置換反應是初中化學四大基本反應類型中的一種,置換反應可以用一個通式表示為:A+BC=B+AC,初中化學涉及到的置換反應常見的有三類:
I. 具有還原性的非金屬單質和金屬氧化物發生的置換反應,生成金屬單只和非金屬氧化物。
常見的有:H2 + CuO=加熱Cu + H2O , 2C + Fe3O4=高溫 3Fe + 2CO2↑
II. 活潑金屬和酸發生的置換反應:
金屬+酸=鹽+氫氣
例如:Zn + 2HCl=ZnCl2 + H2↑ Mg + H2SO4=MgSO4 + H2↑
在此類反應中,活潑金屬指的是金屬活動性順序表中氫前金屬,而酸指的是非氧化性的酸如鹽酸和稀硫酸。
III. 金屬與鹽溶液發生的置換反應
金屬1 + 鹽1=金屬2 + 鹽2
例如:Fe + CuSO4=FeSO4 + Cu (濕法煉銅原理)
發生此類置換反應的條件是:
(a)鹽必須是可溶性的鹽;(b)金屬要比組成鹽的金屬活潑; (3)金屬1不能是鉀、鈣、鈉。
例題:某化學反應可表示為M+N=P+Q,其中M、P為單質,N、Q為化合物。根據題給條件寫出有關物質的化學式,并寫出有關反應的化學方程式。
(1)若P在常溫下為氣體,Q的溶液呈淺綠色,則M是________________,反應的化學方程式_______________________。
(2)若Q在常溫下為無色液體,則M是_____________,反應的化學方程式為___________________。
(3)若M是紫紅色固體,P在常溫下是液體,則N是__________________,反應的化學方程式___________________。
(4)若Q在常溫下是氣體,則M是______________,反應的方程式是_____________。
分析:此題恰好涉及上述三種類型的置換反應。在反應(1)中,通過溶液的淺綠色可以推斷此溶液中含Fe2+。P在常溫下是氣體,故M是鐵,能與鐵發生反應且生成氣體的反應通常是鐵與酸發生的反應,屬于上述第II類型。化學方程式是Fe + H2SO4=FeSO4 + H2↑,或Fe + 2HCl=FeCl2 + H2↑ 。
在(2)中,Q是化合物且在常溫下為無色液體,很容易聯想到Q是水,有水生成的置換反應屬于上述第I類型,則M是,化學反應方程式是H2 + CuO=加熱Cu + H2O。
在(3)中,紫紅色固體是金屬銅,常溫下是液體的金屬單質是汞,此類置換反應屬于上述類型中第III類。在汞鹽中常見的可溶性的汞鹽是硝酸汞,所以N是Hg(NO3)2。化學反應方程式是Cu + Hg(NO3)2=Hg + Cu(NO3)2
在(4)中,常溫下是氣體的化合物通常可聯想到二氧化碳氣體,此類置換置于上述第I類型,故M是碳單質。化學方程式是:3C + 2Fe2O3=高溫4Fe + 3CO2↑(也可以是其他的金屬氧化物)
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