根據反應環境分類
根據反應環境的類別,置換反應有以下2種情況:
(1)固態置換在加熱或高溫條件下固體與固體或固體與氣體發生的置換反應。
(2)液態置換在水溶液中進行的置換反應。
1、金屬跟酸的置換:金屬原子與酸溶液中氫離子(H+)之間的反應
特別注意:(1)不能用濃硫酸,硝酸等有強氧化性的酸,它們反應時,先將金屬氧化成對應氧化物,氧化物再溶于酸中,然后繼續氧化、溶解,反應得以繼續。(2)金屬在活動性順序表中需位于氫(H)之前
鎂和酸反應【Mg+2H+====Mg2++H2↑】
鋁和酸反應【2Al+6H+====2Al3++3H2↑】
鋅和酸反應【Zn+2H+====Zn2++H2↑】
鐵和酸反應【Fe+2H+====Fe2++H2↑】(一般情況下,鐵與酸反應生成二價鐵)
2、金屬跟鹽溶液的置換:金屬原子跟鹽溶液中較不活潑金屬的陽離子發生置換
特別注意:置換需滿足金屬活動性順序表先后次序
鋅置換亞鐵【Zn+Fe2+====Zn2++Fe】
鐵置換銅【Fe+Cu2+====Fe2++Cu】
銅置換汞【Cu+Hg2+====Cu2++Hg】
根據元素性質分類
分類標準:按元素的性質劃分,金屬與非金屬單質間的置換
1、金屬單質置換金屬單質
鋁熱反應【2yAl+3MxOy==高溫==yAl?O?+3xM(M為金屬元素)】(引自鋁熱反應詞條)鋁置換鐵【(氧化鐵)2Al+Fe2O3==高溫==2Fe+Al2O3】【(四氧化三鐵)8Al+3Fe3O4==高溫==4Al2O3+9Fe】Al還可與V2O5,CrO3,WO3,MnO2等發生置換,詳見鋁熱反應詞條
滿足金屬活動性順序表的金屬置換如:鐵置換銅【Fe+Cu2+====Fe2++Cu】(圖文不匹配)
2、金屬單質置換非金屬單質
鋅和鹽酸反應【Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑】
鈉和水反應【2Na+2H2O====2NaOH+H2↑】
鎂在二氧化碳中燃燒【2Mg+CO2==點燃==2MgO+C】
紅熱的鐵和水蒸氣反應【3Fe+4H2O(g)==高溫==Fe3O4+4H2】(H2不標氣體符號)
鈉在二氧化碳中燃燒【4Na+3CO2====2Na2CO3+C】
3、非金屬單質置換金屬單質
碳還原氧化銅【C+2CuO==高溫==2Cu+CO2↑】
4、非金屬單質置換非金屬單質
氟氣溶于水【2F2+2H2O====4HF+O2】(O2不標氣體符號)
碳還原二氧化硅【2C+SiO2==高溫==Si+2CO↑】
碳和水蒸氣反應【C+H2O==高溫==CO+H2】(不標氣體符號)
氫氣還原四氯化硅【2H2+SiCl4==高溫==Si+4HCl】(HCl不標氣體符號)
氯氣置換溴【Cl2+2NaBr====Br2+2NaCl】
溴置換碘【Br2+2HI====2HBr+I2】
氧氣和硫化氫反應【O2+2H2S====2S↓+2H2O】
根據元素周期表中位置分類
按元素在周期表的位置劃分,同族元素單質間的置換與不同族元素單質間的置換。
1、同主族元素單質間的置換
鈉置換鉀【Na+KCl==高溫==NaCl+K↑】(一般是774℃)
鈉置換氫【2Na+2H2O====2NaOH+H2↑】
氧置換硫【O2+2H2S====2S↓+2H2O】
碳置換硅【2C+SiO2==高溫==Si+2CO↑】
氟置換氯【F2+2HCl====2HF+Cl2】(Cl2不標氣體符號)
2、不同主族元素單質間的置換
鎂置換氫【Mg+2H+====Mg2++H2↑】
鋁置換氫【2Al+6H+====2Al3++3H2↑】
鎂置換碳【2Mg+CO2==點燃==2MgO+C】
碳置換氫【C+H2O(g)==高溫==CO+H2】(不標氣體符號)
氫置換硅【2H2+SiCl4==高溫==Si+4HCl】(HCl不標氣體符號)
氯置換硫【H2S+Cl2====S↓+2HCl】
氯置換氮【8NH3+3Cl2====6NH4Cl+N2】
氧置換氮【4NH3+3O2==點燃==2N2+6H2O】(氨氣在純氧中燃燒)
3、主族元素單質置換副族元素的單質
鋁置換鐵【2Al+Fe2O3==高溫==2Fe+Al2O3】(鋁熱)
碳置換銅【C+CuO==△==Cu+CO↑】
鈉置換鈦【4Na+TiCl4==高溫==4NaCl+Ti】
4、副族元素的單質置換主族元素單質
鐵置換氫【3Fe+4H2O(g)==高溫==Fe3O4+4H2】(H2不標氣體符號)
5、副族元素的單質置換副族元素的單質
鐵置換銅【Fe+Cu2+====Fe2++Cu】
根據物質類別分類
按物質類別劃分,單質與氧化物間的置換和單質與非氧化物間的置換。
1、單質與氧化物發生置換反應
(1)與H2O反應:生成物之一為H2
鈉【2Na+2H2O====2NaOH+H2↑】
鐵【3Fe+4H2O(g)==高溫==Fe3O4+4H2】(H2不標氣體符號)
氟【2F2+2H2O====4HF+O2】(O2不標氣體符號)
碳【C+H2O(g)==高溫==CO+H2】(不標氣體符號)
(2)與CO2反應:生成物之一為C
鎂【2Mg+CO2==點燃==2MgO+C】
鈉【4Na+3CO2====2Na2CO3+C】
(3)與FeO反應:生成物之一為Fe
碳【C+FeO==高溫==Fe+CO↑】
硅【Si+FeO==高溫==2Fe+SiO2】
此類反應較多,在此不一一列舉
2、單質與非氧化物發生置換反應
(1)和NH3反應:生成物之一為N2
氯【8NH3+3Cl2====6NH4Cl+N2】
氧【4NH3+3O2==點燃==2N2+6H2O】
(2)其它
氫置換硅【2H2+SiCl4==高溫==Si+4HCl】(HCl不標氣體符號)
氯置換硫【H2S+Cl2====S↓+2HCl】
各類金屬置換酸中的H+(滿足金屬活動性順序表)
此類反應較多,在此不一一列舉