机合成材料。（2）材料的组成：材料是由100多种元素按不同的排列方式组合而成的。2、金属材料包括纯金属和它们的合金：（1）合金：合金是一种金属与其他金属（或非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。说明：合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。合金的很多性能与组成它们的纯金属不同，使合金用途更广。日常使用的金属材料大多数为合金。金属在熔合了其他金属或非金属后，不仅组成上发生了变化，其内部组成结构也发生了改变，从而引起性质的变化。 （2）合金的性能：合金与纯金属相比，性能上发生了改变（如合金比纯金属的颜色更鲜艳、亮度更高、硬度大、熔点低），物质组成的改变会使其性能发生改变，合金的用途比纯金属的用途更广。（3）铁合金：铁合金主要包括生铁和钢，它们的区别是含碳量不同，生铁含碳量为2%4.3%，钢的含碳量为0.03%2%。钢与生铁相比具有更多的优良性能，如有弹性和延展性，易于加工成型，用途更为广泛。3、金属锈蚀：（1）金属露置于空气中易生锈，每年全世界因锈蚀而损失的钢铁材料占年产量的1/4。（2）探究实验：探索铁生锈的条件？提出问题小组讨论，设计方案提供器材：带塞子的试管若干支，普通铁钉、蒸馏水、干燥剂画出实验装置图得出的结论评价提示：可以采用控制变量法来探索决定铁生锈的因素有哪些。介绍：若用一块纯铁片来进行上述实验，反而不易发生锈蚀现象。小结：铁生锈，实际上是铁、氧气和水等物质相互作用，发生的一系列复杂的化学反应。铁锈的成分很复杂，主要是氧化铁。铁锈很疏松，易吸水。因此，铁制品表面的锈如不及时除去，会加快铁制品的生锈速度。金属的锈蚀不但与周围环境中的水、空气有关，还与金属内部的结构有关。（3）防锈两大措施：（一）保护膜法如刷油漆、涂机油、封塑料膜、电镀（二）改变钢铁内部结构法如制成不锈钢4、金属的回收和利用：（1）金属被填埋的危害：a、金属一般不会自行分解，会影响土质；b、有毒的金属被腐蚀后会溶于水形成金属离子，随雨水流入河中或渗入土层，而对土壤、水源造成环境的污染。（2）金属回收利用的意义：a、节约资源和能源：回收一个废弃的铝质易拉罐要比制造出一个新的易拉罐节省20%的资金，同时还可节约90%97%的能源。回收1吨废钢铁可炼得好钢0.9吨，与用铁矿石冶炼相比，可节约47%的成本。b、减少污染：像铅、镉等有毒金属如果得到有效回收，就可以减少对土壤和水体的污染。【典型例题】例1. 铝镁合金是新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列性质与这些用途无关的是（ ）A. 不易生锈 B. 导电性好 C. 密度小 D. 强度高解析：这题主要考查合金的特性和用途，铝镁合金用于制作窗框、卷帘门、防护栏，是利用了铝镁合金不易生锈、密度小、强度高等特性，而与导电性无关，所以选择B。答案：B例2. 同学们都有这样的学习和生活经验：夏天，将食品放在冰箱里不容易腐烂；木炭在氧气中燃烧比在空气中燃烧得更旺；颗粒状石灰石比块状石灰石与盐酸反应产生气泡的速度更快。说明反应物的浓度（溶质质量分数）、温度和固体反应物的表面积对化学反应的快慢有影响。小明利用稀硫酸与某金属的反应来探究影响化学反应速率的因素，下表是五组50mL稀硫酸与0.1g某金属反应的实验数据（丝状金属的规格相同）：实验序号12345金属状态丝状粉末状丝状丝状丝状稀硫酸质量分数/%55101015溶液温度/反应前20202035丢失数据反应后3435355055金属消失的时间/s500501255030分析上述数据，回答下列问题：（1）比较实验 （填实验序号），表明反应物浓度越大，化学反应越快；（2）比较实验1和2，表明 ，化学反应越快；（3）依据实验规律，推测“丢失数据”的值约是 。解析：这是一道综合探究题。首先要紧扣信息：说明反应物的浓度（溶质质量分数）、温度和固体反应物的表面积对化学反应快慢有影响。则第一问要表明反应物浓度越大，化学反应越快；根据控制变量法的思想，应该控制金属状态、溶液温度/相同，所以选择1和3。第二问，是得出结论，表明反应物的表面积越大，化学反应越快；第三问抓住溶液温度都是上升15，所以丢失数据应该是40。答案：（1）1和3 （2）反应物的表面积越大 （3）40例3. 我省目前已有近百家企业参与奥运建设，产品涉及体育器材、建筑材料、书薄相册、食品等。下列奥运产品使用的材料属于金属材料的是（ ）A. 部分书册使用了再生纸 B. 场馆建设使用了大量的钢筋C. 部分相册使用了塑料粒子 D. 部分印刷油墨使用了无毒、可食用级的大豆油墨解析：这道题重在考查材料的选择。对于A中的纸材料应该属于纤维素。B中的钢筋属于金属材料。C中的相册属于塑料。D中的油墨属于油脂类物质。所以选择B。答案：B 【知识点2】无机非金属材料和有机合成材料：三大无机非金属材料：水泥、陶瓷、玻璃1、水泥：常见的是硅酸盐水泥，是由石灰石与黏土混在一起在炉中燃烧成熟料后加石膏磨细而成。钢筋混凝土：水泥、钢筋、沙、石、水搅拌在一起形成的。具有牢固结实的特点。种类：不怕海水侵蚀的矾土水泥；掺入高炉矿渣的矿渣水泥；膨胀水泥等。2、玻璃：普通玻璃是由石英砂、苏打、石灰石经过配料、熔化、成型、退火等工序制成。种类：激光玻璃、磁性玻璃、抗辐射玻璃、半导体玻璃、防弹玻璃、玻璃纤维等。3、陶瓷：硅酸盐和其他矿物原料制成。具有耐水、耐酸碱和绝缘性等优点。三大合成材料：合成塑料、合成橡胶、合成纤维1、塑料：最早的塑料叫赛璐路（乒乓球的材料）celluloid具有可塑性，即加热到一定温度能熔化，趁热注入模具内形成各种制品。性能：轻而结实，加工容易，性质稳定，良好绝缘，逐渐取代了其他材料。缺点：结构稳定，不易分解，会造成严重的环境污染“白色污染”。2、塑料的种类：常见的有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、有机玻璃和电木塑料等。【典型例题】例1. 高压输电网中的铁架与导线之间必须用绝缘材料连接，由于长期暴露在室外，要求这种材料的性质相当稳定。下列最适合用作这种材料的是A. 铝合金 B. 橡胶C. 干木材 D. 陶瓷解析：这是一道考查无机非金属材料的特性的题。要能做绝缘材料，必须不能导电，所以铝合金排除。同时要求这种材料的性质相当稳定，所以干木材和橡胶排除，因为这两种材料都易老化，易燃。最后确定选择D。答案：D例2. 从6月1日起我国开始实施“限塑令”，所有超市、市场、商场、集贸市场等场所停止免费提供塑料购物袋，倡导消费者重拎布袋、重提菜篮子。下列关于“限塑令”的说法中，正确的是（ ）A. “限塑令”是指禁止使用所有塑料制品 B. “限塑令”可以有效减少“白色污染”C. “限塑令”可为消费者提供更大的方便 D. “限塑令”主要是为了降低商家成本解析：这道题重在考查塑料的特性和使用。A中禁止使用是错误，只有限制使用。B中可以有效减少“白色污染”是正确的。C中“限塑令”可为消费者提供更大的方便是错误的。D中“限塑令”主要是为了降低商家成本也是错误的。答案：B例3. 关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知（称“限塑令”）于2008年6月1日开始实施。市售塑料购物袋有的用聚乙烯（CH2CH2） n制成，有的用聚氯乙烯制成。请回答：（1）聚氯乙烯由 种元素组成；（2）通过点燃的方法可以鉴别聚乙烯和聚氯乙烯，如果塑料购物袋点燃时有强烈的刺激性气味，这种塑料购物袋可能是由 制成；（3）实行塑料购物袋有偿使用的意义是 （可多选,填序号）。A. 节约资源 B. 避免滥用塑料袋 C. 保护生态环境 D. 提高生活水平解析：这道题充分考查了化学式的含义、塑料的知识。第一问从聚氯乙烯化学式可以得出它由三种元素组成。第二问考查燃烧后有强烈的刺激性气味的塑料肯定是由聚氯乙烯制成的。第三问实行塑料购物袋有偿使用的意义是节约资源、保护生态环境和避免滥用塑料袋，选择A B C。答案：（1）三 （2）聚氯乙烯或（CH2CHCl）n （3）A B C 【知识点3】新型材料：1、材料的发展历程：石器陶器青铜器钢铁的使用合成材料的使用新型材料的使用新型材料：指新出现或正在发展中的、具有优异特性和功能并能满足技术进步所需的材料。包括：光电子信息材料、先进复合材料、超级陶瓷材料、新型金属材料、新型高分子材料、超导材料。光电子材料：实现光子变电子、电子变光子、一种频率的光子变为另一种频率的光子，或自发辐射变为受激辐射的技术，称为光电子技术。先进复合材料：树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳纤维复合材料超级陶瓷材料：纳米陶瓷等新型金属材料：记忆合金、铝合金、金属玻璃等新型高分子材料：导电塑料做成的塑料电池、人工器官、可降解材料、高吸水性高分子材料等超导材料：3、纳米材料：纳米材料是指由粒径在1100纳米之间的粒子组成的材料。将宏观物体细分成纳米粒子后，它将显著的不同：纳米材料在机械强度、磁、光、声、热等方面都与普通材料有很大的不同。一般陶瓷脆性较大，撞击易破碎，而纳米陶瓷有很好的韧性，撞击也不易破裂。新型纳米油墨的色调更浓，书写的字迹色泽更好。将纳米铅粉末加入到固体燃料中，会使火箭推进器的前进速度增加好几倍。【典型例题】例1. 下列材料分类错误的是A. 氮化硼陶瓷有机高分子 B. 储氢材料镧镍合金金属材料C. 机动车轮胎复合材料 D. 普通玻璃无机非金属材料解析：这是一道综合考查新型材料的题。A中的氮化硼陶瓷为无机非金属材料。B中的储氢材料镧镍合金是一种金属材料。C中的机动车轮胎应该是合成橡胶材料和合成纤维材料组成的复合材料。D中的普通玻璃应该是无机非金属材料。所以只有A是错误的。答案：A 例2. 材料是时代进步的重要标志，有机合成材料的出现更是材料发展史上的一次重大突破。下面有关材料说法正确的是A. 合金、合成纤维都是有机合成材料B. 水泥、玻璃钢、汽车轮胎都是常见的复合材料C. 合成材料的大量使用给人类带来了严重污染，所以要禁止生产和使用D. 开发使用可降解塑料能有效解决“白色污染”问题解析：本题考查的是有关材料的描述题。A中合金、合成纤维都是有机合成材料是错误的，因为合金是金属材料，不是有机合成材料。B中水泥、玻璃钢、汽车轮胎都是常见的复合材料是错误的，因为水泥是无机非金属材料。C中合成材料的大量使用给人类带来了严重污染，所以要禁止生产和使用是错误的，我们不能因为它有污染就不使用，而应该是如何做到合理使用。所以只有D答案是正确的。答案：D 例3. 阅读材料，回答问题。材料一：2009年1月，某市酒吧发生一起特大火灾。该事故的起因是几个年轻人在酒吧内燃放烟花，引燃聚氨酯泡沫塑料天花板，聚氨酯泡沫塑料燃烧产生大量有毒烟气，造成人员中毒伤亡。材料二：氢氧化镁是一种新型的阻燃剂。当温度达到380时，氢氧化镁开始分解出水蒸气，同时生成耐高温的氧化镁固体。利用氢氧化镁这一性质，将它添加在塑料等易燃性材料中能起阻燃作用。（1）聚氨酯泡沫塑料属于 材料（填“有机”或“无机”）。请回答聚氨酯泡沫塑料的一点化学性质 。（2）燃着的烟花在引发这场火灾中所起的作用是 。（填标号）A. 提供氧气 B. 使可燃物的温度达到着火点 C. 提供可燃物（3）根据灭火原理初步分析氢氧化镁能作阻燃剂的原因 。（答一点）氢氧化镁受热分解的化学方程式为 。解析：本题考查的是聚合材料的特性和阻燃材料的相关知识，看似很难，事实上只要抓住材料中所给的信息，问题是可以迎刃而解的。第一问聚氨酯泡沫塑料属于有机物，且有机物一般都具有可燃性。第二问燃着的烟花在引发这场火灾中所起的作用是提供可燃物。第三问分析氢氧化镁能作阻燃剂的原因肯定是：氢氧化镁受热分解生成的氧化镁覆盖在燃烧物表面，使燃烧物与氧气隔绝。氢氧化镁受热分解的化学方程式为：Mg（OH）2MgO+H2O 。答案：（1）有机 可燃性 （2）C （3）氢氧化镁受热分解生成的氧化镁覆盖在燃烧物表面，使燃烧物与氧气隔绝。（合理答案均可） Mg（OH）2 MgO+H2O 【知识点4】材料制造与环境保护：1、“绿色化学”：又称环境友好化学，它的主要特点如下：（1）充分利用资源和能源，采用无毒、无害的材料；（2）在无毒、无害的条件下反应，以减少废弃物向环境中的排放；（3）提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”；（4）生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好产品。2、工业“三废”及处理：（1）工业“三废”是指废水、废渣、废气。（2）处理方法“废气”的处理一般安装回收设备，将尘粒和一氧化碳、二氧化硫等物质除去，一氧化碳可以回收再利用，二氧化碳、二氧化硫可利用与碱溶液反应除去。“废渣”的处理一般是制水泥或其他建筑材料，变废为宝，如含磷的废渣可转化成磷肥等。“废水”的处理是建立污水处理厂，将废水中的有害金属转化为沉淀，制成需要的金属材料等，废水符合排放要求后再排放到河流中或循环利用。3、探究：怎样以铜为主要原料制备硫酸铜（1）设计实验方案：课本介绍了一种方案，其它方案还有以下三种：方案一：Cu2H2SO4（浓）CuSO4SO22H2O方案二：2CuO22CuOCuOH2SO4CuSO4H2O方案三：Cu2AgNO32AgCu（NO3）2Cu（NO3）22NaOHCu（OH）22NaNO3Cu（OH）2H2SO4CuSO42H2O（2）针对原料的利用率、产生的污染、制备成本等方面进行讨论方案一：利用率低、会产生污染方案二：可以利用方案三：成本高、步骤繁琐。化工生产原则：除了处理“三废”，还要努力提高原料的利用率，增加产品的产量，从根本上降低生产对环境造成的污染。【典型例题】例1. 把铁粉和氧化铜的混合物加入到一定量的盐酸中，充分反应后过滤。在滤液中加入少量铁粉，无现象。下列判断正确的是（ ）A. 滤渣中一定不含铜 B. 滤渣可能是铜和铁的混合物C. 滤液中含有FeCl2和HCl D. 滤液中含有FeCl2和CuCl2解析：这是一道综合考查物质反应量的题，因为在滤液中加入少量铁粉，无现象。则可以判断滤液中一定没有氯化铜，一定有氯化亚铁，可能有HCl，而滤渣中一定含有铜，可能含有铁，所以选择B。答案：B 例2. 某气体可能含有水蒸气、CO、H2中的一种或几种。为了确定其成分，最佳的实验方案是将气体依次通过装置（ ）A. 甲、乙、丙 B. 丙、乙、甲 C. 丙、甲、乙、丙 D. 丙、甲、丙、乙解析：本题是考查实验控制和“绿色化学”方面的知识，在这三种可能含有的气体中，一氧化碳有毒，所以不能逸到空气中去，整个验证过程应该是先验证水、氢气和一氧化碳。所以先通入丙中验证水，再通过甲，如果有氢气则有水生成，有一氧化碳则有二氧化碳生成，为了验证两种生成物，先通过丙验证是否有水生成，再通过乙验证是否有二氧化碳，最后确定总体顺序是：丙、甲、丙、乙。答案：D 例3. 我国科学家闵恩泽院士获得了2007年度“国家最高科学技术奖”，以表彰他在“绿色化学”等多个方面的开拓性贡献。试回答：（1）“绿色化学”的核心理念是从源头上减少对环境的污染。下列措施：少用或不用有害物质；少排放或不排放有害物质；不使用任何化学物质。其中符合“绿色化学”理念的是 （选填编号）。（2）闵恩泽院士在“利用油料作物发展生物柴油”方面开展了积极的研究，这一产业的发展可以减少人类对 燃料的依赖，从而更好地保护环境。解析：本题考查的是“绿色化学”的有关知识。对照我们所讲的“绿色化学”的理念，应该是少用或不用有害物质；少排放或不排放有害物质；符合题意。第二问主要考查生物燃料的发展前景，随着人类对矿物燃料的过度开采，用生物燃料代替矿物燃料是一种趋势。答案：（1） （2）矿物（或“石油、煤、天然气”等）四、应考锦囊本节课对材料的使用和发展作了深入的探讨和分析，对于各种各样的材料是中考中的热点，特别是对新型材料的考查容易出现新题。这些新题看似很难，但同学们始终要以题中所给的信息为解题的第一出发点，然后与课堂上所学的知识相结合，就能够找到解题的突破口，在例题中我们分析了不少这样的例子。09年各地中考题都有这样的新题出现，那么2010年的中考题也一定会有一些新型材料的新题出现，对于这样的题同学们务必紧扣题目信息，整体考虑，一定会得到满意的答案。五、本讲小结1、认识理解常见金属材料和合金材料。2、明确金属锈蚀的原理和防锈除锈措施。3、认识理解常见的新型材料。4、理解“绿色化学”的含义与规律。六、超前思维（期中复习）下次上课前请同学们做好以下准备：期中自我复习题纲：1、区分化学变化和物理变化？2、总结归纳常见酸的通性？3、总结归纳常见酸的个性？4、总结归纳常见碱的通性？5、理解常见碱的个性？6、理解几种重要盐的性质？7、理解复分解反应进行的条件？8、理解金属活动性顺序表，总结常见金属的特性？9、理解常见有机物的性质？10、总结归纳物质的分类规律和方法？11、认识常见的材料及其对应的特性？12、认识一些新型材料以及材料的发展？【模拟试题】（答题时间：40分钟）一、选择题1. 化学反应往往需要在一定条件下进行。通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行。下列各图所反映的措施中，能加快化学反应速率的是（ ）2. 氮化硅是一种新型陶瓷材料的主要成分，能承受高温，可用于制造业、航天工业等领域。请推测氮化硅的化学式，其中Si元素的化合价为4价（ ）A. Si3N4 B. Si4N3 C. Si3N7 D. Si7N33. 下列各组盐能用金属与稀硫酸反应制得的是 （ ） A. Al2（SO4）3 B. CuSO4 C. Fe2（SO4）3 D. Ag2SO44. 现有FeO、Fe2O3、Fe3O4、FeS2四种含铁化合物，其含铁元素的质量分数由大到小的排列顺序是（ ）A. B. C. D. 5. 从对人体是否有危害的角度出发，你认为炒菜的锅最好用（ ）A. 铜锅 B. 铝锅 C. 不锈钢锅 D. 铁锅6. 有人说“不怕做不到，只怕想不到”，随着科技的发展，下列想法还是不可能实现的是（ ）A. 用塑料制成防弹钢盔 B. 摔不破的陶瓷碗C. 用陶瓷做削铁如泥的刀具 D. 黄土变黄金*7. 为了增强市民的环保意识，实行垃圾回收。以下哪些废弃物质可以回收利用 （ ）废纸 口香糖 废旧的铜导线 废旧的家具 易拉罐A. B. C. D. 8. 下列常见的材料中属于金属材料的是（ ）A. 陶瓷 B. 水泥 C. 塑料 D. 青铜9. 收藏家收藏的清末铝制品，至今保存十分完好，该艺术品不易锈损的主要原因是（ ）A. 铝不易发生化学反应 B. 铝的氧化物易发生还原反应C. 铝不易氧化 D. 铝易氧化，但铝表面的氧化铝具有保护内部铝的作用*10. 钛和钛的合金被认为是21世纪的重要材料，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，钛合金与人体有很好的“相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是（ ）A. 用来做保险丝 B. 用于制造航天飞机 C. 用来制造人造骨 D. 用于制造船舶*11. “绿色化学工艺”是预防污染的基本手段，其理想状态是反应物里的原子全部转化到欲制取的产物中，对环境实现零排放。下列反应类型中，一定属于“绿色化学工艺”的是（ ）A. 分解反应 B. 化合反应 C. 置换反应 D. 复分解反应12. 世界卫生组织已把铝确定为食品污染源之一，加以控制使用。铝在下列应用中应加以控制的是（ ）制铝合金 制炊具 用明矾KAl（SO4）2净水 包装糖果和小食品 制电线A. B. C. D. 13. 用生铁制造的地下管道，以下在不同的环境中被腐蚀最慢的是（ ）A. 干燥的土壤 B. 潮湿的土壤 C. 酸性土壤 D. 潮湿的酸性土壤*14. 所谓合金，就是不同金属（或非金属）在熔化状态下形成的一种具有金属特性的熔合物。根据下列四种金属的熔沸点，其中不能形成合金的是（ ）金属CuAlFeNa熔点（）1083660153597.5沸点（）259522003000883A. Fe和Na B. Al和Na C. Fe和Cu D. Al和Cu*15. 从金属材料的发展历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是近百年的事，这个先后顺序跟什么有关（ ）金属活动性顺序 地壳中金属元素的含量 金属的延展性 金属的导电性 金属的冶炼难易程度A. B. C. D. 二、填空简答题1. 常见的无机非金属材料有： 、 和 等。2. 常见的有机合成材料有： 、 和 等。3. “千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲。粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间”这是诗人于谦的一首咏石灰石的诗，其中包含了若干化学变化，请你写出三个化学方程式：（1） ；（2） ；（3） 。4. 在常见金属中，地壳中含量最多的金属元素是 ，导电性仅次于银的金属是 。用作灯丝材料的金属是 ，常温下为液态的金属是 ，用作真空包装食品的金属箔片是 。5. 铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币，已知铜的熔点是1083.4，铁的熔点是1534.8。试从物理性质和化学性质的角度分析，为什么用铜而不用铁来铸造货币？ ， 。6. 液晶是一类新型材料，广泛用于电子、仪表产品等。MBBA是一种研究较多的液晶材料，其化学式为C18H21NO。（1）MBBA的相对分子质量为 。（2）MBBA中含有 种元素；1个MBBA分子中含有 个原子。7. 钢铁厂高炉炼铁的主要原料是赤铁矿（Fe2O3）、焦炭、石灰石、空气等，主要反应过程如下图所示：写出两步反应的化学方程式。第步反应 第步反应 三、实验探究题*1. 日常生活中同学们经常见到铁制品生锈的现象，铁生锈是铁制品损坏的主要原因，全世界每年因生锈损坏的钢铁，约占世界年产量的四分之一。某化学活动小组的同学们想探讨铁生锈的原因，做了如下实验：（1）在第试管中插入一根干净的铁钉，注入蒸馏水，注意不要浸没铁钉。（2）在第试管中插入一根干净铁钉，注入刚煮沸过的蒸馏水，煮沸过的蒸馏水（赶走水中的空气）至浸没铁钉。然后在水面上注入一层植物油。（3）将第试管用酒精灯烘干，放入一根洁净铁钉，用橡皮塞塞紧试管口。 每天观察、记录实验现象：试管I中的铁钉首先生锈了，试管、中的铁钉没有多大变化。请你分析铁钉生锈的条件是 。（4）这个实验运用了 法。I和相比较的主要变量是 ，I和相比较的主要变量是 。（5）结合生活经验，想一想为了防止铁制品生锈，可以采取哪些办法？（试举至少