高中化学中的置换反应类型

高中化学中的置换反应类型

黄振虹

湖北省枣阳一中黄振虹

高中化学中的置换反应主要可以归纳为以下四种类型：

1.金属置换金属

（1）在金属活动顺序中，除了ⅠA族和ⅡA族的活泼金属外，前面的金属能把后面的金属从其盐溶液中置换出来。例如，

Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4，Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4

Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag

（2）铝热反应，铝粉和一些金属氧化物粉末在高温下反应。在工业上可用铝热反应冶炼一些难熔的金属，也可用来焊接钢轨。

例如，2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe

2Al＋3FeOAl2O3＋3Fe，2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr

4Al＋3MnO22Al2O3＋3Mn

（3）工业制钾：在熔融条件下，氯化钾与金属钠反应置换出钾。因钾的沸点比钠的低，钾蒸气首先从反应体系中挥发出来。

例如，KCl＋NaNaCl＋K↑

2.非金属置换非金属

（1）卤素单质间的置换反应。例如，

2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2，2KI＋Cl2===2KCl＋I2，2KI＋Br2===2KBr＋I2

2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2，2HI＋Cl2===2HCl＋I2，2HI＋Br2===2HBr＋I2

（2）工业制硅：在高温条件下，用碳还原二氧化硅制取粗硅，然后精制可得纯硅。

例如，SiO2＋2C2CO↑＋Si(粗硅)，SiCl4＋2H24HCl＋Si（纯硅）

（3）常温下，硅和氢氟酸反应生成氢气。

例如，Si＋4HF===SiF4＋2H2↑

（4）氨气和氯气不能共存，相遇会发生置换反应。

例如，8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2

（5）氟气与水在常温下剧烈反应生成氢氟酸，同时放出氧气。

例如，2H2O＋2F2===4HF＋O2

（6）较活泼的非金属单质置换出硫单质的有关反应。例如，

2H2S＋O22H2O＋2S↓，H2S＋Cl2===2HCl＋S↓

H2S＋Br2===2HBr＋S↓

Na2S＋Cl2===2NaCl＋S↓，Na2S＋I2===2NaI＋S↓

NaHS＋Cl2===NaCl＋HCl＋S↓，NaHS＋Br2===NaBr＋HBr＋S↓

NaHS＋I2===NaI＋HI＋S↓

（7）常温下，硅与强碱溶液反应置换出氢气。

例如，Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑

（8）在高温下，碳和水反应生成水煤气。

例如，C＋H2OCO＋H2

3.金属置换非金属

（1）ⅠA族、ⅡA族、ⅢA族等较活泼的金属与水反应置换出氢气。例如，

2Na＋2H2O(冷水)===2NaOH＋H2↑，Ca＋2H2O(冷水)===Ca(OH)2＋H2↑

Mg＋2H2O(沸水)===Mg(OH)2＋H2↑，2Al＋6H2O(沸水)===2Al(OH)3＋3H2↑

3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2↑

（2）活泼金属与醇的反应置换出氢气。

例如，2Na＋2CH3CH2OH→2CH3CH2ONa＋H2↑

（3）活泼金属与非氧化性强酸或弱酸反应置换出氢气。

例如，2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑

Mg＋H2SO4(稀)===MgSO4＋H2↑，Fe＋H2SO4(稀)===FeSO4＋H2↑

2Na＋2CH3COOH→2CH3COONa＋H2↑，Mg＋2CH3COOH→(CH3COO)2Mg＋H2↑

（4）金属铝与强碱溶液在常温下反应置换出氢气

例如，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

（5）金属镁在非金属氧化物中燃烧。

例如，2Mg＋CO22MgO＋C

4.非金属置换金属

（1）工业上冶炼铁的有关置换反应。

例如，Fe2O3＋3C2Fe＋3CO↑

（2）在加热条件下，氢气可还原氧化铁、氧化铜等。

例如，Fe2O3＋3H22Fe＋3H2O，CuO＋H2Cu＋H2O