金屬性比較與高中化學(xué)多知識(shí)模塊銜接的論文

　　摘要：元素的金屬性比較與高中化學(xué)多章節(jié)、多知識(shí)模塊存在著有機(jī)銜接，也就是說(shuō)比較元素的金屬性可以從多角度、多方面，利用多個(gè)規(guī)律進(jìn)行。本文將高中化學(xué)適用于比較元素金屬性的方法進(jìn)行歸納。

　　關(guān)鍵詞：高中化學(xué)教學(xué)；金屬性的比較；多知識(shí)模塊；銜接

　　在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中，直接或間接涉及比較元素金屬性的內(nèi)容在平時(shí)習(xí)題中或高考試卷中經(jīng)常以不同形式呈現(xiàn)。如何準(zhǔn)確地比較元素的金屬性，如何有效利用元素金屬性強(qiáng)弱的比較進(jìn)行解題，往往是此類(lèi)習(xí)題結(jié)題的關(guān)鍵。通過(guò)高中化學(xué)的學(xué)習(xí)，我們發(fā)現(xiàn)元素的金屬性比較與高中化學(xué)多章節(jié)、多知識(shí)模塊存在著這樣或那樣的有機(jī)銜接，也就是說(shuō)比較元素的金屬性可以從多角度、多方面，利用多個(gè)規(guī)律進(jìn)行。本文將高中化學(xué)適用于比較元素金屬性的方法進(jìn)行歸納，做到金屬性的比較與高中化學(xué)多知識(shí)模塊進(jìn)行有機(jī)銜接。

　　一、金屬性的比較與金屬活動(dòng)順序表、元素周期表、元素周期率內(nèi)容的銜接

　　靈活運(yùn)用金屬活動(dòng)順序表口訣（鉀鈣鈉鎂鋁鋅鐵錫鉛氫銅汞銀鉑金）來(lái)比較元素的金屬性是最基本的比較方法，按活動(dòng)順序表的順序金屬的金屬性由強(qiáng)到弱。但要注意，金屬活動(dòng)順序表中金屬的活潑性順序是指金屬與酸（或水）反應(yīng)的能力，不是絕對(duì)的，不是適用于金屬與任何溶液的反應(yīng)（如堿），比如在NaOH等堿溶液中，Al要比Mg等金屬活潑。由結(jié)構(gòu)化學(xué)中的元素周期表和元素周期律知識(shí)我們明確了原子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的周期性變化，從而確定了元素性質(zhì)的周期性變化，結(jié)合此變化規(guī)律就不難進(jìn)行金屬性的比較了。如：（1）同一周期從左到右，元素原子的半徑逐漸減小，元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)；其對(duì)應(yīng)的陽(yáng)離子的氧化性逐漸增強(qiáng)，陰離子的還原性逐漸減弱。(金屬性：Na>Mg>Al。（2）同一主族從上到下，元素原子的半徑逐漸增大，原子的金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱；其對(duì)應(yīng)的離子的氧化性逐漸減弱，還原性逐漸增強(qiáng)（金屬性：Li<Na<K<Rb）。

　　二、金屬性的比較與陽(yáng)離子氧化性的銜接

　　金屬性與陽(yáng)離子氧化性的關(guān)系直接體現(xiàn)了粒子得失電子能力的互逆性。也就是說(shuō)得電子能力強(qiáng)的陽(yáng)離子所對(duì)應(yīng)金屬原子的金屬性（失電子能力）肯定弱；反之，陽(yáng)離子的氧化性（得電子）越弱，金屬單質(zhì)的金屬性（失電子能力）越強(qiáng)。如：氧化性：Cu2+>Zn2+，還原性：Zn>Cu。此種方法經(jīng)常應(yīng)用于判斷置換反應(yīng)是否能發(fā)生的問(wèn)題。

　　三、金屬性的比較與客觀實(shí)驗(yàn)事實(shí)的銜接

　　化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為主的學(xué)科，很多規(guī)律及結(jié)論往往可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)事實(shí)來(lái)得出結(jié)論，并形成規(guī)律，如比較元素金屬性的強(qiáng)弱就可以通過(guò)一些客觀實(shí)驗(yàn)事實(shí)為依據(jù)。

　　1.通過(guò)金屬與水反應(yīng)的條件或劇烈程度判斷

　　從反應(yīng)條件看，能與冷水反應(yīng)的金屬的活動(dòng)性（如鈉、鉀）強(qiáng)于不能與冷水反應(yīng)但能與熱水反應(yīng)的金屬的活動(dòng)性（如鎂）又強(qiáng)于不能與熱水反應(yīng)但能與水蒸氣反應(yīng)的金屬的活動(dòng)性（如鐵）還強(qiáng)于與水蒸氣也不反應(yīng)的金屬的活動(dòng)性（如銅、汞等）。從反應(yīng)劇烈程度看，金屬與水反應(yīng)越劇烈，元素的金屬性越強(qiáng)。如實(shí)驗(yàn)中，鈉與冷水能較快較劇烈的反應(yīng)（浮、熔、游、響），小塊鉀與冷水能快速反應(yīng)，發(fā)生輕微爆炸，金屬銣與水發(fā)生劇烈爆炸爆炸，炸碎發(fā)生裝置玻璃水槽（安全起見(jiàn)，以視頻為證），即金屬性：Rb>K>Na。

　　2.根據(jù)金屬與酸反應(yīng)的條件或劇烈程度判斷

　　從反應(yīng)條件來(lái)看，能與非氧化性酸(鹽酸、稀硫酸等)反應(yīng)的金屬的活動(dòng)性強(qiáng)于不能與非氧化性酸(H+)反應(yīng)但能與氧化性酸反應(yīng)的金屬；僅能與氧化性酸(濃H2SO4、HNO3)反應(yīng)的金屬的活動(dòng)性強(qiáng)于不能與氧化性酸反應(yīng)但你能與腐蝕性酸（王水）反應(yīng)的金屬的活動(dòng)性。如：排在金屬活動(dòng)順序表H前面的Zn、Fe、Al等能與非氧化性酸（鹽酸、稀硫酸）等反應(yīng)；但排在金屬活動(dòng)順序表H后面的Cu、Ag等不能與非氧化性酸鹽酸、稀硫酸等發(fā)生反應(yīng)，只能在一定條件下與氧化性酸（濃H2SO4、HNO3）發(fā)生反應(yīng)；對(duì)于更不活潑的金屬Au、Pt等既不能與非氧化性酸反應(yīng)也不能與氧化性酸發(fā)生反應(yīng)，只能與王水這樣腐蝕性酸發(fā)生反應(yīng)。比如，在高中講解硝酸性質(zhì)時(shí)，我們常常使用匈牙利諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主喬治德海韋西智藏金牌這個(gè)典故作為引課——為躲避納粹士兵的搜查，喬治德海韋西在波爾實(shí)驗(yàn)室用王水（體積HNO3:HCl=1:3）幫助德國(guó)化學(xué)家詹姆斯弗蘭克、馬克思勞厄?qū)⑺麄兊闹Z貝爾金牌成功藏匿起來(lái)，由于金屬金十分不活潑，很難用其他酸或者試劑將金溶解。喬治德海韋西為兩位德國(guó)化學(xué)家反對(duì)納粹的態(tài)度助威，最終金牌安靜的躲在了王水中，安全的躲過(guò)了搜查。此典故直接說(shuō)明了金是一種很不活潑的金屬，與真金不怕火煉這句諺語(yǔ)完全吻合。另外，我們還可以從反應(yīng)劇烈程度來(lái)看，金屬與酸反應(yīng)越劇烈，則金屬的金屬性越強(qiáng)。

　　3.通過(guò)置換反應(yīng)現(xiàn)象判斷

　　通過(guò)一些置換反應(yīng)的現(xiàn)象我們可以判斷出涉及元素金屬性的強(qiáng)弱，相當(dāng)于從氧化還原的規(guī)律說(shuō)明（還原性：還原劑>還原產(chǎn)物）。如將鐵釘插入到藍(lán)色硫酸銅溶液中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)溶液顏色變淺（藍(lán)色逐漸變綠），鐵釘表面有紅色金屬銅析出，也就證明了鐵能將銅從其鹽溶液中置換出來(lái)，從而得出鐵的金屬性強(qiáng)于銅的結(jié)論。但我們?nèi)绻麑�銀針插入到藍(lán)色硫酸銅溶液中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)溶液顏色始終是藍(lán)色，銀針表面沒(méi)有任何變化，證明了銀不能將銅從其鹽溶液中置換出來(lái)，從而得出銀的金屬性弱于銅的結(jié)論。綜上，以實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，得出金屬性：Fe>Cu>Ag。

　　四、金屬性的比較與金屬對(duì)應(yīng)的最高價(jià)氧化

　　物對(duì)應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱的有機(jī)銜接在元素周期律中，金屬的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)，則金屬性越強(qiáng)。通過(guò)客觀事實(shí)和知識(shí)的積累，我們掌握了常見(jiàn)一些堿的堿性情況，LiOH<NaOH<KOH<RbOH，則有金屬性：Li<NaAl(OH)3，則有金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篘a>Mg>Al。

　　五、金屬性的比較與原電池的電極反應(yīng)原理的有機(jī)銜接

　　依據(jù)原電池原理，當(dāng)兩種金屬和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池時(shí)，負(fù)極金屬失電子是電子流出的電極，正極金屬是電子流人的極。相對(duì)于該電解質(zhì)溶液，活潑性強(qiáng)的金屬做負(fù)極，活潑性差的金屬做正極，也就是說(shuō)，通過(guò)原電池的構(gòu)造可判斷金屬性：負(fù)極>正極。如我們研究基本原電池(Fe-Cu-HCl溶液原電池）時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)，Cu電極表面不斷產(chǎn)生氣泡，F(xiàn)e電極不斷溶解，根據(jù)電子的轉(zhuǎn)移原理，F(xiàn)e電極作為該原電池引發(fā)的一級(jí)（負(fù)極），由此，判斷出金屬性：Fe>Cu。再比如，理論聯(lián)系實(shí)際，課堂上老師可以將原電池原理應(yīng)用到生活實(shí)際中去解決一些問(wèn)題。（1）怎樣能避免常年行駛在海洋中輪船腐蝕的問(wèn)題？由于船體本身是鋼架結(jié)構(gòu)，在海水中可構(gòu)成無(wú)數(shù)個(gè)原電池，如果不避免，船體的腐蝕速度會(huì)很快的，造成極大的損失和危害。此時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生向原電池原理方向思考，去避免船體本身做負(fù)極、讓船體做正極，學(xué)生自然會(huì)想到在船體上接出活潑性強(qiáng)于鐵的材料（Zn等），將船體保護(hù)起來(lái)。（2）怎樣避免水庫(kù)翻板壩閘門(mén)（含鐵）的快速腐蝕？學(xué)生也可同樣利用原電池原理及元素金屬性強(qiáng)弱原理便可解決這一生產(chǎn)生活中實(shí)際存在的問(wèn)題。閘門(mén)上連接活潑性強(qiáng)（強(qiáng)于鐵）的金屬，使含鐵閘門(mén)作為正極被保護(hù)起來(lái)，便可做到耐腐蝕。以上兩個(gè)例子，既是金屬性的比較與原電池的電極反應(yīng)原理的有機(jī)銜接，又將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，幫助學(xué)生更好的理解和掌握知識(shí)點(diǎn)。

　　六、金屬性的比較與電解原理的有機(jī)銜接

　　在電解池中，先得到電子的金屬陽(yáng)離子對(duì)應(yīng)的金屬單質(zhì)的金屬性弱。如，電解過(guò)程中陽(yáng)離子的放電順序?yàn)椋篈g+>Hg2+>Cu2+>Zn2+(氧化性)，而元素金屬性與之相反，既金屬性：Ag<HgZn2+,所以當(dāng)溶液中有大量Cu2+存在時(shí)，是輪不到Zn2+、Fe2+得電子的，只能是Cu2+得電子，最后也就只有銅在陰極析出，得到的是純銅。粗銅的精煉就很好的利用了金屬性強(qiáng)弱的比較這一原理，可以對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行科學(xué)解釋。

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