金属与盐溶液间的置换反应教学策略

第1页金属与盐溶液间的置换反应教学策略金属在盐溶液中的置换反应是初中化学元素化合物知识板块中的重点，也是教学过程中的一大难点，历年中考统计与分析可以看出，学生解决此类问题时极易出现错误。如何在教学过程中培养学生能力，掌握解题方法和技巧呢?以下从三个方面加以介绍。一、亲历实验探究，获取感性材料人们认识事物总是经历由感性到理性，从现象到本质的认识过程，感性认识是理性认识的基础，理性认识是感性认识的升华。金属在溶液中的置换反应的教学可让学生展示课前小实验：铁刀变铜刀(实为铁与硫酸铜溶液反应)，描述实验现象，说明原因，展示相关化学方程式，让学生成为创设问题情景的主体，为后续创造成性学习活动留下空间。教师展示铝、铜、银三种金属，学生思考如何确定它们的活动性顺序，学生往往会应用不同金属与酸反应然后比较反应剧烈程度的经验来确定，学生台前演示后发现不能确定铜和银这两种金属哪种更不活泼，如何确定二者的活动性顺序呢?这时学生心里产生了困境，增加了学生急需探究的心理需求。联想铁刀变铜刀实验中铁能把硫酸铜溶液中的铜置换出来，铜却不能把硫酸亚铁溶液中的铁置换出来的事实，让他们萌发可用一种金属与另一种金属的盐溶液反应来确定第2页两种金属活动性顺序。让她们从原有的知识经验中去发现解决问题的方法，获取创造的灵感。开启金属与盐溶液反应的探究之门。学生利用桌上的仪器(试管)和药品(铜、铝、硝酸银、硫酸铜、硫酸铝)，分组设计实验方案确定铜和银的活动性、铝和铜的活动性，在小组讨论，全班交流实验方案的基础上分组自主实验探究，指导学生从固体和溶液两方面让学生仔细观察、详细记录，收集实验证据，教师可借机展示自己制的铜树、银树增强直观和培养美感。学生分组汇报每个实验的现象，上台展示(板演或投影)所发生反应的化学方程式，讨论反应的共同特点，所属反应类型，能否得出铝、铜、银三种金属的活动性顺序两个问题，经过组内合作、组间PK、全班交流，让学生深刻感知这类反应的特点、体验三种金属活动顺序的推理过程，在学生自主进行由表及里去伪存真的分析和推理的基础上再牢记金属活动顺序表。课后把本节实验及前面实验中含铜和铁物质的颜色制成一个展板，并注明物质的名称，使“名”与“实”相符，让学生充分获取感性材料。这种学生亲历的分组探究活动培养了学生自主意识、实证意识、合作意识，培养了学生实验操作能力、观察能力、语言表达能力、分析问题的能力，使学生的认识从具体到抽象、第3页从个别到一般、从感性到理性转变，增强了不生的自信，激发了学生的学习兴趣。二、促进实验反思，挖掘再生资源对客观事物的认识是永无止境的，不应停留在书中现有的实验结论上，应让学生发现新问题或由教师提出新问题促进学生反思，使知识再次升华。反思一：上述实验中前面的金属与后面的金属离子是不能共存于溶液中的，确定两种金属的活动性顺序可用一种金属与另一种金属的盐溶液反应来确定，如何只用三种试剂两个反应来确定铝、铜、银三种金属的活动性顺序呢?学生经过讨论找出用铝、硫酸铜溶液、银或者用硝酸铝溶液、铜、硝酸银溶液两种方案都可得出Al>Cu>Ag，通过优化课文中的实验方案，挖掘实验中隐藏的教学资源，加深了学生对金属与盐溶液反应的认识，增强了课堂效果。反思二：把铝丝放进硝酸铜和硝酸银的混合溶液中会发生哪些反应?哪个反应先发生?学生先猜想，然后实验验证，实验中会清楚地看到开始铝丝表面析出的是白色固体而非紫红色固体，从而让学认识到多种金属与多种盐溶液混放一起时，活动性相差较大的先反应。这样，充分利用教学过程中再生的教学资源，不仅增强了学习的自主性，激发了学生的学习兴趣，还拓展了学生的视野，培养了学生的创新精神和能力。第4页反思三：铜排在氢后它能否与硝酸银溶液发生置换反应。通过反思，交流使学生明确盐溶液与金属反应的条件不同于酸与金属的反应，溶液中的置换反应不仅要考虑反应环境，还要考虑反应物的物质类别。金属在盐溶液中的置换反应，必须满足的条件：①盐要溶于水;②单质金属应排在盐中金属离子的前面。知道运用金属活动顺序表来判断金属在盐溶液中的置换反应要注意反应条件。三、注意应用规律，掌握解题技巧学习的目的在于应用，通过应用巩固知识、提升能力、激发兴趣、形成技巧，从生活走进化学，从化学走向社会。铁制容器为什么不能盛装玻尔多液，如何区别黄铜(锌铜合金)和黄金，新买的铝壶为什么第一次使用时浸在水下的部分会变黑，这些生产生活中问题的解答可帮助学生巩固基础，激发兴趣。对于难度较大的习题应先在学生独立思考，充分讨论和师生交流的基础上理清解题思路，使之养成良好的思维习惯，掌握解题技巧。下面以一个典型例子说明此类习题的解题思路。【例】今有AgNO3、Cu(NO3)2、Zn(NO3)2的混合溶液，向其中加入一定量的铁粉充分反应后过滤，向滤液中加入一枚铁钉，表面析出银白色物质，问：(1)滤纸上的成分有哪些?(2)滤液中的成分有哪些?第5页第一步：写出初始反应，按序列出可能2AgNO3+Fe=Fe(NO3)2+2AgCu(NO3)2+Fe=Fe(NO3)2+Cu滤纸上滤液中Ag、Cu、FeZn(NO3)2、Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3分析：金属与盐反应有三个条件;当有两个置换反应时，反应发生有先后顺序。按照前面所述的金属与盐溶液优先置换原理，只有第一个反应完成后才能发生第二个反应，有人认为生成的铜又与硝酸银溶液发生反应：2AgNO3+Cu=Cu(NO3)2+2Ag这一情况是不存在的，因为，只有硝酸银完全消耗后才能通过第2个反应生成铜，没有硝酸银做原料第3个反应是不会发生的。然后把滤渣(第一组)和滤液(第二组)中可能出现的物质按出现可能性大小依次排序。既然第一个反应优先发生，那么，滤纸上一定有最不活泼的金属单质，而滤液中必然有最活泼的金属离子以及首先溶解的金属形成的金属离子，其他成分都只能暂时列入可能有的范围，滤渣和滤液有些是不能共存的，只有通过其他条件才能进一步确定。第二步：依据第2条件，确定过量物质第二条件是：滤液中加入一枚铁钉，表面析出银白色物质。发生的反应是：2AgNO3+Fe=Fe(NO3)2+2Ag分析：学生应明确滤液究竟有哪些成分，哪些能与加入的物质反应，从而分析什么物质有剩余，什么物质已完全反应。第6页此题现象说明滤液中硝酸银过量，在过滤前凡能与它反应的物质已完全反应。有些题目中设定的第2条件是溶液的颜色。第三步：分析共存关系，确定渣液成分分析：同一组的物质按出现可能性大小确定，硝酸银是最易被耗尽的一种物质，它的存在表明其他每种溶质是必然存在的。不同组别的物质按共存关系确定，硝酸银过量表明过滤前能与它反应的铁和铜都已完全反应变为离子而进入溶液，然后在两组中每一种物质的下方用“√”和“×”醒目地标出每种物质的存在与否。第四步：注意变式训练，逐步掌握技能分析：如在上题中在学生完成第一问答题后可增设第二问(2)若向滤渣中加入稀盐酸有气泡冒出，分析滤液和滤渣的成分，让学生从另一侧面重新思考这一问题，通过知识迁移，达到变中求活、变中求新的境界。总之，金属在溶液中的置换反应只要在教学中注意培养学生的探究能力，激发学习兴趣，养成良好习惯，密切联系实际，注意打牢基础，及时鼓励学生，学生对金属与盐溶液反应规律的认识就会不断内化深化，只要加强解题指导，注意变式训练，多数学生就能攻克这一难题，体会到成功的快乐。