金属活动性顺序教学之科学性解析(化学教育).doc

金属活动性顺序教学之科学性解析王立平1 许明远1 卢玉妹1 王玉爱2（1保定学院生化系 河北保定 ；2定州市兴华西路中学　河北定州）摘要：结合九年级化学关于金属活动性顺序教学中存在的一些问题，指出了人教版初中化学教材中金属活动性顺序内容设计上需要商榷之处，对有关问题提出了相应的建议和解释关键词：金属 化学性质 金属活动顺序在无机化学的电化学教学中，学生探究“电极电势的应用”时，结合中学化学的内容进行学习，对初中化学教学中关于“金属活动性顺序”的内容安排的科学性提出了疑问，教学组引导学生对不同版本的中学教材进行了比较，并深入到中学进行了调查研究，搜集了中学化学练习题和近年来河北省中考题中有关此部分的题目，发现有的版本的教材中存在一定的科学性错误，由此影响到一些练习题目甚至中考出题思路，一些中学教师在金属活动性顺序的教学中不敢突破教材而导致科学性错误，所以我们就此问题提出商榷1 解析金属活动性顺序金属活动性顺序是电对电极电势大小的排序(见表1)，金属活动性顺序也可以叫“金属电极电势序”，是一个势力学范畴的概念电极电势的大小表示水溶液中金属离子的氧化性或金属单质的还原性强弱表1 常见金属的标准电极电势元素KCaNaMgAlZnFeSnφθ/V-2.9310-2.8680-2.7100-2.3720-1.6620-0.7618-0.4470-0.1375元素PbHCuHgAgPtAuφθ/V-0.12620.00000.34190.79730.79961.20001.4200热力学数据只能说明趋势的大小，是一种可能性，与反应速率或反应剧烈程度无关。

趋势大的速度不一定快，如合成氨的反应室温下趋势很大，但氢气和氮气室温下不可能反应得到氨气而反应速度的大小或说反应的剧烈程度的影响因素另有其说，不在我们的讨论之列中学教材中关于“金属活动顺序”的表述多种多样，顺序表的内容没有错误，但在教材中讲解有的不准确，如人教版中涉及了“和酸反应的剧烈程度”、“和氧气反应的难易”进而判断金属的活泼性，练习题中也有好多涉及剧烈程度的问题，我们认为这样不十分科学如以下练习题设计的不好：（1）金属活动性顺序中，钙位于钠之前，钙比钠活泼但钙和冷水的反应远不及钠和冷水反应剧烈，为什么？这个题目的设计中，前半句话作为条件，后半句话作为推论，二者本来就“风马牛不相及”，没有必然的联系，所以我们认为题目不好2）立足于金属活动性顺序中位于氢之前的金属能和稀盐酸、稀硫酸反应的探究题金属活动顺序表的应用之一是判断金属和酸能否反应，但这其实是理论上的能与不能，如果利用这一结论设计探究题目，会和实际实验现象有较大出入，如铝和酸的反应，由于保护膜和酸反应慢所以在实验中几乎看不到气泡；铁和酸的反应如果用纯铁丝也是特别慢看不到气泡（没有了原电池的作用）；铅和酸的反应也是由于生成物的溶解性不好而看不到现象等等。

所以这类探究题目最好不要主观臆想，要在实验室里亲自操作一下2 分析对比不同初中化学教材中金属活动性顺序内容的编写几种教材对金属活动性顺序表的引出、表述及其应用各有不同，我们试分析各自优点和不足1）人教版人教版首先利用学生已经知道的部分金属和氧气反应情况不同得出金属活性不同，其后又说金属与稀酸能否反应及反应的剧烈程度反映出金属金属活动性，并安排学生探究活动Mg、Zn、Fe与稀酸的反应，引导学生观察“反应剧烈程度”，进而得出镁锌铁的活动顺序；再后用金属单质和盐的反应证明了铝、铜、银的活动顺序[1]之后用了这样的表述：“经历了许多类似上述实验的探究过程，人们进行了认真的去伪存真、由表及里的分析，归纳和总结了常见金属在溶液中的活动性顺序”我们认为：教材思路有可商榷的地方，一是从教材正文和学生探究中都提到的“反应程度剧烈”与活动性，这是不十分科学的，教材中这样的表述和引导学生观察的设计思路值得商榷二是顺序表的引出“经历了……类似探究过程……”也是不对的，如汞和银(0.7973Ｖ和0.7996Ｖ)、锡和铅（－0.1375Ｖ和－0.1262Ｖ），如果不是严格精密的定量实验测定，怎能区分如此小的差别进而排出前后顺序。

2）沪教版沪教版是在“盐”一课题中才涉及金属活动性顺序表，在此前的“常见金属的化学性质”没有提到[2]并且在引出时也用了“金属和酸的反应剧烈程度”这样的词来引导学生的观察，探究中让学生确定Al、Mg、Cu、Fe、Zn的顺序，由此给出“金属活动顺序”我们认为：和人教版相比，虽然内容出现的位置不同，但其本质相同并且这样的安排还导致在“常见金属的化学性质”一课中讲不深学不透，出现明显的“夹生饭”再有学生在探究实验中如果设计了铝和酸的反应、镁和硫酸锌的反应，则课堂上将面临如何给学生讲这些表面上看正好相反的现象（铝和酸短时间内很难看到反应的气泡，镁不能置换硫酸锌中的锌而先和溶液反应出现气泡）出现这些尴尬的原因正是教材中设计了“试图用简单反应来判断金属活动顺序”可以认为，此版本中把金属活动顺序表放错了位置，同时把热力学和动力学混在了一起，又对学生探究活动的预测不准，探究活动设计不严格3）科教版科教版在“奇妙的金属性质”一课中出现， 从金属和氧气的反应引出金属活性不同，在金属和酸、盐的反应之后提问为什么有的反应有的不反应引出“金属活动顺序”并且强调三点：①前边的较活泼②前边的可以把后边的从盐溶液中置换出来③以氢为界判断能否与酸反应生成H2。

我们认为：此说法没有涉及反应的剧烈程度，对顺序表的叙述简洁明了，对金属活动顺序的应用明确限定在三个方面，从教材的设计方面体现出“金属活动顺序”只是一个工具，在初中阶段重应用而不是让学生去确定活动顺序我们认为是比较好的写法3 探讨近几年河北省中考有关金属活动性顺序试题的科学性（2006年河北）30．金属活动性顺序是学习化学的重要工具，在工农业生产和科学研究中有重要应用常见的金属活动性顺序如下：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H） Cu Hg Ag Pt Au金属活动性由强到弱（1）解释不能用铁制容器配制硫酸铜溶液的原因（用化学方程式表示）： ； （2）验证镁比锌的金属活动性强，应选用的溶液是 ；（3）从金属活动性顺序中你还能获得哪些信息（写出一条即可）： 1）、（3）小题设计很好，但第（2）小题，从出题者的本意说，答案有2种方法，一是比较镁、锌和稀盐酸反应的剧烈程度，二是把锌片放入硫酸锌溶液想法一是错误的，如以上讨论，不能从剧烈程度说活动性；想法二好象正确，但实验中镁不能置换硫酸锌溶液中的锌而先和溶液中的H＋反应出现气泡，这就是出题者没有进行实验而主观臆想的。

因此第（2）小题是不科学的大家都知道K、Ca、Na三者虽然最活泼但不能用它们置换其它盐溶液中的金属，是因为它们先和水反应了，但好多人对镁附近的金属优先和盐溶液中的H＋离子反应没有提起注意2008年河北）为验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性是依次减弱的，某化学兴趣小组设计了图2所示的四个实验其中不必进行的是（ ）此题的本意是选C，认为有了D可以说明银比铜不活泼，铜在H之后，所以不用再做银和酸的反应从逻辑推理可以认为是正确的，但不论是考试还是教学，为的是培养学生的能力，从科学研究的思维方法出发，为比较Fe、Cu、Ag三种金属的活动性，最好的方法是先分类再个别比较，所以首先用稀盐酸把3种金属分为2组，然后再用AgNO3溶液说明铜和银的活动性，四个实验都需进行，答案认为C不必进行，事实上违背了科学研究的思维方法，所以此题不好2009年河北）某校同学以“比较锰、铁、铜3种金属的活动性”为课题进行探究提供的药品：铁片、铜片、锰片、稀盐酸、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硫酸锰溶液作出猜想】他们考虑到铁的活动性比铜强，对3种金属的活动性顺序作出如下猜想猜想一：锰＞铁＞铜；猜想二：铁＞铜＞锰；猜想三： 。

设计实验】为了验证猜想成立，同学们分成三组，分别针对一种猜想设计实验方案1）第一组验证猜想一实验方案是将锰片、铁片分别放入稀盐酸中，观察现象2）第二组验证猜想二实验方案是将锰片放入 中，观察现象3）第三组验证猜想三实验方案是（只用两个实验）： 实验及结论】各组通过实验和交流，确认猜想一是正确的第一组同学的实验现象是： 题目中（1）的本意是比较锰和铁分别和酸反应的剧烈程度进而确定锰和铁的活动性大小，这对教学是一个误导，如果此题目正确，则教学中必须提到“剧烈等于活泼”这样的错误结论第（2）小题的答案为“硫酸铜溶液”，第（3）小题的答案为“将两片锰分别放入硫酸亚铁溶液和硫酸铜溶液中，观察现象”由于金属晶体结构的原因，锰比较活泼，高于常温时和水作用都能产生氢气，实验证明把锰片放入显酸性的硫酸铜、硫酸亚铁溶液中，锰先和溶液反应出现氢气而不能发生金属的置换反应，因此本试题存在科学性错误。

4 结语通过以上分析，我们认为：（1）用反应的剧烈程度来判断金属的活动性是不严密的，应注意热力学和动力学的区别2）科教版关于金属活动性顺序内容的设计是比较科学的金属活动顺序只是一个工具，用来判断金属的活性强弱；能否和酸反应置换氢气；一种金属能否和另一金属的盐溶液反应3）中考题的设计对中学教师的教学和学生的学习有很大的指挥作用，所以中考题更要讲究准确严格，出题时应进行实验验证，以免出现科学性错误另外，大学化学专业的教学和中学教学是紧密相连的，通过这样的学习――调查――研究，培养了学生求真务实的态度，严格准确的科学精神，让学生不迷信课本，批判性地学习知识，从而提高了学生分析问题解决问题的能力，培养了学生的创新能力参考文献：[1] 课程教材研究所化学课程教材研究开发中心. 义务教育课程标准实验教科书　化学. 北京：人民教育出版社, 2001：9-13.[2] 中学化学国家课程标准研制组. 义务教育课程标准实验教科书　化学. 上海：上海教育出版社, 2007：194-196.[3] 化学教材编写委员会. 义务教育课程标准实验教科书　化学. 北京：科学教育出版社, 2005：154-157.Metal active teaching of scientific analysis in orderWANG Li-ping1 XU Ming-yuan1 LU Yu-mei1 WANG Yu-ai2(1 Department of Biochemistry, Baoding University, Baoding ;2 Dingzhou Xinghua Road Middle School, Hebei Dingzhou)Abstract: The combination of ninth-grade chemistry on the metal activity of the order of teaching in some of the problems, poin。