铁生锈条件的探究是「控制变量法」的标杆实验，防锈措施必须能对应到「隔氧」「隔水」两个根上；高炉炼铁的方程式与现象则是工业流程题的常客。
铁生锈条件的探究（控制变量法）
| 实验装置 | 条件 | 现象与结论 |
|---|---|---|
| 铁钉放入干燥的空气中（试管口塞棉花加干燥剂） | 只有氧气、没有水 | 一周后不生锈 |
| 铁钉完全浸没在煮沸赶走氧气的蒸馏水中（水面封油） | 只有水、没有氧气 | 一周后不生锈 |
| 铁钉一半浸入水中、一半露在空气中 | 既有水又有氧气 | 一周后在水面交界处生锈最明显 |
结论：铁生锈是铁与氧气、水蒸气同时发生化学反应的过程，两者缺一不可。铁锈的主要成分是 Fe₂O₃，疏松多孔，不能像铝的氧化膜那样保护内层金属，所以铁锈不及时除去会越锈越深。
防锈措施与金属资源保护
- 保持干燥：用过的铁锅擦干、菜刀洗净擦干存放
- 表面覆盖保护层：刷漆、涂油、搪瓷、镀锌镀铬（本质都是隔绝氧气和水）
- 改变内部结构：制成不锈钢等合金，增强抗腐蚀能力
- 金属资源保护：防止腐蚀、回收利用废旧金属、合理开采矿物、寻找金属代用品
工业炼铁：一氧化碳还原氧化铁
- 化学方程式：Fe₂O₃ + 3CO →(高温) 2Fe + 3CO₂
- 现象：红棕色粉末逐渐变黑，生成的气体使澄清石灰水变浑浊
- 高炉原料：铁矿石、焦炭（提供热量和还原剂 CO）、石灰石（把矿石中的二氧化硅转变为炉渣）、空气
- 实验注意：先通一氧化碳排尽装置内空气再加热，防止爆炸；实验结束先停止加热、继续通气至冷却；尾气必须点燃或收集，防止 CO 污染空气
辨析：生锈要不要「氧气和水都写上」
只写氧气或只写水都算错——铁在干燥空气中不锈、在煮沸除氧的水里也不锈，这是两组对照实验给出的铁证。选择题把「潮湿的空气」偷换成「空气」，把「氧气和水同时接触」偷换成「与二氧化碳反应」，都是常见陷阱；铁生锈不是铁与二氧化碳的反应，别被绕进去。