高中化學中的“置換反應”

◆龔子清

高中化學中的“置換反應”

◆龔子清

文章依據置換反應含義，闡述了置換反應類型。比如對于金屬置換成金屬分析；對于非金屬置換金屬反應的分析；對于金屬置換為非金屬的反應分析；對于非金屬置換出非金屬反應分析。最后分析了關于置換反應相關的例題。

高中；化學；“置換反應”

一、關于置換反應的分析

所謂的置換反應實際上就是單質和化合物產生反應，然后生產了另外一種單質與化合物的一種化學反應，而化學置換反應是高中化學四種基礎反應種類之一，其包含了金屬和金屬鹽的反應、金屬和酸的反應等等。置換反應是單質和化合物的作用，從而生成另種單質和化合物的反應。置換反應通常可以使用這一式子來表述：A+BC=B+AC或者是AB+C=AC+B。一般以為置換反應實際上大部分是氧化還原反應，可是部分比較特殊的化學反應，比方說金屬羰基化合物之間的置換，這就不是所謂的氧化還原反應了。另外，也可說路易斯酸之間的置換反應，這個時候不需要單質參加反應。可以把另外一個比較弱的路易斯酸從穩定的配離子之中置換出去。

二、化學置換反應類型

（一）對于金屬置換成金屬的分析。首先，在金屬活動之中，處在氫化學元素之前的金屬，例如Mg、AI、Zn、Fe等等均可以將氫化學元素之后的金屬，比如Cu、Ag、Hg等等由其化合物溶液里面置換出去。打個比方：Fe+ CuSO4= Cu+ FeSO4、Zn+ CuSO4= Cu+ ZnSO4、Cu+2AgNO3 = Cu（NO3）2+ 2AgFeSO4。其次，在金屬活動程序里面，處在氫化學元素之后的金屬可以將不活潑的金屬從其化合物溶液里面置換出去，打個比方：Cu+ 2AgNO3= 2Ag+ Cu(NO3)2。最后，金屬活動程序里面處在氫化學元素之前的金屬不可以在溶液里面起到置換反應，只可以在沒有水的情況下進行化學置換反應。比如說：2Al+ Fe2O32Fe+ Al2O3、4Al+ 3MnO23Mn+ 2Al2O3。

（二）對于非金屬置換金屬反應的分析。部分非金屬氧化性比不上一部分高價金屬化合物的氧化性，所以，部分非金屬將部分高價的金屬化合物金屬置換出去。打個比方：C+ 2CuO2Cu+ CO2↑、H2+ CuOCu+ H2O、Si+ 2FeO2Fe+ SiO2、C+ 2Fe2O34Fe+ 3CO2↑。在非金屬置換金屬中，工業冶煉鐵中的置換反應，比如：2Fe2O3+3C= 2Fe+3CO↑，在加熱的情況下，氫氣可還原成氧化銅或者氧化鐵等等。比如：Fe2O3+3H2 =2Fe+3H2O、CuO+H2=Cu+H2O。

（三）對于金屬置換為非金屬的反應分析。第一，活潑金屬比如Na、Ca、K等等在室內溫度的情況下和水產生劇烈的反應，從而置換出氫元素。打個比方：2K+ 2H2O= 2KOH+ H2↑。第二，一些金屬如：Mg、Al、Fe、Zn比Na、K不活潑金屬和水在加熱以及溫度比較高的情況下反應置換氫氣，比如：3Fe+ 4H2OFe3O4+ 4H2。第三，在金屬活動程序里面氫元素前面的活潑金屬，比如說Mg、Fe、Zn、Al在室內溫度下可以從不是氧化性的酸，例如稀硫酸、鹽酸之中置換氫元素。打個比方：Zn+ H2SO4= ZnSO4+ H2↑。第四、比較活潑的金屬，例如Na、K等等均可以將有機物羰基與其中的氫元素置換出去，比如說：2C6H5OH+ 2Na→2C6H5ONa+ H2↑。第五、Zn可以 從強堿里面置換氫元素，比如NaOH溶液。化學式子是：Zn+ 2NaOH= Na2ZnO2+ H2↑。第六、活潑金屬可以將非金屬從其氧化物里面置換出去，好比：2Mg+ CO22MgO+ C。

（四）對于非金屬置換出非金屬反應分析。活潑非金屬可以將其不活潑非金屬從其化合物里面置換出去，例如：第一，鹵素置換鹵素反應：Cl2+ 2KBr= 2KCl+ Br2。第二，非鹵素置換非鹵素：C+ H2O(氣)CO+ H2。第三、鹵素置換非鹵素反應生成：3Cl2+ 2NH3= 6HCl+ N2、Cl2+ H2S= 2HCl+ S。第四、氨氣與氯氣不可以一同存在，相遇的時候會出現置換反應，比如：8NH3+3CI2=6NH4CI+N。第五、在溫度比較高的情況下，使用碳還原二氧化硅來制取粗硅，接著得到純硅，比如 SiO+2C=2CO+Si。

三、結束語

高中化學學習中置換反應類型在解決化學試題的時候有這比較特殊的作用。其形式常常是解決化學問題的突破口。可是因為在學習的時候，不太擅長積累與總結化學知識，且對于化學置換反應訓練太少，所以化學成績上不去，因而，作為高中學生，需要充分了解化學置換反應的幾個類型，進行例題訓練，如此，才可以提升化學成績。

[1]劉炎平,左香華.首要教學原理在高中化學“氧化還原反應”教學中的應用[J].教育與教學研究,2016,(11):111-117.

（作者單位：湖南師范大學附屬中學）