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从化学学科素养的角度理解金属活动顺序表

发布时间:2018/12/08 阅读数:

晏富强

(河北省唐山市第二十三中学 河北唐山   063021)

作者简介:晏富强 197311-、汉族、陕西汉中研究方向:高中化学智慧课堂模式

    摘要:金属元素及其化合物的性质在高中化学中占有很重要的地位,在现实生活中对金属的使用也随着人类社会的发展越来越广泛。金属活动顺序的知识点是学习和应用的重点,同时又是高考的重要考点。学生在理解和应用金属活动顺序表时存在许多问题,从化学学科素养的角度帮助学生理解和建构金属活动顺序表,改变学生原有学习金属活动顺序表知其然而不知其所以然死板的学习方式。

关键词:金属活动顺序表、化学学科素养

1812 年瑞典化学家贝齐里乌斯根据实验现象 最先提出了金属活动顺序。后来,俄国化学家贝开托夫在进行大量实验和系统研究之后形成的[1] 金属活动性顺序表基本上是按照298K时金属在水溶液中形成低价离子时的标准电极电势顺序排列的,金属活动性顺序规律的应用仅适用于水溶液体系,而不适用于其他非水体系。

1 建立知识模型理解金属活动顺序表的应用

在学生学习金属活动顺序表的过程中,利用金属活动顺序表为模型,也可以把金属及其化合物的性质或物质转化的规律总结进来。

从化学学科素养的角度理解金属活动顺序表

2金属活动顺序表中体现出的化学学科素养

学生的化学学科素养由实际的课程学习活动获得。而金属活动顺序表作为高中化学学科金属及其化合物知识系统的关键点,学生有必要加强对该部分知识的深入理解。

2.1建立科学平衡思想和变化观念

学生通过学习金属活动顺序表的知识,了解到金属之间的置换是有条件的,需要遵循一定的规律,也能理解到化学变化是有一定限度。如高温熔融状态下的反应,一些反应在水溶液中根据金属活动性顺序判断不能发生,但实际高温熔融状态下却可以发生。用KCl 和 Na 在高温下反 应制备钾的反应 为 : KCl + Na 从化学学科素养的角度理解金属活动顺序表NaCl + K,由于钾的沸点(1030,5K)低于钠的沸点(1155.9K),使该反应能够向右进行。又因单质钾的沸点K 比钙的(1712K)低 , 故这个反应2KF+Ca从化学学科素养的角度理解金属活动顺序表CaF2+2K能向右进行。由此可见金属热还原反应的某一组分在所采用的温度范围内有显著的蒸气压时 , 则压力的变化可能严重地影响反应的进行 , 甚至可改变反应的方向。

2.2 加强知识的宏微结合

学生在金属活动顺序表学习过程中注重知识的宏微结合,主要是指学生能在观察过程中明确物质形态、变化等多种宏观现象,并以此为基础探究物质的组成、结构以及性质等多种微观知识内容。如第三周期Na Mg Al三种金属活动性比较时,可从原子结构和元素周期律角度去解释;也可从第一电离能角度去比较。但是Ca和Na活动性比较时就要用标准电极电势比较,Ca 的标准电极电势为 EoCa2+/Ca = -2.866V,Na 为 EoNa+/Na= -2.714V。因此,在水溶液 中,Ca 形成离子的趋势大于 Na,在热力学金属活动顺序表中 Ca 要排在 Na 的前面 [2]。

2.3注重实验探究

化学本身就是建立在化学实验上形成的重要学科,所以学生要想提升自身的化学学科核心素养,就有必要在实验探究过程中进行挖掘。根据表可知氧化性Cu2+>Fe2+,学生根据学过只是设计实验方案进行验证,方案如下:(1)向CuSO4溶液中插入Fe钉,(2)向FeSO4 CuSO4混合溶液中插入Zn片,(3)将Fe板和Cu板用导线连接出入装有稀硫酸的烧杯中,(4)同时用惰性电极电解FeSO4 CuSO4混合溶液。学生分别应用了氧化还原的知识和电化学的知识,再通过实验操作,既加深对学过知识的理解,有提高了学生的实验操作能力。学生在实验中发现问题、分析问题、解决问题的能力也得到提升。

2.4培养创新意识和社会责任

根据金属活动顺表我们知道,金属越活泼越不易冶炼;在历史的的长河中金属冶炼水平的提升都促进了社会的发展。我国在公元前3000年前掌握了青铜冶炼技术,虽然比西方国家晚1000年,但我国的炼铜技术后来居上,现存世的司母戊大方鼎是我国炼铜技术达到当时世界先进水平产物。我国古代道士在炼丹过程中得到水银,“丹砂烧之成水银,积变又成丹砂”,是指加热时丹砂(HgS)熔融 得到水银和SO2。今天我国钢铁的产量位居世界第一,在特种钢材冶炼方面也达到世界先进水平;铝的冶炼也处于世界先进行列。现代化的建设离不开金属材料在金属的冶炼方面我国在不断提高。

参考文献

[1]陈花蕊 占小红金属活动性顺序表的诞生与发展[J].教学参考 2011(4):36

[2]汤若平. 钠与钙的金属活动性顺序如何排列[J]. 中学化学教学参考,2007(4):36