[疑难聚焦]置换反应的分类及应用

[疑难聚焦]置换反应的分类及应用
一、置换反应的含义、特点
1．置换反应的含义
由一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应叫置换反应。
2．置换反应的特征
置换反应是基本反应类型中的一种，它是以反应物和生成物的类别来分类的，其特点为：
⑴反应物为一种单质和一种化合物；⑵生成物也是一种单质和一种化合物；⑶在置换反应中，化学反应前后元素的化合价一定发生改变。因此： 3CO+ 2Fe2O3 4Fe + 3CO2和 CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 都不属于置换反应。
二、置换反应的常见形式
1．置换反应的形式可表示为A+BC=AC+B，简记为“一换一”。
2．三个置换反应规律：
⑴非金属单质（氢气或碳）与某些金属氧化物反应
例如：C + 2CuO 2Cu + CO2↑ H2 + CuO Cu + H2O
⑵金属与酸的反应
例如：Mg+ 2HCl == MgCl2 + H2↑ Fe+ 2HCl == FeCl2 + H2↑
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ Fe + H2SO4 =FeSO4 + H2↑
⑶金属与化合物溶液的反应
例如：Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
注意：a.盐必须是可溶的；b.金属单质比盐里的金属要活泼；c.K、C、Na与盐溶液反应产生H2，不是置换出盐中的金属。
三、典例分析
例1．相互交流和讨论是学习化学的一种有效方法。下面是四位同学对置换反应的一些认识，你认为正确的是（ ）
一种单质和一种化合物发生的反应就是置换反应
B．生成一种单质和一种化合物反应就是置换反应
C．有元素化合价发生变化的反应就是置换反应
D．置换反应中一定有元素的化合价发生变化
[解析]此题主要考查同学们对于置换反应概念的理解是否全面深刻。置换反应是由一种单质跟一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应。A项只强调了反应物，而末指明生成物，不能确定其一定是置换反应，如 CH4 + 2O2 点燃 CO2 + 2H2O就不是置换反应；B项只强调了生成物，而末指明反应物，也不能确定该反应一定是置换反应，如CO+ CuO 加热 Cu + CO2也不是置换反应；C项只从元素的化合价发生变化的角度描述，同样不能确定该反应一定是置换反应，如2H2 + O2 点燃 2H2O中H、O两种元素的化合价都发生了变化，但不是置换反应；只有D项是正确的，因为在置换反应中反应物中组成单质的元素转化成生成物的化合物中去了，而反应物中组成化合物的一种元素转化到生成物的单质中去了，如Zn + H2SO4 === ZnSO4 + H2↑，因此，置换反应中一定有元素的化合价发生变化。
例2．2007年4月18日，我国进行了第5次火车提速。为适应提速要求需把短轨连成长轨。工人常用2Al+Fe2O3高温Al2O3+2Fe这一反应使生成液态铁进行焊接。下列说法不正确的是（ ）
A ．Al2O3为氧化物 B．该反应为置换反应
C．该反应为分解反应 D．该反应为放出大量热
[解析] 从化学方程式的反应物和生成物得知：Al和Fe是单质，Fe2O3和Al2O3是氧化物，该反应符合：单质+化合物→单质+化合物，属于置换反应，这一反应能使产生的铁变成液态，故该反应放出大量的热。
[答案] C
四、跟踪训练
1．下列物质与HCl溶液发生的反应属于置换反应的是
A．Zn B．Al2O3 C．Ba(OH) 2 D．Na2CO3
2．右图所示的是某化学反应前后粒子数目和种类的变化情况，该反应的反应类型是
（ ）
A.化合反应 B.置换反应 C.分解反应 D.以上三种反应类型都不是
３．人类从石器时代进入铜器时代，继而进入铁器时代，铜作为金属材料一直被广泛应用着。下面冶炼铜的方法中，利用了置换反应的是：
①C+2CuO2Cu+CO2↑
②CO+CuOCu+CO2
③H2 + CuO==== Cu + H2O
④Fe + CuSO4 =Cu + FeSO4
A．①②③　　B．①③④　　C．②③④　　①②④
答案：1．A 　　2．B　　３．B