金属活动性顺序到底怎么回事？在辅导班做这个实验的时候，我发现学生们最容易卡在这个地方

上周在金博教育的化学辅导班上，我带着学生们做金属活动性顺序的实验。说实话，这个实验看起来简单，但学生们做下来问题一大堆。有把稀盐酸溅到手上的，有搞不清楚为什么有的金属反应有的金属不反应的，还有几个学生直接问我："老师，这个顺序背下来就行了吧？为什么要做实验啊？"

这个问题问得好。很多学生觉得金属活动性顺序就是一张表，背下来K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Au就够了。但实际上，如果你真正做过实验，你会发现这张表背后藏着很多有意思的东西。今天我就把在辅导班带实验的经验整理一下，说说怎么设计这个探究活动，才能让学生真正理解而不是死记硬背。

为什么光背顺序表不够用？

我先说个事儿。去年有个学生，金属活动性顺序背得滚瓜烂熟，考试遇到判断金属能否与酸反应的题目，正确率高达95%以上。但有一次我问他："铝不是比铁活泼吗？为什么生活中铁锅比铝锅常见？"他愣住了。

这就是问题所在。单纯的记忆没有和实际现象联系起来，学生不知道这个顺序到底意味着什么。金属活动性顺序的本质是金属失去电子的难易程度，活泼的金属更容易"丢电子"，所以能置换出不活泼的金属，能与酸反应产生氢气。但生活中为什么有些活泼金属反而"稳定"？这里涉及到钝化、氧化膜等等问题，不是简单一张表能解决的。

所以我在设计实验的时候，特别注意让学生通过动手操作、观察现象，自己总结出规律，而不是直接告诉结论。费曼学习法里有一条核心观点：最好的学习方式是讲给别人听。在实验过程中，我设计了很多让学生互相解释的环节，效果确实比单纯讲理论好得多。

实验设计思路：从生活经验出发

我设计的这个探究实验，整个流程大概是90分钟左右，分为三个部分。在金博教育的辅导班里，我们通常会把学生分成4-5人的小组，每组配备一套实验器材。下面我详细说说每一步怎么做，为什么要这么做。

第一部分：引入环节（10分钟）——从生活问题入手

一开始，我没有直接说今天要做金属活动性实验，而是先抛了几个生活化的问题。我问学生们："你们家里有没有不锈钢的勺子？有没有铝箔纸？它们都是金属，为什么不锈钢不容易生锈，铝箔纸看起来也总是亮闪闪的？"这时候课堂气氛就活跃起来了，有学生说因为不锈钢贵，有学生说因为铝轻。

我接着问："那为什么用铁锅炒菜，第二天如果不擦干就会生锈锈，而不锈钢锅就不会？"这个问题学生们的答案就开始五花八门了。我顺势引出今天的主题——不同金属的"活泼程度"不一样，有些金属很容易和空气中的氧气、水反应，有些则比较"懒"。我们今天就要通过实验来看看，哪些金属比较"勤快"，哪些金属比较"懒惰"。

这个引入大概用10分钟，但效果很好。后面的实验过程中，学生们明显更有目的性，知道自己在找什么，而不是机械地按照步骤操作。

第二部分：实验探究（60分钟）——分三个层次

正式实验我设计了三个层次，每个层次解决不同层次的问题。

层次一：金属与酸的反应（观察类实验）

实验目的：通过观察金属与稀盐酸、稀硫酸的反应，直观感受不同金属的反应剧烈程度差异。

实验器材：试管四支、稀盐酸、稀硫酸、镁带、锌粒、铁钉、铜片。注意铁钉要除锈，铜片可以用砂纸打磨光亮。

操作要点：先在四支试管中分别加入等量（大约5ml）的稀盐酸，然后分别放入镁带、锌粒、铁钉、铜片。让学生注意观察：有没有气泡产生？气泡产生的快慢如何？金属表面有什么变化？

预计现象：镁带反应最剧烈，几乎立刻产生大量气泡；锌粒反应较快，气泡明显；铁钉反应较慢，只有少量气泡；铜片基本没有现象。

关键引导问题：我会在学生观察的时候挨个小组问："如果让你给这四个金属的活泼程度排个队，你怎么排？"学生们基本上都能说出镁>锌>铁>铜。然后我追问："为什么铜和酸不反应，它是不是最不活泼的？"这就为后面的金属与盐溶液的实验埋下了伏笔。

安全提醒：这个实验一定要强调试管口不要对着人。镁带反应非常快，如果学生把试管凑太近，气泡可能喷出来。有一组学生曾经因为镁带反应太剧烈，气泡带着溶液溅了出来，正好溅到旁边同学的袖子上。虽然稀盐酸浓度不高，没有造成伤害，但把我吓了一跳。后来我再带这个实验，都会特别强调镁带取用量要少，大概2-3cm就够了。

层次二：金属与盐溶液的反应（置换反应）

实验目的：通过金属之间的置换反应，验证金属活动性顺序的准确性，理解"前金置换后金"的规律。

实验器材：试管四支、硫酸铜溶液、硝酸银溶液、锌片、铜片、铁钉。硫酸铜溶液可以用蓝色的，很直观；硝酸银溶液要注意避光保存，否则会分解变黑。

操作要点：这个实验我做成了对比实验。第一步，在两支试管中分别加入硫酸铜溶液，然后分别放入锌片和铁钉；第二步，在两支试管中分别加入硝酸银溶液，然后分别放入铜片和铁钉。总共四组对比。

预计现象：锌片放入硫酸铜溶液中，表面逐渐覆盖一层红色物质（铜），溶液蓝色变浅；铁钉放入硫酸铜溶液中，同样表面变红，但反应比锌慢；铜片放入硝酸银溶液中，表面逐渐覆盖一层银白色物质（银），溶液变成浅蓝色；铁钉放入硝酸银溶液中，表面也会变银白色，但不如铜片与硝酸银反应明显。

关键引导问题：这个实验是整个探究的核心。我会让学生们思考几个问题。第一，为什么锌能"把铜从硫酸铜里赶出来"，而铜却不能"把锌从硫酸锌里赶出来"？第二，铁和铜都能和硝酸银反应，说明什么？第三，综合层次一的实验，你怎么排列这四种金属的活泼顺序？

有个学生在这个环节问了一个特别好的问题："老师，如果我把铜片放到硫酸锌溶液里会怎么样？"我当时的回答是："你试试看。"结果铜片放进去，什么现象都没有。我借这个机会解释了"置换反应的方向性"——只有活泼的金属才能置换出不活泼的金属，反过来就行不通。

生活联系：讲到这里，我就把开头的问题重新提起来。为什么铝比铁活泼，但铝制品却比铁制品耐腐蚀？因为铝和空气中的氧气反应会形成一层致密的氧化铝薄膜，这层薄膜保护了里面的铝不再继续反应。铁锈则不一样，铁锈是疏松的，会一块一块剥落，所以里面的铁继续生锈。这个现象说明，判断金属的"稳定性"不能只看活动性顺序，还要考虑产物的性质。

层次三：设计实验验证顺序（拓展实验）

p>实验目的：让学生根据已知的金属活动性顺序表，自己设计实验验证"铝比铜活泼"、"铁比银活泼"这些判断。

操作要点：我给每组发了实验报告单，上面有几个待验证的判断，让学生们自己设计方案。比如"验证锌比铜活泼"、"验证铜比汞活泼"等。我要求学生写出：实验步骤、预期现象、结论推导。

这个环节我故意不提供完整的实验器材，而是让学生们来"点菜"。有一组学生想验证"铝比铁活泼"，但他们一开始不知道铝和什么溶液反应。我提示他们，可以把铝表面的氧化膜处理一下，用砂纸打磨干净，然后放入硫酸亚铁溶液。结果铝表面很快覆盖了一层黑色的铁，他们特别兴奋。

另一个组想验证"铜和硝酸银反应"，但硝酸银用完了。我让他们想想有没有替代方案。有个学生说，可以用硬币（新版硬币是铜合金）试试。结果真的可以，硬币表面析出了银，虽然不如纯铜片效果好，但足以说明问题。这种灵活运用知识的能力，我觉得比按部就班做实验更重要。

数据记录与分析：实验报告怎么写

实验报告我设计得比较详细，分成几个部分。第一部分是实验现象记录，我要求学生用表格形式，方便对比。第二部分是数据分析，让学生根据现象总结金属活动性顺序。第三部分是思考题，有几个问题是开放性的，没有标准答案。

下面是我设计的记录表格，供大家参考：

实验编号	实验内容	加入的物质	观察到的现象	结论
1-1	镁与稀盐酸	镁带 + 稀盐酸	剧烈产生气泡，镁带溶解	镁能与酸反应，非常活泼
1-2	锌与稀盐酸	锌粒 + 稀盐酸	较快产生气泡，锌粒表面有气泡	锌能与酸反应，较活泼
1-3	铁与稀盐酸	铁钉 + 稀盐酸	缓慢产生气泡，铁钉表面有气泡	铁能与酸反应，活泼性中等
1-4	铜与稀盐酸	铜片 + 稀盐酸	无明显现象	铜不能与酸反应，不活泼
2-1	锌与硫酸铜	锌片 + 硫酸铜溶液	锌片表面变红，溶液蓝色变浅	锌能置换出铜，锌>铜
2-2	铁与硫酸铜	铁钉 + 硫酸铜溶液	铁钉表面变红，溶液蓝色变浅	铁能置换出铜，铁>铜
2-3	铜与硝酸银	铜片 + 硝酸银溶液	铜片表面变银白，溶液变浅蓝	铜能置换出银，铜>银
2-4	铁与硝酸银	铁钉 + 硝酸银溶液	铁钉表面变银白	铁能置换出银，铁>银

在分析部分，我会让学生根据表格总结规律。比如根据实验1，金属与酸反应剧烈程度顺序是镁>锌>铁>铜；根据实验2，锌>铜，铁>铜，铜>银，铁>银。把这些信息综合起来，可以初步得出金属活动性顺序：镁>锌>铁>铜>银。

这时候我会引导学生对比教材上的金属活动性顺序表，看看我们实验得出的顺序和标准顺序有什么异同。为什么我们没有验证铝、钙、钾这些金属？因为它们的反应太剧烈，在课堂上做实验不安全；为什么我们没有验证金、铂？因为它们太不活泼，实验现象不明显。这样一来，学生就理解了为什么教材上给的是一张完整的顺序表，而我们课堂上只验证了其中一部分。

教学中容易遇到的问题和解决办法

带了这个实验几次，我发现有几个问题经常出现，这里写出来给大家提个醒。

• 现象不明显或者没有现象：有时候学生的实验结果和预期不一样。比如铁钉和稀盐酸反应，有的组气泡很多，有的组几乎没有。排查原因基本上是这几样：铁钉表面的锈没有除干净、稀盐酸浓度太低（放置时间长了会挥发）、试管温度太低（冬天的实验室温度低，反应慢）。我的解决办法是提前检查器材，对浓度不够的盐酸及时更换。
• 学生操作不规范：初中生第一次接触试管实验，手法不熟练是正常的。常见问题包括：试管拿得太高，加液体时洒出来；金属加入时碰到试管壁；观察时试管口对着别人。我会在实验前示范正确的操作方法，实验过程中多走动，及时纠正。虽然这样进度会慢一点，但学生学到的东西更扎实。
• 只动手不动脑：有些学生把实验当完成任务，按步骤做完就完了，不思考为什么。我会在实验过程中冷不丁提问，比如"你为什么选择先加酸后加金属，不能反过来吗？""这个现象说明什么？"让学生养成边做边想的习惯。
• 安全问题：前面提到镁带反应剧烈的问题。除此之外，还要注意硝酸银溶液沾到皮肤上会留下黑斑，虽然对人体无害，但不容易洗掉。我会让学生戴橡胶手套操作硝酸银相关实验。另外，实验结束后废液要统一收集，不能直接倒入下水道，特别是含有重金属离子的废液。

实验后的延伸：如何巩固学习效果

实验做完不代表学习结束。我在金博教育的做法是，实验后布置几个有挑战性的思考题，让学生回家思考，下次课讨论。

比如我出过这样一道题：把一块纯净的锌板和一块纯净的铁板用导线连接后浸入稀硫酸中，会观察到什么现象？谁能先发生反应？为什么？这道题涉及到原电池的初步知识，初中学过但讲得不深。学生需要理解，当两种金属连接在一起时，活动性强的金属作为负极发生氧化反应，活动性弱的金属作为正极，氢离子在正极获得电子生成氢气。

还有一道题：为什么可以用盐酸除去铁锈，却不能用盐酸除去铜绿（碱式碳酸铜）？这题需要学生分析反应原理。铁锈主要成分是氧化铁，能与盐酸反应生成氯化铁和水；铜绿与盐酸反应生成氯化铜、二氧化碳和水，反应也能进行，但铜会被同时腐蚀，所以不能用盐酸除铜绿。

这些题目有点难度，我会在下次课留10分钟让学生分组讨论，然后派代表讲解。我发现让学生当小老师讲解，效果特别好。讲解的学生为了说清楚，会主动翻书查资料；听讲的学生因为是同龄人讲解，更容易听懂。

写在最后的一点体会

金属活动性顺序这个实验，看起来简单，但想让学生真正理解背后的化学原理，需要花点心思。我在金博教育带了这个实验几次，每次都有新的体会。有时候是学生问的问题让我意识到之前的讲解不够清楚，有时候是某个学生的实验方案让我眼前一亮。

做化学实验最大的魅力在于，你永远不知道学生会问出什么奇奇怪怪的问题。上次有个学生问我："老师，既然钾钙钠这么活泼，为什么人体里还有钠离子？这不会有问题吗？"这个问题我花了整整一堂课才解释清楚，从离子稳定性、溶液环境、生物学意义等多个角度。从那以后，我就养成了一个习惯：每次备课时，都会预留时间处理"意外问题"。

化学不是一门死记硬背的学科，它是需要理解、观察、思考的。金属活动性顺序这张表，背下来只是第一步，更重要的是理解为什么会有这样的顺序，以及这个顺序能解释什么现象。我希望通过这样的实验探究，学生们不仅能掌握知识点，更能培养起对化学的兴趣，学会用化学的眼光看世界。