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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。<
/p>
1
、金属单质置换金属单质
（
1
）
铝热反应
：
2Al+Fe
< br>2
O
3
Al
2
O
3
+2Fe
（
Al
还可与
Fe
3
O
4
、
V
2
O
5
、
CrO
3
、
WO
3
、
MnO
2
等发生置换
。
Al
与
V
2
O
5
或
CrO
3
等金属氧化物组成的混合物，也称为铝热剂。）
（
2
）溶液
中：
Fe+CuSO
4
FeSO
4
+Cu
（湿法冶铜）
Zn
＋
FeCl
3
Fe
＋
ZnCl
2
（
3
）
Na
< br>与金属熔融盐反应冶炼钛（
Ti
）、钽（
Ta
）、铌（
Nb
）、锆（<
/p>
Zr
）等稀有金属。
< br>（谐音记忆：泰坦尼克号，实际最后一个字读
gao
）<
/p>
Na+TiCl
4
4NaCl+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
MgC
l
2
＋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
2
O
2Na
OH+H
2
↑
2 C
H
3
CH
2
O
H
＋
2 Na
1
2CH
3
C
H
2
ONa
＋
H
2
↑
活泼
金属与非氧化性酸（
HCl
或稀硫酸）反应：
< br>
Zn+H
2
SO
4
Zn+ ZnSO
4
+H
2
↑
（实验室制取氢气）
Fe
＋
2HCl=F
eCl
2
＋
H
2
↑
（只生成亚铁盐）
（
2
）
2Mg+CO
2
2MgO+C
△
（
3
）
3Fe+4H
2
O(g)
Fe
3
O
4
+4H
2
？
3
、非金
属单质置换金属单质
(
在干态条件下反应
)
△
（
1
）
H
2
+CuO
Cu+H
2
O
（
2
）
3C+Fe
2
O
3
2Fe+3CO
Si+2FeO
2Fe+SiO
2
※
备注：反应（
1
）不能说明
H
2
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
H
2
O
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
Cl
2
+2 NaI
2NaCl+I
2
H
2
S+C
l
2
S
↓
+2HCl
2H
2
S+O
2
< br>
2S
↓
+2H
2
O
3Cl
2
+
8NH
3
6NH
4
Cl+N
2
3Cl
2
+2NH
3
=6HCl
+N
2
※
4NH
3
+3O
2
2
F
2
+2H
2
O
2C+SiO
2
4HF+O
2
4HF +Si
SiF+2H
2
2N
2
+6H
2
< br>O
Si+2CO
（此处不能写
成
CO
2
）
C+H
2
O
CO+H
2
（制取水煤气）
2H<
/p>
2
+SiCl
4
Si+4HCl
2
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
2
O
2NaOH+H
2
2H
2
S+
O
2
2S+2H
2
O
2C+SiO
2
Si+2CO
Cl
2
+2HI
2HCl+I
2<
/p>
F
2
+2HCl
2HF+Cl
2
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
△
H
2
+CuO
Cu+H
2
O
2Al
+Fe
2
O
3
Al
2
O
3
+
2Fe
C+CuO
Cu+CO
Na+TiCl
4
4NaCl+Ti
4
、副族元素的单质置换主族元素单质
3Fe+4H
2
O(g)
Fe
3
O
4
+4H
2
Zn+2H
+
Zn
2+
+H
2
5
、副族元素的单质置换副族元素的单质
Fe+CuSO
4
FeSO
4
+Cu
三、特殊电子微粒间的置换反应
（<
/p>
1
）
10
电子物
质参与的置换反应：
水参与的反应：金属
+4H
2
O
H
2
<
/p>
2F
2
+2H
2
O
4HF+O
2
C+H
2
O
CO+H
2
3Cl
2
+8NH
3
6NH
4
Cl+N
2
（
2
）
18
电子物质参与的置换反应：
3
金属
+HCl
H
2
2F
2
+2
H
2
O
4HF+O
2
2H
2
S+O
2
2S+2H
2
O
H
2
S+Cl
2<
/p>
S
↓
+2HCl
（
3
）
14
电子产物的置换反应：
C+H
2
O
CO+H
2
3Cl
2
+8NH
3
6NH
4
C
l+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）
。
Z
Y
A
Z
X
B
（
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<
/p>
、
B
是水
②
已知
A<
/p>
、
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
只能是
2H
2
S+O
2
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
< br>2S+2H
2
O
；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
Si+2CO
；
知，若
A
、
B
都是氧化物，那②
的反应只能是
2C+SiO
2
（
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①
②
的限制条件，
得出①
②
两问的答案分别为：
①
X
Al
Z
Cl
2
②
X Mg
Z
O
2
针对练习
1
、
X
、
Y<
/p>
、
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
< br>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
。
4
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