置换反应的类型及划分
根据反应环境分类
根据反应环境的类别,置换反应有以下2种情况:
(1)固态置换在加热或高温条件下固体与固体或固体与气体发生的置换反应。
(2)液态置换在水溶液中进行的置换反应。
1、金属跟酸的置换:金属原子与酸溶液中氢离子(H+)之间的反应
特别注意:(1)不能用浓硫酸,硝酸等有强氧化性的酸,它们反应时,先将金属氧化成对应氧化物,氧化物再溶于酸中,然后继续氧化、溶解,反应得以继续。(2)金属在活动性顺序表中需位于氢(H)之前
镁和酸反应【Mg+2H+====Mg2++H2↑】
铝和酸反应【2Al+6H+====2Al3++3H2↑】
锌和酸反应【Zn+2H+====Zn2++H2↑】
铁和酸反应【Fe+2H+====Fe2++H2↑】(一般情况下,铁与酸反应生成二价铁)
2、金属跟盐溶液的置换:金属原子跟盐溶液中较不活泼金属的阳离子发生置换
特别注意:置换需满足金属活动性顺序表先后次序
锌置换亚铁【Zn+Fe2+====Zn2++Fe】
铁置换铜【Fe+Cu2+====Fe2++Cu】
铜置换汞【Cu+Hg2+====Cu2++Hg】
根据元素性质分类
分类标准:按元素的性质划分,金属与非金属单质间的置换
1、金属单质置换金属单质
铝热反应【2yAl+3MxOy==高温==yAl₂O₃+3xM(M为金属元素)】(引自铝热反应词条)铝置换铁【(氧化铁)2Al+Fe2O3==高温==2Fe+Al2O3】【(四氧化三铁)8Al+3Fe3O4==高温==4Al2O3+9Fe】Al还可与V2O5,CrO3,WO3,MnO2等发生置换,详见铝热反应词条
满足金属活动性顺序表的金属置换如:铁置换铜【Fe+Cu2+====Fe2++Cu】(图文不匹配)
2、金属单质置换非金属单质
锌和盐酸反应【Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑】
钠和水反应【2Na+2H2O====2NaOH+H2↑】
镁在二氧化碳中燃烧【2Mg+CO2==点燃==2MgO+C】
红热的铁和水蒸气反应【3Fe+4H2O(g)==高温==Fe3O4+4H2】(H2不标气体符号)
钠在二氧化碳中燃烧【4Na+3CO2====2Na2CO3+C】
3、非金属单质置换金属单质
碳还原氧化铜【C+2CuO==高温==2Cu+CO2↑】
4、非金属单质置换非金属单质
氟气溶于水【2F2+2H2O====4HF+O2】(O2不标气体符号)
碳还原二氧化硅【2C+SiO2==高温==Si+2CO↑】
碳和水蒸气反应【C+H2O==高温==CO+H2】(不标气体符号)
氢气还原四氯化硅【2H2+SiCl4==高温==Si+4HCl】(HCl不标气体符号)
氯气置换溴【Cl2+2NaBr====Br2+2NaCl】
溴置换碘【Br2+2HI====2HBr+I2】
氧气和硫化氢反应【O2+2H2S====2S↓+2H2O】
根据元素周期表中位置分类
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
钠置换钾【Na+KCl==高温==NaCl+K↑】(一般是774℃)
钠置换氢【2Na+2H2O====2NaOH+H2↑】
氧置换硫【O2+2H2S====2S↓+2H2O】
碳置换硅【2C+SiO2==高温==Si+2CO↑】
氟置换氯【F2+2HCl====2HF+Cl2】(Cl2不标气体符号)
2、不同主族元素单质间的置换
镁置换氢【Mg+2H+====Mg2++H2↑】
铝置换氢【2Al+6H+====2Al3++3H2↑】
镁置换碳【2Mg+CO2==点燃==2MgO+C】
碳置换氢【C+H2O(g)==高温==CO+H2】(不标气体符号)
氢置换硅【2H2+SiCl4==高温==Si+4HCl】(HCl不标气体符号)
氯置换硫【H2S+Cl2====S↓+2HCl】
氯置换氮【8NH3+3Cl2====6NH4Cl+N2】
氧置换氮【4NH3+3O2==点燃==2N2+6H2O】(氨气在纯氧中燃烧)
3、主族元素单质置换副族元素的单质
铝置换铁【2Al+Fe2O3==高温==2Fe+Al2O3】(铝热)
碳置换铜【C+CuO==△==Cu+CO↑】
钠置换钛【4Na+TiCl4==高温==4NaCl+Ti】
4、副族元素的单质置换主族元素单质
铁置换氢【3Fe+4H2O(g)==高温==Fe3O4+4H2】(H2不标气体符号)
5、副族元素的单质置换副族元素的单质
铁置换铜【Fe+Cu2+====Fe2++Cu】
根据物质类别分类
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
(1)与H2O反应:生成物之一为H2
钠【2Na+2H2O====2NaOH+H2↑】
铁【3Fe+4H2O(g)==高温==Fe3O4+4H2】(H2不标气体符号)
氟【2F2+2H2O====4HF+O2】(O2不标气体符号)
碳【C+H2O(g)==高温==CO+H2】(不标气体符号)
(2)与CO2反应:生成物之一为C
镁【2Mg+CO2==点燃==2MgO+C】
钠【4Na+3CO2====2Na2CO3+C】
(3)与FeO反应:生成物之一为Fe
碳【C+FeO==高温==Fe+CO↑】
硅【Si+FeO==高温==2Fe+SiO2】
此类反应较多,在此不一一列举
2、单质与非氧化物发生置换反应
(1)和NH3反应:生成物之一为N2
氯【8NH3+3Cl2====6NH4Cl+N2】
氧【4NH3+3O2==点燃==2N2+6H2O】
(2)其它
氢置换硅【2H2+SiCl4==高温==Si+4HCl】(HCl不标气体符号)
氯置换硫【H2S+Cl2====S↓+2HCl】
各类金属置换酸中的H+(满足金属活动性顺序表)
此类反应较多,在此不一一列举