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链接4：置换反应专题[宝典] 案例:《置换反应》专题 一、概念:一种单质跟一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的化学反应。 实质:氧化还原反应 二、置换反应类型: (一)中学常见的置换反应 1(活泼金属与冷水反应置换出氢气; 2(碳、铁等在高温下与水蒸气反应置换出氢气;镁与热水反应置换出氢气; 3(氟气与水反应置换出氧气; 4(排在金属活动顺序氢以前的金属与盐酸、稀硫酸等置换出氢气; 5(较活泼金属与盐溶液反应置换出不活泼金属; 6(较活泼的非金属与无氧酸或盐溶液置换出不泼非金属; 7(氢气、碳单质与金属氧化物的置换反应; 8(碳单质还原SiO制粗硅; 2 9(铝等活泼金属与金属氧化物的反应; (镁与CO的置换反应。 102 (二)按元素在周期表的位置 1(同周期元素之间的置换 第二周期:如2F+2HO,4HF+O 第三周期:如Cl+HS,2HCl+S22222 2(同主族元素之间的置换 第?A族:如2Na+2HO,2NaOH+H? 第?A族:如SiO，2CSi222，2CO? 第?A族:如O+2HS,2HO+2S 第?A族:如Cl+2KBr,2KCl+Br22222 3(不同主族元素单质间的置换 Mg+2HCl,MgCl+H? 、2Al+6HCl,2AlCl+3H?、2232 2Mg+CO2MgO+C、2F+2HO,4HF+O、C+HOCO+H、Cl+HS22222222,2HCl+S、3Cl+8NH,6NHCl+N 2342 4(过渡金属参与的置换 Fe+CuSO,FeSO+Cu、H+CuOCu+HO、4422 2Al+FeOAlO+2Fe、3Fe+4HO(g)FeO+4H、Zn+2HCl,ZnCl+H2323234222?、Cu+2AgNO,Cu(NO)+2Ag 332 (三)按单质的类别 1(金属单质置换金属单质 2Al+FeOAlO+2Fe、Fe+CuSO,FeSO+Cu 232344 2(金属单质置换非金属单质 2Na+2HO,2NaOH+H?、3Fe+4HO(g)FeO+4H、Zn+2HCl,222342ZnCl+H?、2Mg+CO2MgO+C 222 3(非金属单质置换金属单质 H+CuOCu+HO、C+FeOFe+CO? 22 4(非金属单质置换非金属单质 2F+2HO,4HF+O、Cl+HS,2HCl+S、Cl+2KI,2KCl+I、3Cl+8NH222222223,6NHCl+N 42 (四)按化合物类别 1(氧化物参加: (1)2Mg+CO2MgO+C、SiO，2CSi，2CO?、22 H+CuOCu+HO、2Al+FeOAlO+2Fe 222323 (2)HO参加: 2 3Fe+4HO(g)FeO+4H、2Na+2HO,2NaOH+H?、234222 C+HOCO+H、2F+2HO,4HF+O、Mg，2HOMg(OH)，H?22222222 2(酸参加: Mg+2HCl,MgCl+H?、Cl+HS,2HCl+S?、Cl+2HBr,2HCl+Br222222 3(盐溶液参加: Fe+CuSO,FeSO+Cu、Br+2KI,2KBr+I、Cl+NaS,2NaCl+S?442222 三、高考题中的置换反应 1((2006年全国理综I卷27)置换反应的通式可以表示为: 单质(1)+化合物(1)化合物(2)+单质(2) 请写出满足以下的3个置换反应的化学方程式: ? 所涉及的元素的原子序数都小于20; ? 6种单质分属6个不同的主族。 【】2Mg+CO2MgO+C、2Al+6HCl,2AlCl+3H?、2F+2HO23222,4HF+O 2 (1)同主族单质的置换反应不给分; (2)所写化学方程式中，同主族的单质出现重复的且均为正确的，只按一个方程式计分; (3)需要注明反应条件而没注明的或写错了条件的，而方程式没错误的扣1分; (4)反应方程式中反应物、生成物均正确，若没有配平的扣3分(因考虑推理的过程); (5)符合题意的方程式均给分，如:Mg+2HCl,MgCl+H?、Si+4HF,22SiF+2H?、3O+4NH 2N+6HO、C+HO(g)CO+H、42232222Mg+2HOMg(OH)+H?等。 222 2((2006年全国理综II卷28)以下一些氧化物和单质之间可以发生如下图所示的反应: 氧化物? 单质? 高温 ? 氧化物? 氧化物? 高温 ? 加氧氧化物? 单质? 气 高温 ? 单质? 氧化物? 其中，氧化物(I)是红棕色固体，氧化物(II)、(III)、(IV)在反应条件下都是气体。 (1)氧化物(I)的化学式(分子式)是 。氧化物(II)的化学式(分子式)是 。 (2)反应?的化学方程式 是 。 反应?的化学方程式 是 。 反应?的化学方程式 是 。 【答案】(1)FeO;CO 23 (2)?FeO，3CO2Fe，3CO?CO，HOCO，H232 222 ?C，HOCO，H (如写可逆号，同样给分) 22 3((2007年北京理综27)某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行研究。 (1)下表为“铝与氯化铜溶液反应”实验的一部分: 实验步骤 实验现象 将打磨过的铝片,过量,放入一定产生气泡～析出疏松的红色固 浓度的CuCl溶液中。 体～溶液逐渐变为无色。 2 反应结束后分离出溶液备用 红色固体用蒸馏水洗涤后～置于潮一段时间后固体由红色变为绿 湿空气中。 色[视其主要成分为Cu(OH)CO] 223 按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个(是离子反应的只写离子方程式) 置换反应 ; 化合反应 。 (2)用石墨作电极，电解上述实验分离出的溶液，两极产生气泡。持续电解，在阴极附近的溶液中还可以观察到的现象 是 。 解释此现象的离子方程式 是 。 (3)工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO)反应来。2 ? 用铝与软锰矿冶炼锰的原理是(用化学方程式来表 示) 。 ? MnO在HO分解反应中作催化剂。若将适量MnO加入酸化的HO2222222+的溶液中，MnO溶解产生Mn，该反应的离子方程式2 是 。 +3+2+3+【答案】(1) 2Al+6H,2Al+3H?或2Al+3Cu,2Al+3Cu;2 2Cu+O+HO+CO,Cu(OH)CO2222233+-(2)白色沉淀生成，后沉淀逐渐溶解至消失;Al+3OH,Al(OH)?;3--Al(OH)+OH,AlO+2HO 322 +2+(3) ?3MnO+4Al3Mn+2AlO ?MnO+HO+2H,Mn+O?223 2222+2HO 2 四、拓展练习 1(已知A、B为单质，甲、乙为化合物，且A与甲的水溶液能发生如下反应:A+甲,B+乙，则下列判断中错误的是( ) A(若A是金属，则B可能是金属，也可能是非金属 B(若A是非金属，则B可能是金属，也可能是非金属 C(若甲是酸，则A可能是金属，也可能是非金属 D(若甲是盐，则A可能是金属，也可能是非金属 2(A、B、C是三种短周期元素的单质，甲、乙是两种常见的化合物。这些化合物和单质之间存在如下图所示的关系。 据此判断: (1)在甲、乙两种化合物中，不含有组成A元素的化合物是_____，不含组成B元素的化合物是_______(填“甲”、“乙”)。 (2)单质A是_____(填“金属”、“非金属”或“既可以是金属又可以是非金属”)。 (3)若单质A是______，则单质B、C分别_________;若单质A是______，则单B、C分别是_____;若单质A是____，则单质B、C分别是_________。 3(已知单质甲、乙、丙和化合物A、B、C有如下图所示转化关系: (1)若甲在转化中为还原剂，是常见金属，乙是常见非金属固态单质，且甲、乙、丙都由短周期元素组成，则A的结构式是 ;B的电子 ，A与甲反应的化学方程式是 式是 (2)若甲在转化中为氧化剂，是常见非金属气态单质，丙是常见金属，甲、乙、丙中甲由短周期元素组成，乙与甲同主族、与丙同周期，乙也有强氧化性，且反应都在溶液中通常条件下进行，则: ?A与乙反应的离子方程式 为: 。 ?C与丙反应的离子方程式 为: 。 当A与甲的物质的量之比为2:3时，A与甲恰好完全反应，且符合上图所示转化关系，则反应的离子方程式为: ________________________________________________。 4(A、B、C、D、E、F六种物质的相互转化关系如下图所示(反应条件未标出)，其中反应?是置换反应。 (1)若A、D、F都是非金属单质，且A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，则反应?的化学方程式是___________。 (2)若A是常见的金属单质，D、F是气态单质，反应??均在水溶液中进行的，则E的水溶液显酸性，其原因是(用离子方程式表 示)______________________;已知1 g D与F反应生成B时放出92.3 kJ热量，写出该反应的热化学方程式________________________。 (3)若B、C、F都是气态单质，且B有毒，?和?两个反应中都有水生成，反应?需要放电才能发生， A、D相遇有白烟生成， 则反应?的化学方程式是______________________________。 (4)若A、D为短周期元素单质，且所含元素的原子序数A是D的2倍，所含元素的原子核外最外层电子数D是A的2倍，?和?两个反应中都有红棕色气体生成，则反应?中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 _____________。