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     前面講到的實驗室里用稀硫酸和鋅作用制取氫氣的化學方程式是:

Zn+H2SO4=H2個+Znso4

從這個化學方程式可以看出,這個反應既不同于分解反應(S1·5),也不同于化合反應(S2·3).在這個反應里,一種單質(zhì)(鋅)和一種化合物(硫酸)相互作用,生成一種新的單質(zhì)(氫氣)和新的化合物(硫酸鋅),象這種類型的化學反應,稱做置換反應.

     根據(jù)原子-分子論觀點,鋅和硫酸置換反應的實質(zhì)是:單質(zhì)鋅的原子代替了硫酸分子里氫原子(共2個)的位置,變成硫酸鋅分子;而硫酸分子里的氫原子被替換出來后,每2個氫原子結(jié)合成為1個氫氣分子,如下圖(圖2·15)所示:

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2個

    工業(yè)上用水蒸氣和熾熱的鐵屑或煤炭制取氫氣的化學反應:

3Fe+4H2O=高溫=Fe3O4+4H2個

C+H20=高溫=C0個+H2個

也是屬于置換反應的類型.

置換反應細解：

置換反應的定義

　　所謂的置換反應實際上就是單質(zhì)和化合物產(chǎn)生反應，然后生產(chǎn)了另外一種單質(zhì)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(zhì)和化合物的作用，從而生成另種單質(zhì)和化合物的反應。置換反應通?？梢允褂眠@一式子來表述：A+BC=B+AC或者是AB+C=AC+B。

　　一般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(zhì)參加反應?？梢园蚜硗庖粋€比較弱的路易斯酸從穩(wěn)定的配離子之中置換出去。

置換反應類型

1、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+2Ag。

　　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+Fe2O3→2Fe+Al2O3、4Al+3MnO2→3Mn+2Al2O3。

2、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+2CuO→2Cu+CO2↑、H2+CuO→Cu+H2O、Si+2FeO→2Fe+SiO2、C+2Fe2O3→4Fe+3CO2↑。

　　在非金屬置換金屬中，工業(yè)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。

3、對于金屬置換為非金屬的反應分析

　　一、活潑金屬比如Na、Ca、K等等在室內(nèi)溫度的情況下和水產(chǎn)生劇烈的反應，從而置換出氫元素。打個比方：2K+2H2O=2KOH+H2↑。

　　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+4H2O→Fe3O4+4H2。

　　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(nèi)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↑。

　　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↑。

　　五、Zn可以從強堿里面置換氫元素，比如NaOH溶液?；瘜W式子是：Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2↑。

　　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+CO2→2MgO+C。

4、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：

　　一、鹵素置換鹵素反應：Cl2+2KBr=2KCl+Br2。

　　二、非鹵素置換非鹵素：C+H2O(氣)→CO+H2。

　　三、鹵素置換非鹵素反應生成：3Cl2+2NH3=6HCl+N2、Cl2+H2S=2HCl+S。

　　四、氨氣與氯氣不可以一同存在，相遇的時候會出現(xiàn)置換反應，比如：8NH3+3CI2=6NH4CI+N。

　　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。

置換反應規(guī)律

　　置換反應是化學反應的四大基本反應類型之一，可用A+BC=AC+B的形式表示，其中A、B是單質(zhì)，BC、AC為化合物。下面就初中化學涉及的內(nèi)容，分類談談置換反應的一般規(guī)律以及注意事項。

一、在水溶液中進行的置換反應

　 1、金屬與酸溶液的置換反應

　　這類反應與金屬的化學活動性有關，可利用金屬的活動性順序表進行判斷，常見金屬的活動順序為:

　　只有排在氫以前的金屬才能置換出酸中的氫。應用上述規(guī)律寫化學方程式時還需注意以下幾點:

　?、俳饘?一般是指在活動順序表中H前Mg后的金屬。

　　②酸:一般是指非氧化性酸，如稀鹽酸、稀硫酸。

　?、坭F在與酸發(fā)生置換反應時，只能生成二價鐵鹽。

　　例如，下列化學方程式均是錯誤的:

　　Cu+2HCl=CuCl2+H2↑

　　Zn+2HNO3=Zn(NO3)2+H2↑

　　2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2↑

　　2、金屬與鹽溶液的置換反應

　　這類反應的一般規(guī)律是:在金屬活動順序表里，只有排在前面的金屬，才能把排在后面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來。例如:

　　Cu+Hg(NO3)2=Cu(NO3)2+Hg

　　Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu

　　應用上述規(guī)律書寫化學方程式時也應注意三點:

　?、僭诮饘倩顒有皂樞虮碇校?、鈣、鈉不能置換出其它金屬，如化學方程式2Na+CuSO4=Na2SO4+Cu是錯誤的。

　?、邴}必須是可溶性的，不能只記住前面金屬能置換后面的金屬。如化學方程式Cu+2AgCl=CuCl2+2Ag是錯誤的。

　?、坭F在與鹽反應時，只能生成二價鐵鹽。如化學方程式2Fe+3CuSO4=Fe2(SO4)3+3Cu是錯誤的。

二、加熱或高溫條件下的置換反應

　　1、氫氣還原金屬氧化物，生成相應的金屬和水。例如:

　　CuO+H2→Cu+H2O

　　Fe2O3+3H2→2Fe+3H2O

　　2、碳在加熱或高溫條件下，跟某些金屬氧化物反應，生成金屬和CO2。例如:

　　2CuO+C→2Cu+CO2↑

　　2Fe2O3+3C→4Fe+3CO2↑

　　3、其它還原性單質(zhì)與某些金屬氧化物在高溫下發(fā)生置換反

　　應。例如，在冶煉鐵時，發(fā)生如下反應:

　　Si+2FeO→2Fe+SiO2

　　金屬鋁與某些金屬氧化物在高溫時發(fā)生如下反應:

　　2Al+Fe2O3→Al2O3+2Fe

　　2Mg+CO2→2MgO+C

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