金屬活動性順序表簡單應用策略研究
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摘 要:金屬活動性順序表是初中階段已經學習過一個的知識點,記憶難度較小,而高中階段化學學習有較大的難度和廣度。對于高一學生而言,若能引導學生充分利用金屬活動性順序表將高中知識逐漸的填充進去,就可以幫助學生順利的實現初高中知識及思維的銜接,同時也能幫助和引導學生對已學知識的鞏固的重視,促使學生養成溫故知新的良好習慣。
關鍵詞:金屬活動性順序表 化學式 水溶性 置換反應
一、在書寫化學式方面的應用
近幾年,隨著邊疆地區高中教育的普及,學生參差不齊,教學工作必須兼顧基礎薄弱的學生。對高一學生而言,正確書寫化學式成為學生學習化學的難點之一。培養學生正確書寫化學式的能力也就成為了教師課堂教學的重要內容。教師可以利用學生在初中學過并能寫好金屬活動性順序表,引導學生理解化學式的書寫。[1]
1.金屬單質化學式的書寫
金屬單質是單原子單質,學生只要能夠正確書寫金屬活動性順序表,就可以將其對應的14種金屬單質的化學式正確表達出來,加上學生熟記的1-20號元素中的Li和Be,便有了正確書寫并熟記16種金屬單質的化學式的能力。[2]
2.含金屬元素化合物化學式的書寫
要正確書寫其化合物,首先要做的就是讓學生掌握和運用化合價,其次是要讓學生明確分清化合價和離子符號表達,即正、負號和數字的順序及標明位置。教師可將知識表格化,把含
金屬活動性順序表對應元素的化合價,陽離子和即常用化合物及其化合價列出來,如表一。
二、在物質水溶性方面的應用
離子反應是高中化學教學的重、難點。若學生不能很好的理解電解質的概念,在學習離子反應方程式的書寫時,就無法應用“能溶于水的強電解質才可拆寫”的方法來處理問題。所以,教師要引導學生利用金屬活動性表,對常見堿的水溶性和沉淀堿的顏色作有規律的記憶,歸納如表二。[3]
三、在判斷金屬活動性強弱方面的應用
1.判斷金屬與非氧化性酸的置換反應規律
在初中的學習中,以是鎂、鋁、鋅、鐵為例,學生學習了排在H前的金屬可以與酸發生置換反應得到H2,可就“為什么可以發生置換”的問題并沒有做討論。直到高中化學人教版必修一第二章學習了離子反應和氧化還原反應,學生才能用反應的本質和強制弱的原理加以理解和解釋。為了使學生更好用金屬活動性順序表理解金屬單質所具有的還原性及對應離子氧化性強弱的關系,教師在教學中依然可以用下表的形式將內容總結出來如表三。[4]
根據以上規律可知,在金屬活動性順序表中,越排在前面的金屬,其原子在水溶液中越易失去電子,還原性越強,其離子越難得到電子,氧化性越弱。故從理論的角度解釋了排在H前的金屬與H+的置換原因。
2.判斷金屬與水的反應規律
?。?)最活潑的金屬K、Ca、Na可直接與冷水反應置換出水中的氫放出H2
△
如:2Na + 2H2O ===== 2NaOH + H2↑
?。?)活動性比較差的金屬Mg能跟熱水反應,生成H2
如:Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2↑
(3)活動性比較差的金屬Al、Zn、Sn能跟水在堿性條件下發生反應,生成H2
如:2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑
?。?)活動性更差的金屬如Fe能跟水蒸氣在高溫下反應生成H2
3Fe + 4H2O (g) ==== Fe3O4+4H2
5.氫后面的金屬不能置換出水中的氫
3.判斷與氧化性酸的反應規律
除Pt、Au以外的金屬都能跟硝酸發生反應生成含不同價態氮元素的物質,通常情況下,若沒有特殊表明或解釋時,金屬與濃硝酸反應會放出NO2,與稀硝酸反應會放出NO;除Ag、Pt、Au以外的金屬跟濃硫酸反應放出SO2;Fe和Al遇冷的濃硝酸或濃硫酸發生“鈍化”;Pt、Au不與濃硝酸或濃硫酸反應,但跟王水反應。
4.判斷金屬與鹽在溶液中的置換反應規律
位于金屬活動性順序表前面的金屬(除K、Ca、Na)能把后面的金屬離子從它們的鹽溶液中置換出來。例如:Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
注:①置換時如有鐵參與,得到亞鐵離子,例Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
?、诤芑顫姷慕饘伲ㄈ鏚、Ca、Na)與鹽溶液反應時,金屬先與溶劑水反應生成堿,堿再與溶質反應,例:鈉投入硫酸銅溶液中發生的化學反應為:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4
③若鹽溶液中含有許多溶質,而某金屬又能同時置換此鹽溶液中的多種金屬時,按金屬的
活動性由弱到強依次置換。例:當把鐵投入到含有溶質AgNO3和 Cu(NO3)2的溶液中時,由于銀的金屬活動性比銅弱,因此鐵先置換銀,把銀置換完后再置換銅。
5.判斷金屬與氧氣的反應規律
通常是越活潑的金屬越易與氧氣發生反應,例如,K、Ca、Na在室溫下就極易與氧氣反應,所以都保存在煤油里以達到隔絕空氣的目的;Mg和A1在空氣中也能與氧氣反應,且對應的氧化物都很致密,在空氣中能穩定存在;Cu在空氣加熱后可生成CuO;而Pt和Au不會與氧反應生成對應的氧化物。
6.其他方面的應用
金屬活動性順序表還可以用來判斷原電池的正負極,判斷電解池中金屬陽離子的放電順序,推斷金屬在自然界中的存在和確定金屬的冶煉方法等。
結語
本文主要討論的是金屬活動性順序表在高一上學期化學學習中的簡單應用,以實現初、高中化學知識和思維的銜接,表明應用好金屬活動性順序表對學生整合散亂的化學知識,形成知識系統具有重要的意義。
參考文獻
[1]陶亞奇等.正確理解與探究金屬的活動性順序.化學教育,2003,6:36,42
[2]人民教育出版社.課程教材研究所.化學課程研究中心編著.化學(必修1).人民教育出版社,2004初審通過
[3]人民教育出版社化學室編著.九年制義務教育三年制初級中學教科書化學(全一冊).北京:人民教育出版社,1995
[4]高等教育出版社.北京師范大學.華中師范大學.南京師范大學.無機教研室編.無機化學下冊第四版。
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