金属活动性和金属性教学探析

1、金属活动性和金属性教学探析金属活动性和金属性是中学阶段化学教学的一个重要内 容，两者有显著的区别，教师虽然知道两者的区别，但经常 口误导致学生对这两个概念混为一谈，影响教学的严密性和 科学性。中学化学金属活动性课堂教学在教学实践中，经常 出于教学的方便和忽视学生信息收集能力而将教学内容绝 对化而产生科学性和严密性问题，如在金属的性质教学上， 常遇到这样的问题。在金属性质的教学上，从初中到高中对 于金属的性质的理解也由浅入深。初中阶段主要要求掌握金 属活动性顺序表，到高中学习了元素周期表、元素周期律知 识后要求学生知道金属性等相关知识，由于初高中对这两个 知识点要求比较低，课本和考试对这两个教学

2、内容没有深入 挖掘，以至于不少学生对这两个概念混为一谈，甚至在教学 中，不少老师也发生口误，影响教学的严密性和科学性。人 教版初三化学关于金属活动性顺序是这样叙述的一一经 过长期的实践，人们总结出常见金属的化学活动性顺序如 下：在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，在水溶液中 就越容易失去电子变成离子，它的活动性就越强。到了高中， 开始讨论金属性了，人教版高中化学（必修加选修）（第 一册）对于判断金属性的依据是这样叙述的：元素金属性的 强弱，可以从它的单质跟水（或酸）反应置换出氢气的难易 程度，以及它的最高价氧化物的水化物氢氧化物的碱性 强弱来判断。初高中教材没有很好的衔接，没有强调两者之 间

3、的区别，我们在中学阶段对于金属活动性和金属性这两个 在概念教学上因口误常混为一谈，基本上认为金属性强的元 素其在金属活动性顺序表中的位置也越靠前，或者由金属在 元素周期表中的位置来推断金属活动性。其实这是两个不同 的概念，在大学化学中对此有明确的说明：元素的金属性是 元素的性质之一，元素的金属性指的是元素气态原子失去电 子变成气态阳离子趋势的大小。判断元素金属性强弱的定量 标度应该是电离能，影响电离能的主要因素是原子半径、有 效核电荷和电子所处的状态。元素的电离能越小，表示气态 原子越易失去电子，元素的金属性越强。如果将各元素的第 一电离能按由小到大的顺序排列顺序如下：k na al ca c

4、r sn pb mn ni mg ag cu fe pt au hg h与上面的金属活动性顺 序表相比较可以看出明显的不同。金属活动性是金属单质的 属性，金属活动性是指金属单质在水溶液中形成水合阳离子 的趋势大小，金属单质在水中越易形成水合阳离子，其金属 活动性越强，反之越弱。金属单质在水溶液中失去电子的难 易程度可以用标准电极电势e。加以判断。e。值越小，表示 该金属在水溶液中越易失去电子变成水合阳离子，其金属活 动性越强；e。值越大的，其金属活动性越弱。初三课本上 的金属活动性顺序表正是按各金属单质与其在水溶液中形 成的简单低价态离子所构成的电对的标准电极电势由小到 大的顺序排列的。单质的

5、金属活动性与元素的金属性有所区 别，因为金属单质不是原子的简单聚集，原子间存在金属键。 要使金属原子成为水合阳离子，首先要破坏金属晶格，金属 键的强度是影响金属单质性质的重要因素。从金属活动性顺 序的正确判断依据，发现初三化学教学中一些涉及到金属活 动性顺序判断的问题存在不可取之处，如引导学生从金属与 酸反应速度的快慢或剧烈程度上去推断金属的活动性，很多 练习题更是让学生通过金属与酸反应的时间图中根据反应 曲线斜率的大小来推断金属活动性顺序。其实e°值仅从热 力学的角度表明反应进行的趋势和程度，而反应速度是从动 力学角度表明反应速度的快慢，两者之间并没有必然联系。所以用反应速度作为衡

6、量金属活动性强弱的依据从严格意 义上说是不科学的。那么我们在教学中可以用什么样的实验 来比较金属的活动性呢？中学的实验条件是不可能让我们 测定电对的标准电极电势的。大多数国内教材采用适当的置 换反应来比较金属的活动性，这是科学的。还有其他方法 吗？国外某初中科学教材物质的性质中采用测定金属和 酸反应前后温度的变化来推断金属活动性，它的具体做法 是：取四只试管，在每个试管中加入5mlhcl溶液；在第一 个试管里加入2勺铁屑，立即将温度计放进试管，量一下温 度，几分钟以后，重新测量温度；以同样的方法测定mg、zn、 cu三种金属与盐酸反应前后的温度；比较这四种金属反应前 后温度的变化推断它们的金属活动性。我们从理论上来推导 一下它这样的做法可不可取。根据恒温、恒压下，标准电极 电势和热力学函数的关系：而通常情况下，数值上差别较大, 做粗略计算时可将此项忽略，因此上式可变成：式中n为得 失电子数，f为法拉第常数。所以，在n相等的情况下，ah° 越大，e。越小，即反应放热越多，金属活动性越强，在金 属活动性顺序表中的位置就越靠前。而反应放热越多，在水 的体积相等的情况下，温度的变化就越大，所以上述探究活 动中用反应前后溶液温度的变化作为金属活动性的判断依 据是可取的。因此