金属活动性顺序有关试题的两个误区

■张英

在中学化学教学中经常要利用金属活动性顺序来解释金属参与化学反应的现象。但很多有金属参加的化学反应所呈现的现象与金属活动性顺序似乎不符。这就要求教师要对金属活动性顺序的概念及其应用有深入的了解，才能给学生提供正确的解释。

现行中学教科书中的金属活动性顺序表是按金属在水溶液中形成稳定的低价阳离子的标准电极电位由小而大的顺序排列而成的。它表示了金属固体在水溶液中形成水合离子的能力由大到小的顺序，即表示了金属活动性大小的顺序。元素的金属性和金属的活动性是既有联系又有一定差别的两个不同的概念，但在历年的中考题中，有的题目将二者混为一谈，对老师、学生存在一定的误导作用。

误区一：金属与氧气反应越剧烈，金属活动性越强

例1（2014年牡丹江市中考试题）下列关于金属的叙述与金属活动性顺序无关的是（ ）

A.不用铁制容器配制波尔多液（含有硫酸铜）

B.真金不怕火炼

C.用稀硫酸识别黄铜（铜锌合金）假冒的黄金指环

D.铝制品比铁制品更耐腐蚀

【解析】该题给出的正确答案是D。铝制品抗腐蚀能力比铁强是因为铝在常温下与氧气反应生成一种致密的氧化铝膜覆盖在其表面，阻止了里层的铝进一步被腐蚀，这与其金属活动性无关。但笔者认为B选项也值得商榷。

很多教师在这里存在一个误区，认为金属与氧气反应越剧烈，金属活动性越强。中学课本中对于金属和氧气的反应是作为金属的一个化学性质进行单独描述的。并在该板块下对其进行如下总结：铁、铜在常温下几乎不与氧气反应，但在高温时能与氧气反应。“真金不怕火炼”说明金即使在高温时也不与氧气反应。从上述实验事实可以看出，镁、铝比较活泼，铁、铜次之，金最不活泼。

这里的活泼指的是元素的金属性。元素的金属性指的是元素气态原子失去电子变成气态阳离子趋势的大小。判断元素金属性强弱的定量标度应该是电离能，影响电离能的主要因素是原子半径、有效核电荷和电子所处的状态。元素的电离能越小，表示气态原子越易失去电子，元素的金属性越强。金属活动性顺序是指金属在水溶液中与其他物质发生反应的活动性顺序，这与非溶液状态下金属的活动性并不完全一致。所以，“真金不怕火炼”也不能用金属活动性顺序来解释，它是与元素的金属性有关。

误区二：金属与酸反应越剧烈，金属活动性越强

例2（2014年贵州遵义市中考试题）下列有关事实不能用金属活动性顺序解释的是（ ）

A.铁能将铜从硫酸铜溶液中置换出来

B.铝制品抗腐蚀能力比铁制品强

C.不能用金属铜与稀硫酸反应制取氢气

D.相同条件下，镁和锌与稀盐酸反应的剧烈程度

【解析】该题给出的正确答案是B，理由在上一个例题中已经分析过。但笔者认为D选项也值得商榷。我们并不能仅仅根据金属与酸反应的剧烈程度来判断金属的活动性顺序。

从科学角度看，金属与酸(或水)能不能反应，和金属与其他金属离子在水溶液中能否发生置换反应来判断金属的活动性是可以的。而根据金属与酸(或水反应快不快来判断则是不科学的。金属活动性顺序是以标准电极电位(Eo)作为衡量标准。它反映了金属固体在水溶液中形成水合离子的能力。Eo值仅从热力学的角度表明反应进行的趋势和程度，而反应速度是从动力学角度表明反应速度的快慢。两者之间并没有必然联系。所以用反应速度作为衡量金属活动性强弱的依据从严格意义上说是不科学的。

例3（节选）（2013年湖南娄底市中考试题）小聪同学家新换了水龙头，从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬。好奇的小聪想探究铬（Cr）与常见金属铁、铜的活动性强弱，邀请你一同参加。

【作出猜想】

猜想 1．Cr＞Fe＞Cu；猜想 2．Fe＞Cu＞Cr；猜想 3． 你的猜想是_________。

[设计实验]

小聪同学取大小相等的三种金属片，用砂纸打磨光亮；再取三支试管，分别放入等量的同种稀硫酸。

【结论与解释】

小聪得到的结论是猜想_______正确。

【解析】该题“结论与解释中”正确答案是猜想1正确。即通过铬片比铁片在酸中产生气泡快得出金属铬比金属铁活动性强，进而得出猜想1正确。但是金属与酸的反应速率其实与金属的活动性没有必然联系。

教师对金属活动性顺序的认识之所以产生误区是因为他们混淆了金属性和金属活动性两个不同的概念。元素的金属性指的是元素原子的性质，是元素的气态原子失去电子变成气态阳离子倾向的大小。衡量元素金属性强弱的定量标准通常是电离能(气态原子失去电子变成气态阳离子所需的能量)，而用到较多的是则是第一电离能。元素的电离能越小，表示气态原子越容易失去电子，元素的金属性越强；反之元素的金属性越弱。金属活动性指的是金属单质在水溶液中的性质，定量判断标准是标准电极电势，标准电极电势值越小，表示该金属在水溶液中越易失去电子变成水合阳离子，其金属活动性越强，用反应速度作为衡量金属活动性强弱的依据从严格意义上说是不科学的。