金属性的比较与高中化学多知识模块的有机衔接
2020-06-11李龙
李龙
一、金属性的比较与金属活动顺序表、元素周期表、元素周期率内容的衔接
灵活运用金属活动顺序表口诀（钾钙钠镁铝锌铁锡铅氢铜汞银铂金）来比较元素的金属性是最基本的比较方法，按活动顺序表的顺序金属的金属性由强到弱。但要注意，金属活动顺序表中金属的活泼性顺序是指金属与酸（或水）反应的能力，不是绝对的，不是适用于金属与任何溶液的反应（如碱），比如在NaOH等碱溶液中，Al要比Mg等金属活泼。由结构化学中的元素周期表和元素周期律知识我们明确了原子结构及性质的周期性变化，从而确定了元素性质的周期性变化，结合此变化规律就不难进行金属性的比较了。如：①同一周期从左到右，元素原子的半径逐渐减小，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强;其对应的阳离子的氧化性逐渐增强，阴离子的还原性逐渐减弱。（金属性：Na>Mg>Al。②同一主族从上到下，元素原子的半径逐渐增大，原子的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱;其对应的离子的氧化性逐渐减弱，还原性逐渐增强（金属性：Li 二、金属性的比较与阳离子氧化性的衔接 金属性与阳离子氧化性的关系直接体现了粒子得失电子能力的互逆性。也就是说得电子能力强的阳离子所對应金属原子的金属性（失电子能力）肯定弱;反之，阳离子的氧化性（得电子）越弱，金属单质的金属性（失电子能力）越强。如：氧化性：Cu2+>Zn2+，还原性：Zn>Cu。此种方法经常应用于判断置换反应是否能发生的问题。 三、金属性的比较与客观实验事实的衔接 化学是一门以实验为主的学科，很多规律及结论往往可以通过实验事实来得出结论，并形成规律，如比较元素金属性的强弱就可以通过一些客观实验事实为依据。①通过金属与水反应的条件或剧烈程度判断。从反应条件看，能与冷水反应的金属的活动性（如钠、钾）强于不能与冷水反应但能与热水反应的金属的活动性（如镁）又强于不能与热水反应但能与水蒸气反应的金属的活动性（如铁）还强于与水蒸气也不反应的金属的活动性（如铜、汞等）。从反应剧烈程度看，金属与水反应越剧烈，元素的金属性越强。如实验中，钠与冷水能较快较剧烈的反应（浮、熔、游、响），小块钾与冷水能快速反应，发生轻微爆炸，金属铷与水发生剧烈爆炸爆炸，炸碎发生装置玻璃水槽（安全起见，以视频为证），即金属性：Rb>K>Na。②根据金属与酸反应的条件或剧烈程度判断。从反应条件来看，能与非氧化性酸（盐酸、稀硫酸等）反应的金属的活动性强于不能与非氧化性酸（H+）反应但能与氧化性酸反应的金属;仅能与氧化性酸（浓H2SO4、HNO3）反应的金属的活动性强于不能与氧化性酸反应但你能与腐蚀性酸（王水）反应的金属的活动性。③通过置换反应现象判断。通过一些置换反应的现象我们可以判断出涉及元素金属性的强弱，相当于从氧化还原的规律说明（还原性：还原剂>还原产物）。如将铁钉插入到蓝色硫酸铜溶液中，我们会发现溶液颜色变浅（蓝色逐渐变绿），铁钉表面有红色金属铜析出，也就证明了铁能将铜从其盐溶液中置换出来，从而得出铁的金属性强于铜的结论。但我们如果将银针插入到蓝色硫酸铜溶液中，我们会发现溶液颜色始终是蓝色，银针表面没有任何变化，证明了银不能将铜从其盐溶液中置换出来，从而得出银的金属性弱于铜的结论。综上，以实验为依据，得出金属性：Fe>Cu>Ag。 四、金属性的比较与金属对应的最高价氧化 物对应水化物的碱性强弱的有机衔接在元素周期律中，金属的最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则金属性越强。通过客观事实和知识的积累，我们掌握了常见一些碱的碱性情况，LiOH 五、金属性的比较与原电池的电极反应原理的有机衔接 依据原电池原理，当两种金属和电解质溶液构成原电池时，负极金属失电子是电子流出的电极，正极金属是电子流人的极。相对于该电解质溶液，活泼性强的金属做负极，活泼性差的金属做正极，也就是说，通过原电池的构造可判断金属性：负极>正极。如我们研究基本原电池（Fe-Cu-HCl溶液原电池）时，会发现，Cu电极表面不断产生气泡，Fe电极不断溶解，根据电子的转移原理，Fe电极作为该原电池引发的一级（负极），由此，判断出金属性：Fe>Cu。 六、金属性的比较与电解原理的有机衔接 在电解池中，先得到电子的金属阳离子对应的金属单质的金属性弱。如，电解过程中阳离子的放电顺序为：Ag+>Hg2+>Cu2+>Zn2 +（氧化性），而元素金属性与之相反，既金属性：Ag 七、根据金属原子失电子吸收的能量（电离能）、不同单质与同一氧化剂的反应进行比较 元素的原子或离子得到或失去电子时必然伴随着能量的变化，就金属原子失电子而言，在一定条件下，失电子越容易，需要吸收的能量越少;失电子越难，需要吸收的能量越多，故可以根据金属原子在相同条件下失电子时需要吸收能量的多少（电离能）可判断金属元素的金属性强弱。如第一电离能：Na 根据不同单质与同一氧化剂的反应进行比较，易反应的金属性强。如Fe3+是典型的氧化性离子，将足量的Zn投入到含Fe3+溶液中，反应进行的彻底，最终能置换出铁单质，2Fe3++3Zn=3Zn2+ +2Fe;当把足量的Cu投入到Fe3+溶液中，最终固体溶解，但不会析出铁单质，2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+。由此，可得出结论，Zn的金属性强于Cu。总之，高中部分有关金属性的比较方法很多，我们要做到知识点的灵活运用，选择适当的答题方法。明确金属性的比较与高中化学多知识模块的有机衔接，从而做到知识运用的融会贯通。
