化学家园

在化学中，有个反应叫置换反应，是一种单质跟一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的化学反应。置换反应类型在解答无机框图推断试题过程中具有其特殊的功用，以其特殊的形式往往成为解题的突破口。但由于学生在学习过程中，不善于积累，缺乏总结，置换反应的实例在头脑中没贮存多少，因而对这类试题总是感到束手无策。现将置换反应的实例类型归纳如下：

一、金属置换出金属

Zn＋CuSO₄=ZnSO₄＋Cu

说明：还原性强的把还原性弱的置换出来

   2Al＋Fe₂O₃====Al₂O₃＋2Fe 发生反应，说明Al元素的的还原性比Fe元素的还原性强。同理Al与V₂O₅、CrO₃等金属氧化物组成的混合物，也称为铝热剂。发生类似反应，说明Al比V、Cr等金属还原性强。

工业上制取金属钾的原理：Na＋KCl===NaCl＋K↑。这个反应发生，不能说明Na的还原性比K强。其原因是，在熔融状态下，金属钾已经变为蒸汽，从化学平衡的角度来说，及时将生成的钾蒸汽从平衡体系中抽走，平衡向正反应方向进行。所以反应能进行到底。

反应Mg＋2RbCl=MgCl₂＋2Rb↑的原理相类似。

过量的Zn与FeCl₃溶液发生反应：3Zn＋2FeCl₃=3ZnCl₂＋2Fe

此反应相当于Zn＋FeCl₃=ZnCl₂＋FeCl₂、Zn＋FeCl₂=ZnCl₂＋Fe两个方程式叠加的结果。

2Na＋2H₂O=2NaOH＋H₂↑

2Na＋2CH₃CH₂OH=2CH₃CH₂ONa＋H₂↑

Fe＋2HCl=FeCl₂＋H₂↑

Mg+2HCl=MgCl₂+H₂      

点燃

2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂

高温

2Mg＋CO₂====2MgO＋C

3Fe＋4H₂O(g)===Fe₃O₄＋4H₂

三、非金属置换出金属(在干态条件下反应)

        H₂＋CuO===Cu＋H₂O；此反应不能说明H₂的还原性比Cu强。因为发生反应的条件比较特殊，在干态高温条件下，生成的H₂O脱离了反应体系，从而使反应能进行到底。同理炼铁发生反应   3C＋2Fe₂O₃==4Fe＋3CO₂

四、非金属置换出非金属

卤素间的置换反应：

Cl₂＋2NaBr=2NaCl＋Br₂；说明Cl₂的氧化性比Br₂的氧化性强

Br₂＋2KI=2KBr＋I₂；说明Br₂的氧化性比I₂的氧化性强

2F₂＋2H₂O=4HF＋O₂；说明F₂的氧化性比O₂的氧化性强

2H₂S＋O₂=2H₂O＋S↓；说明O₂的氧化性比S的氧化性强

2H₂S＋Cl₂=2HCl＋S↓；说明Cl₂的氧化性比S的氧化性强

C＋H₂O==CO＋H₂

2C＋SiO₂===Si＋2CO(此反应产物一定是CO，而不是CO₂)

一、按元素的性质划分，金属与非金属单质间的置换。
    1、金属置单质换金属单质
    2Al+Fe₂O₃ =Al₂O₃+2Fe
（铝热反应。Al还可与V₂O₅、CrO₃、WO₃、MnO₂等发生置换） Fe+CuSO₄ =FeSO₄+Cu
    2、金属单质置换非金属单质
    2Na+2H₂O =2NaOH+H₂      2Mg+CO₂ =2MgO+C
    3Fe+4H₂O(g)= Fe₃O₄+4H₂
    3、非金属单质置换金属单质
    H₂+CuO= Cu+H₂O       C+FeO= Fe+CO      Si+2FeO= 2Fe+SiO₂
    4、非金属单质置换非金属单质
    2F₂+2H₂O= 4HF+O₂     2C+SiO₂ =Si+2CO
    C+H₂O =CO+H₂     2H₂+SiCl₄ =Si+4HCl

二、按元素在周期表的位置划分，同族元素单质间的置换与不同族元素单质间的置换。
    1、同主族元素单质间的置换
    Na+KCl= NaCl+K     2Na+2H₂O= 2NaOH+H₂
    2H₂S+O₂ =2S+2H₂O   2C+SiO₂= Si+2CO
    Cl₂+2HI=2HCl+I₂     F₂+2HCl=2HF+Cl₂
    2、不同主族元素单质间的置换
    Mg+2HCl= MgCl₂+H₂     2Mg+CO₂=2MgO+C
    2Al+6HCl= 2AlCl₃+3H₂    2F₂+2H₂O= 4HF+O₂     C+H₂O= CO+H₂    2H₂+SiCl₄= Si+4HCl
    H₂S+Cl₂ =S+2HCl    3Cl₂+8NH₃=6NH₄Cl+N₂
    4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O
    3、主族元素单质置换副族元素的单质
     H₂+CuO= Cu+H₂O 2Al+Fe₂O₃=Al₂O₃+2Fe
     C+CuO=Cu+CO   2Al+3Hg²⁺ =2Al³⁺+3Hg
     Na+TiCl₄ =4NaCl+Ti
    4、副族元素的单质置换主族元素单质
     3Fe+4H₂O(g)= Fe₃O₄+4H₂     Zn+2H⁺ =Zn²⁺+H₂
    5、副族元素的单质置换副族元素的单质
     Fe+CuSO₄ =FeSO₄+Cu

三、按物质类别划分，单质与氧化物间的置换和单质与非氧化物间的置换。
    1、单质与氧化物发生置换反应
           2Na+2H₂O=2NaOH+H₂     2Mg+CO₂  =2MgO+C
           3Fe+4H₂O(g)= Fe₃O₄+4H₂     H₂+CuO=Cu+H₂O
           C+FeO=Fe+CO      2F₂+2H₂O=4HF+O₂
           2C+SiO₂=Si+2CO    2Al+Fe₂O₃₌Al₂O₃+2Fe
            C+H₂O=CO+H₂      2H₂+SiCl₄=Si+4HCl
           Si+2FeO=2Fe+SiO₂    3H₂+Fe₂O₃=2Fe+3H₂O
2、单质与非氧化物发生置换反应
        2H₂+SiCl₄=Si+4HCl      H₂S+Cl₂=S+2HCl
        3Cl₂+8NH₃=6NH₄Cl+N₂     4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O

相关习题

1、中学化学常见物质间的转化关系，推断并完成下列空白：

⑴当A为两种非金属元素所组成的化合物时，化合物A的电子式：_________化合物B的电子式：___________单质乙的同素异形体的化学式：__________________________________

反应①的化学方程式：__________________________________________________________。

⑵当A为金属元素与非金属元素所组成的化合物时，化合物B的化学式为______________

单质甲少量时反应①的离子方程式为______________________________________________。

单质甲过量时反应①的离子方程式为______________________________________________。

(A)若A是金属，则B可能是金属，也可能是非金属

(B)若A是非金属，则B可能是金属，也可能是非金属

(C)若甲是酸，则A可能是金属，也可能是非金属

(D)若甲是盐，则A可能是金属，也可能是非金属