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摘要：元素的金屬性比較與高中化學多章節、多知識模塊存在著有機銜接，也就是說比較元素的金屬性可以從多角度、多方面，利用多個規律進行。本文將高中化學適用于比較元素金屬性的方法進行歸納。

關鍵詞：高中化學教學；金屬性的比較；多知識模塊；銜接

在高中化學學習中，直接或間接涉及比較元素金屬性的內容在平時習題中或高考試卷中經常以不同形式呈現。如何準確地比較元素的金屬性，如何有效利用元素金屬性強弱的比較進行解題，往往是此類習題結題的關鍵。通過高中化學的學習，我們發現元素的金屬性比較與高中化學多章節、多知識模塊存在著這樣或那樣的有機銜接，也就是說比較元素的金屬性可以從多角度、多方面，利用多個規律進行。本文將高中化學適用于比較元素金屬性的方法進行歸納，做到金屬性的比較與高中化學多知識模塊進行有機銜接。

一、金屬性的比較與金屬活動順序表、元素周期表、元素周期率內容的銜接

靈活運用金屬活動順序表口訣（鉀鈣鈉鎂鋁鋅鐵錫鉛氫銅汞銀鉑金）來比較元素的金屬性是最基本的比較方法，按活動順序表的順序金屬的金屬性由強到弱。但要注意，金屬活動順序表中金屬的活潑性順序是指金屬與酸（或水）反應的能力，不是絕對的，不是適用于金屬與任何溶液的反應（如堿），比如在NaOH等堿溶液中，Al要比Mg等金屬活潑。由結構化學中的元素周期表和元素周期律知識我們明確了原子結構及性質的周期性變化，從而確定了元素性質的周期性變化，結合此變化規律就不難進行金屬性的比較了。如：（1）同一周期從左到右，元素原子的半徑逐漸減小，元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強；其對應的陽離子的氧化性逐漸增強，陰離子的還原性逐漸減弱。(金屬性：Na>Mg>Al。（2）同一主族從上到下，元素原子的半徑逐漸增大，原子的金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱；其對應的離子的氧化性逐漸減弱，還原性逐漸增強（金屬性：Li<Na<K<Rb）。

二、金屬性的比較與陽離子氧化性的銜接

金屬性與陽離子氧化性的關系直接體現了粒子得失電子能力的互逆性。也就是說得電子能力強的陽離子所對應金屬原子的金屬性（失電子能力）肯定弱；反之，陽離子的氧化性（得電子）越弱，金屬單質的金屬性（失電子能力）越強。如：氧化性：Cu2+>Zn2+，還原性：Zn>Cu。此種方法經常應用于判斷置換反應是否能發生的問題。

三、金屬性的比較與客觀實驗事實的銜接

化學是一門以實驗為主的學科，很多規律及結論往往可以通過實驗事實來得出結論，并形成規律，如比較元素金屬性的強弱就可以通過一些客觀實驗事實為依據。1.通過金屬與水反應的條件或劇烈程度判斷。從反應條件看，能與冷水反應的金屬的活動性（如鈉、鉀）強于不能與冷水反應但能與熱水反應的金屬的活動性（如鎂）又強于不能與熱水反應但能與水蒸氣反應的金屬的活動性（如鐵）還強于與水蒸氣也不反應的金屬的活動性（如銅、汞等）。從反應劇烈程度看，金屬與水反應越劇烈，元素的金屬性越強。如實驗中，鈉與冷水能較快較劇烈的反應（浮、熔、游、響），小塊鉀與冷水能快速反應，發生輕微爆炸，金屬銣與水發生劇烈爆炸爆炸，炸碎發生裝置玻璃水槽（安全起見，以視頻為證），即金屬性：Rb>K>Na。2.根據金屬與酸反應的條件或劇烈程度判斷。從反應條件來看，能與非氧化性酸(鹽酸、稀硫酸等)反應的金屬的活動性強于不能與非氧化性酸(H+)反應但能與氧化性酸反應的金屬；僅能與氧化性酸(濃H2SO4、HNO3)反應的金屬的活動性強于不能與氧化性酸反應但你能與腐蝕性酸（王水）反應的金屬的活動性。如：排在金屬活動順序表H前面的Zn、Fe、Al等能與非氧化性酸（鹽酸、稀硫酸）等反應；但排在金屬活動順序表H后面的Cu、Ag等不能與非氧化性酸鹽酸、稀硫酸等發生反應，只能在一定條件下與氧化性酸（濃H2SO4、HNO3）發生反應；對于更不活潑的金屬Au、Pt等既不能與非氧化性酸反應也不能與氧化性酸發生反應，只能與王水這樣腐蝕性酸發生反應。比如，在高中講解硝酸性質時，我們常常使用匈牙利諾貝爾化學獎得主喬治•德海韋西智藏金牌這個典故作為引課——為躲避納粹士兵的搜查，喬治•德海韋西在波爾實驗室用王水（體積HNO3:HCl=1:3）幫助德國化學家詹姆斯•弗蘭克、馬克思•勞厄將他們的諾貝爾金牌成功藏匿起來，由于金屬金十分不活潑，很難用其他酸或者試劑將金溶解。喬治•德海韋西為兩位德國化學家反對納粹的態度助威，最終金牌安靜的躲在了王水中，安全的躲過了搜查。此典故直接說明了金是一種很不活潑的金屬，與真金不怕火煉這句諺語完全吻合。另外，我們還可以從反應劇烈程度來看，金屬與酸反應越劇烈，則金屬的金屬性越強。3.通過置換反應現象判斷。通過一些置換反應的現象我們可以判斷出涉及元素金屬性的強弱，相當于從氧化還原的規律說明（還原性：還原劑>還原產物）。如將鐵釘插入到藍色硫酸銅溶液中，我們會發現溶液顏色變淺（藍色逐漸變綠），鐵釘表面有紅色金屬銅析出，也就證明了鐵能將銅從其鹽溶液中置換出來，從而得出鐵的金屬性強于銅的結論。但我們如果將銀針插入到藍色硫酸銅溶液中，我們會發現溶液顏色始終是藍色，銀針表面沒有任何變化，證明了銀不能將銅從其鹽溶液中置換出來，從而得出銀的金屬性弱于銅的結論。綜上，以實驗為依據，得出金屬性：Fe>Cu>Ag。

四、金屬性的比較與金屬對應的最高價氧化

物對應水化物的堿性強弱的有機銜接在元素周期律中，金屬的最高價氧化物對應水化物的堿性越強，則金屬性越強。通過客觀事實和知識的積累，我們掌握了常見一些堿的堿性情況，LiOH<NaOH<KOH<RbOH，則有金屬性：Li<Na<K<Rb。再如：以理論及常識為依據，我們知道，NaOH為強堿，Mg(OH)2為中強堿，Al(OH)3為兩性氫氧化物，既堿性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3，則有金屬性強弱順序為：Na>Mg>Al。

五、金屬性的比較與原電池的電極反應原理的有機銜接

依據原電池原理，當兩種金屬和電解質溶液構成原電池時，負極金屬失電子是電子流出的電極，正極金屬是電子流人的極。相對于該電解質溶液，活潑性強的金屬做負極，活潑性差的金屬做正極，也就是說，通過原電池的構造可判斷金屬性：負極>正極。如我們研究基本原電池(Fe-Cu-HCl溶液原電池）時，會發現，Cu電極表面不斷產生氣泡，Fe電極不斷溶解，根據電子的轉移原理，Fe電極作為該原電池引發的一級（負極），由此，判斷出金屬性：Fe>Cu。再比如，理論聯系實際，課堂上老師可以將原電池原理應用到生活實際中去解決一些問題。（1）怎樣能避免常年行駛在海洋中輪船腐蝕的問題？由于船體本身是鋼架結構，在海水中可構成無數個原電池，如果不避免，船體的腐蝕速度會很快的，造成極大的損失和危害。此時，引導學生向原電池原理方向思考，去避免船體本身做負極、讓船體做正極，學生自然會想到在船體上接出活潑性強于鐵的材料（Zn等），將船體保護起來。（2）怎樣避免水庫翻板壩閘門（含鐵）的快速腐蝕？學生也可同樣利用原電池原理及元素金屬性強弱原理便可解決這一生產生活中實際存在的問題。閘門上連接活潑性強（強于鐵）的金屬，使含鐵閘門作為正極被保護起來，便可做到耐腐蝕。以上兩個例子，既是金屬性的比較與原電池的電極反應原理的有機銜接，又將理論知識與實際應用進行了有機結合，幫助學生更好的理解和掌握知識點。

六、金屬性的比較與電解原理的有機銜接

在電解池中，先得到電子的金屬陽離子對應的金屬單質的金屬性弱。如，電解過程中陽離子的放電順序為：Ag+>Hg2+>Cu2+>Zn2+(氧化性)，而元素金屬性與之相反，既金屬性：Ag<Hg<Cu<Zn。如，在粗銅的精煉實驗中，我們以純銅做陰極，粗銅做陽極。電解一段時間后，陽極粗銅的變化是Cu及比Cu活潑的Zn、Fe等金屬失電子后以離子的形式進入到溶液中，而比Cu活潑性差的金屬Ag、Pt等作為陽極泥沉淀下來。以純銅做材料的陰極部分也發生了變化，主要發生的反應是Cu2++2e-=Cu,也就是說，純銅表面又鍍上了銅，從而達到粗銅精煉的目的。在實驗探究的過程中，陽極部分的變化相對好理解一些，就是由于金屬性強弱的原因。但對于陰極區域的變化，肯定會有學生產生質疑，為何溶液中的Zn2+、Fe2+不得電子，從而在純銅表面析出金屬鋅和鐵？那樣不就得不到純銅了嘛。此時，我們可以引導學生從金屬陽離子的放電順序（氧化性）方面進行科學解釋，因為離子得電子能力：Cu2+>Fe2+>Zn2+,所以當溶液中有大量Cu2+存在時，是輪不到Zn2+、Fe2+得電子的，只能是Cu2+得電子，最后也就只有銅在陰極析出，得到的是純銅。粗銅的精煉就很好的利用了金屬性強弱的比較這一原理，可以對整個過程進行科學解釋。

七、根據金屬原子失電子吸收的能量（電離能）、不同單質與同一氧化劑的反應進行比較

元素的原子或離子得到或失去電子時必然伴隨著能量的變化，就金屬原子失電子而言，在一定條件下，失電子越容易，需要吸收的能量越少;失電子越難，需要吸收的能量越多，故可以根據金屬原子在相同條件下失電子時需要吸收能量的多少（電離能）可判斷金屬元素的金屬性強弱。如第一電離能：Na<Mg<Al,則金屬性：Na>Mg>Al。

根據不同單質與同一氧化劑的反應進行比較，易反應的金屬性強。如Fe3+是典型的氧化性離子，將足量的Zn投入到含Fe3+溶液中，反應進行的徹底，最終能置換出鐵單質，2Fe3++3Zn=3Zn2++2Fe；當把足量的Cu投入到Fe3+溶液中，最終固體溶解，但不會析出鐵單質，2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+。由此，可得出結論，Zn的金屬性強于Cu。總之，高中部分有關金屬性的比較方法很多，我們要做到知識點的靈活運用，選擇適當的答題方法。明確金屬性的比較與高中化學多知識模塊的有機銜接，從而做到知識運用的融會貫通。

作者:孫元成 單位:汪清縣第四中學