化学自习室移动版

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。

二、金属置换出非金属

2Na＋2H₂O=2NaOH＋H₂↑

2Na＋2CH₃CH₂OH=2CH₃CH₂ONa＋H₂↑

Fe＋2HCl=FeCl₂＋H₂↑

Mg＋2HCl=MgCl₂＋H₂

2Al＋6HCl=2AlCl₃＋3H₂

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)

也有按其它标准将置换反应进行分类总结，如：

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 

₂＋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＋3Hg^2＋=2Al^3＋＋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^＋ =Zn^2＋＋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