新课程中“金属活动性顺序”教学功能的发掘与运用:新课程的评价功能
时间：2019-02-05 03:27:06 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：提出了在必修阶段用金属活动性顺序整合知识、把握规律，引导自主学习；选修阶段用金属活动性顺序创设情境、制造悬念，激发探究欲望；总复习阶段用金属活动性顺序专题复习、夯实基础、培养综合能力的三段教学方法和功能。
关键词：金属活动性顺序；教学功能；发掘与运用
文章编号：1005－6629(2008)04－0033－03中图分类号：G633.8 文献标识码：B
1“金属活动性顺序”的由来和意义
不同的金属在化学反应中表现出来的活泼程度不同，早在1812年瑞典化学家贝采里乌斯根据大量实验现象首先提出了金属活动顺序的概念，后来俄国化学家贝开托夫在大量实验和系统研究之后，于1865年发表了金属转换顺序即金属活动性顺序：K Na Ca Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au。
近代化学研究中发展现电极电位是衡量金属在溶液中还原能力的定量尺度。现行中学化学中的金属活动性顺序，就是按金属在溶液中形成简单稳定低价金属离子的标准电极电位值由小到大排列而成：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au。
金属活动性顺序反映了在标准状态下(即25℃，离子浓度为1mol・L-1，压强为101.3KPa时)金属在水溶液中还原能力的相对强弱。
2 “金属活动性顺序”教学功能的发掘
金属活动性顺序是初中化学教学中的一项重要内容。学生依据金属活动性顺序认识金属在水溶液中反应时活泼程度的差异，进而掌握金属与酸溶液、金属与盐溶液能否发生置换反应的规律。
新一轮高中课程改革，倡导学生自主学习、合作学习、探究学习，鼓励学生的个性发展。在新课程标准下，合理发掘金属活动性顺序的教学功能，有助于学生把握知识规律、开拓化学视野、激发探究欲望、提高学习能力。
高中阶段“金属活动性顺序”教学功能的发掘可分三个阶段进行。
第一阶段：在必修内容的学习中，以“金属活动性顺序”为抓手对金属及其化合物的相关知识进行整合，以表格的形式向同学呈现常见金属及其重要化合物知识间的内在联系和规律，引导学生在掌握规律的基础上进行自主学习。
第二阶段：在选修内容的学习中，找准切入点，借助“违背”金属活动性顺序的化学事实，创设问题情境，设计研究性学习课题，激发学生探究欲望，有效开展研究性学习。
第三阶段：在高三一轮复习中，结合第一、第二两个阶段的内容，围绕“金属活动性顺序”设计专题复习，让学生在巩固基础知识的同时，掌握归纳和演绎的方法，提高探究和创新的能力。
3“金属活动性顺序”教学功能的运用
3.1 整合知识、把握规律，引导自主学习
人教版课程标准实验教科书《化学①》(必修)第三章集中介绍了钠、铝、铁、铜四种金属单质及其重要化合物。《化学②》(必修)在元素周期律、开发利用金属矿物两节内容中分散讨论了钠、镁、铝的金属性的变化和金属冶炼的方法。
在学习了必修教材中常见金属及其重要化合物的相关知识以后，学生普遍感到知识较为零乱，难以把握知识间的内在联系和规律。此时有必要安排一个教学专题，以金属活动性顺序为抓手对金属及其化合物的相关知识进行整合，用表格的形式向学生呈现知识间的内在联系和规律。
表1 金属及其化合物知识规律总结
学生通过对表格内容的研读，即可自主完成对金属及其重要化合物相关知识的归纳，加深对知识内在联系和规律的认识，并可于“情理之中”用演绎的方法对某种具体的金属及其化合物的性质进行有效的自主学习。
在学生利用表格自主学习的同时，教师要指导学生注意如下几个问题：
(1)在金属离子氧化性强弱的排序中，Fe和Sn对应的离子分别为Fe2+和Sn2+。
(2)铁与水蒸气在高温下反应生成的氧化物为四氧化三铁。
(3)极活泼金属(钾、钙、钠)投入盐酸，直接与盐酸发生置换反应，过量的金属可继续与水反应。
(4)金属活动性顺序在氢以后的金属与硝酸反应，浓硝酸被还原成NO2、稀硝酸被还原成NO；金属活动性顺序在氢以前的金属与硝酸反应，硝酸可被还原成NO2、NO、N2O、N2、NH4NO3等多种产物。
(5)难溶的金属氢氧化物一般不能由金属氧化物与水化合得到，但氧化镁可与水化合生成氢氧化镁。
(6)Hg(OH)2、 AgOH不稳定，常温下即分解为氧化物和水，加热则分解为金属单质、氧气和水。
(7)电解法冶炼金属，电解其熔融状态的离子化合物(盐、氢氧化物、氧化物)； 热还原法冶炼金属，用还原剂(C、CO、H2、Al)还原其金属氧化物，若矿石中金属元素的存在形式不是金属氧化物，可将其在空气中锻炼成金属氧化物，再用还原剂还原；热分解法冶炼金属，将其矿石在空气中煅烧即可。
3.2 创设情境、制造悬念，激发探究欲望
化学世界众多规律都是在大量实验事实的基础上总结而得，故而总有其局限性或适用范围。金属活动性顺序也不例外，存在许多“有悖规律”的事实。
在课程标准选修内容的学习中，巧妙地利用“违背”金属活动性顺序的事实，创设情境、制造悬念，用“预料之外”激发学生探究的欲望，或设计成研究性学习课题，让学生课后通过实验探究、查阅资料、网络检索等方式进行研究性学习。
表2 探究性学习的内容和切入点
研究性学习的课题示例：
(1)元素周期律告诉我们：铅的金属性比锡强，也就是说铅比锡更容易失去电子，这与金属活动性顺序相矛盾吗？
(2)已知铜和浓盐酸在加热条件下能放出氢气：
2Cu+8HCl(浓)2H3[CuCl4]+H2↑
该反应显然违背了金属活动性顺序规律，你能为这一“违规”现象找到合理的解释吗？
(3)工业上常用下列反应进行金属钾的冶炼：Na+KClK↑+NaCl，为什么金属活动性顺序排在后面的金属能将前面的金属从化合物中置换出来？
(4)钠的金属活动性比钙弱，但与水反应时钠却比钙激烈，对此你能作出合理解释吗？
(5)锌投入氯化铁溶液发生下列反应：
3Zn+2FeCl3+6H2O2Fe(OH)3↓+3H2↑+3ZnCl2, 请运用化学反应原理进行合理解释。
(6)将铜棒与碳棒用导线连接，再插入氯化铁溶液，发现有电流产生。请进行实验探究，找出电池中的化学反应。分析相关阳离子氧化性的相对强弱。有兴趣的同学可查阅电极电位加以验证，并对Fe3+的氧化性进行准确定位。
3.3 专题复习、夯实基础、培养综合能力
在高三一轮复习阶段，依据考试大纲或考试说明的要求，以“金属活动性顺序”为核心，从夯实基础和形成能力两方面的要求出发，筛选第一、第二两个阶段中符合考试说明要求的内容，精选或设计适量针对性练习，整合成一个复习专题。
复习专题可设计成两大板块
板块一：澄清概念、把握规律、夯实基础
结合表一内容，巩固对知识规律的把握：结合下列问题的讨论进一步澄清概念、夯实基础。
(1)比较铅和锡的金属性和金属活动性的强弱
(2)用惰性电极电解FeCl3和CuSO4的混合溶液，在阴极先放电的是___，先析出的金属是______。
(3)写出铁和水蒸气反应的化学方程式_____，氢气能将铁的氧化物还原成单质铁吗？
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文 (4)设计实验室以铜为原料制备硫酸铜溶液的最佳方案。
(5)实验室如何用氧化铝制备氢氧化铝？
(6)设计以碳酸镁为原料冶炼金属镁的工艺流程，写出有关反应的化学方程式
板块二：综合分析、质疑创新、形成能力
结合表二素材，依据考试说明要求，以信息题或实验探究题的形式，呈现复习内容，让学生在综合分析、质疑创新中形成能力。
习题示例：
金属活动性顺序反映了金属在水溶液中还原性的强弱，它可以帮助中学生判断金属与盐溶液能否发生置换反应。但客观实际中却存在许多貌似有违金属活动性顺序的化学反应，请对下列事实作出合理解释并回答有关问题：
(1)工业上用氯化铁溶液腐蚀铜制作电路板，反应的化学方程式：
Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，①该反应牵涉到的具有氧化性的微粒有______，该反应能够自发进行是由于氧化性：_______>________。
②请用电化学原理设计两个实验，从不同角度(原电池、电解池)验证上述有关微粒氧化性强弱的结论。
实验一：____________________
实验二：____________________
(2)锌投入氯化铁溶液，生成红褐色沉淀、放出无色气体。
①试根据反应现象，完成并配平反应的化学方程式：___Zn+____FeCl3+_______=____Fe(OH)3↓+_____H2↑+________
②依据金属活动顺序，锌可与氯化铁溶液发生置换反应，而事实上却生成了氢氧化铁沉淀和氢气，试运用有关化学反应原理对该现象进行合理解释。
教学实践证明，合理发掘、充分利用金属活动性顺序的教学功能，从遵循规律的角度整合金属及其化合物知识，可以构建有效的知识结构，让学生于“情理之中”进行自主学习，培养学生归纳和演绎的思维能力；通过“有悖规律”的问题讨论，可以加深学生对化学反应原理的理解，提高运用化学反应原理解释化学事实的能力，用“预料之外”激发学生敢于质疑、乐于探究的思维品质，有效开展研究性学习。使学生在“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度和价值观”三个方面都能得到和谐统一的发展。
参考文献：
[1]北京师范大学无机化学教研室.无机化学.第四版[M].北京：高等教育出版，2004:704.
[2]刘乃汤.我们的化学世界[M].合肥：安徽教育出版社，1998：331.
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