置换反应类型归纳

中学化学中常见置换反应类型归纳

置换反应类型在解答无机框图推断题过程中具有其特殊的功用，其特殊形式往往成为解题的重要突破口。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，金属与金属单质间的置换、金属与非金属单质间的置换。

1、金属单质置换金属单质

（1）铝热反应：2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe （Al还可与Fe3O4、V2O5、CrO3、WO3、MnO2等发生置换。Al与V2O5或CrO3等金属氧化物组成的混合物，也称为铝热剂。）

FeSO4+Cu（湿法冶铜）Zn＋FeCl3Fe＋ZnCl2

（2）溶液中：Fe+CuSO

（3）Na与金属熔融盐反应冶炼钛（Ti）、钽（Ta）、铌（Nb）、锆（Zr）等稀有金属。

（谐音记忆：泰坦尼克号，实际最后一个字读gao）Na+TiCl44NaCl+Ti ※（4）工业上制取金属钾的原理：Na＋KCl NaCl＋K↑。（说明：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，促使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↑的原理与此类似。

2、金属单质置换非金属单质

（1）极活泼金属与水或醇反应：2Na+2H 2O2NaOH+H2↑

2 CH

CH2OH＋2 Na 2CH3CH2ONa＋H2↑

活泼金属与非氧化性酸（HCl或稀硫酸）反应：

Zn+H2SO4 Zn+ ZnSO4 +H2↑（实验室制取氢气）

Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑（只生成亚铁盐）

（2）2Mg+CO22MgO+C

（3）3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 △

3、非金属单质置换金属单质(在干态条件下反应)

（1）H2+CuO△Cu+H2O

（2）3C+Fe2O32Fe+3CO Si+2FeO2Fe+SiO2

※备注：反应（1）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。

4、非金属单质置换非金属单质

Cl2+2 NaI 2NaCl+I2 H2S+Cl2S↓+2HCl

S+O22S↓+2H2O 3Cl2+8NH36NH4Cl+N2

2H

3Cl2+2NH3=6HCl+N2 ※4NH3+3O22N2+6H2O

2F 2+2H2O4HF+O24HF +Si SiF+2H2

2C+SiO2Si+2CO（此处不能写成CO2）

C+H2O CO+H2（制取水煤气）2H2+SiCl4Si+4HCl

二、按元素在周期表的位置划分，同族元素单质间的置换、不同族元素单质间的置换；

主族元素单质置换副族元素的单质、副族元素的单质置换主族元素单质。

1、同主族元素单质间的置换

Na+KCl NaCl+K 2Na+2H 2O2NaOH+H2

2H2S+O22S+2H2O 2C+SiO2Si+2CO

+2HI2HCl+I2F2+2HCl2HF+Cl2

Cl

2、不同主族元素单质间的置换

3、主族元素单质置换副族元素的单质

H2+CuO△Cu+H2O 2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe

C+CuO Cu+CO Na+TiCl44NaCl+Ti

4、副族元素的单质置换主族元素单质

O(g)Fe3O4+4H2Zn+2H+Zn2++H2

3Fe+4H

5、副族元素的单质置换副族元素的单质

Fe+CuSO

FeSO4+Cu

三、特殊电子微粒间的置换反应

（1）10电子物质参与的置换反应：

水参与的反应：金属+4H2O H2 2F2+2H2O 4HF+O2C+H2O CO+H2

3Cl2+8NH36NH4Cl+N2

（2）18电子物质参与的置换反应：

金属+HCl H 2 2F 2+2H 2O 4HF+O 2 2H 2S+O 2 2S+2H 2O

H 2S+Cl 2 S ↓+2HCl

（3）14电子产物的置换反应：

C+H 2O CO+H 2 3Cl 2+8NH 3 6NH 4Cl+N 2 2C+SiO 2 Si+2 CO

四、应用举例

【例】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+O 22S+2H 2O ；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+SiO 2

Si+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： ① X Al Z Cl 2 ②X Mg Z O 2

针对练习

1、X 、Y 、Z 为三种种常见的单质，Z 为绿色植物光合作用

后的产物之一，A 、B 为常见的化合物。它们在一定条件下可以

发生如图所示转化关系（均不是在溶液中进行的反应）

（以下每空中填入一种即可）。

（1）当X 、Y 均为金属时，Y 的化学式为 ，

B 的化学式为 。