置换反应特殊的功用

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、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+H22Mg+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+O22C+SiO2= Si+2CO

C+H2O= CO+H22H2+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+2HI2HCl+I2F2+2HCl2HF+Cl2

2、不同主族元素单质间的置换

Mg+2HCl MgCl2+H22Mg+CO22MgO+C

2Al+6HCl2AlCl3+3H22F2+2H2O4HF+O2C+H2O CO+H2

2H2+SiCl4Si+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+TiCl44NaCl+Ti

4、副族元素的单质置换主族元素单质

3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2Zn+2H+Zn2++H2

5、副族元素的单质置换副族元素的单质

Fe+CuSO4FeSO4+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+2H 2O

2NaOH+H 2 2Mg+CO 2 2MgO+C 3Fe+4H 2O(g)

Fe 3O 4+4H 2 H 2+CuO Cu+H 2O C+FeO

Fe+CO 2F 2+2H 2O 4HF+O 2 2C+SiO 2

Si+2CO 2Al+Fe 2O 3Al 2O 3+2Fe C+H 2O

CO+H 2 2H 2+SiCl 4Si+4HCl Si+2FeO 2Fe+SiO 2 3H 2+Fe 2O 32Fe+3H 2O

2、单质与非氧化物发生置换反应

2H 2+SiCl 4

Si+4HCl H2S+Cl 2S+2HCl 3Cl 2+8NH 3

6NH 4Cl+N 2 4NH 3+3O 22N 2+6H 2O Mg+2HCl

MgCl 2+H 2 2Al+6HCl 2AlCl 3+3H 2

四、应用举例

22．（8分）X 、Y 、Z 为短周期元素的单质，U 、V 为它们的化合物，这些物质之间的关系如

右图所示，其中反应条件和某些产物已经略去：

(1)如果X 、Y 的组成元素是同主族的，写出反应I 的化学反应方程式：

①若已知V 是水： 。

②若已知U 、V 均为氧化物： 。

(2)如果X 、Y 的组成元素不同主族时，按下列要求回答问题。

①若X 组成元素是地壳中含量最多的金属元素时，则X 、Y 、

Z 的化学式是：X 为 ；Y 为 ；Z

为 。

②若Y 组成元素在自然界中形成的化合物种类最多时，则V 、U 的化学式是：V

为 ；U 为 。

③若Z 是通常情况下密度最小的物质，则反应I 的化学反应方程式： 。

22.（1）①222222H S O S H O +=+ ②222C SiO Si CO +=+↑

（2）①22;;Al H Cl ②2;MgO CO ③222224F H O HF O +=+ 四、应用举例

[题目]X、Y、Z是短周期元素的单质，A、B是它们的化合物物质之间的转化关系如图（其中反应条件和某些生成物已略去）（1）如果X、Y的组成元素是同主族时，按下列要求写出反应的化学方程式：

①已知A、B是水②已知A、B都是氧化物

（2）如果X、Y的组成元素不是同一主族时，按下列要求写出X、Y、Z的化学式：

①若X的组成元素是地壳中含量最多的金属元素，则X Z

②若Y的成元素在自然界中形成的化合物种类最多，则X Z

[分析]（1）此题的关键是抓住"A+X B+Y"这个置换反应来分析。因X、Y是同主族元素单质间的置换，若A、B又都是水，根据上述第二种分类中的第一条可知，那①的反应唯一只能是2H 2S+O22S+2H2O ；根据上述第三种分类中的第二条和第二种分类中的第一条

可知，若A、B 都是氧化物，那②的反应只能是2C+SiO2Si+2CO ；

（2）根据上述第二种分类中的第二条可知，X、Y为不同的主族，又根据①②的限制条件，得出①②两问的答案分别为：①X Al Z Cl2②X Mg Z O2