置換反應(yīng)是無機(jī)反應(yīng)中四類常見的反應(yīng)類型之一，是熟練掌握元素化合物知識(shí)的重要途徑，也是解析有關(guān)元素及化合物性質(zhì)試題尤其是推斷題的關(guān)鍵入手點(diǎn)。

根據(jù)置換反應(yīng)中參加反應(yīng)的單質(zhì)和生成的單質(zhì)的特點(diǎn)，將置換反應(yīng)分為以下四類:

1、金屬置換金屬

(1)依據(jù)金屬活動(dòng)順序表，用活潑性較強(qiáng)的金屬置換活潑性較弱的金屬，如Fe+CuSO4→FeSO4+Cu。

(2)通過鋁熱反應(yīng)進(jìn)行的置換，如2Al+Fe2O3→Al2O3+2Fe。

2、金屬置換非金屬

常見的典型反應(yīng)有:2Na+2H2O→2NaOH+H2↑，2Al+6H+→2Al3++3H2↑，2Mg+CO2→2MgO+C，3Fe+4H2O(g)→Fe3O4+4H2等。

3、非金屬置換金屬

主要是還原性的非金屬與金屬氧化物的反應(yīng)，如H2+CuO→Cu+H2O。

4、非金屬置換非金屬

利用非金屬性較強(qiáng)的單質(zhì)與化合物反應(yīng)生成非金屬性較弱的金屬，常見的主要反應(yīng)有:2F2+2H2O→4HF+O2、H2S+X2→2HX+S(其中X代表Cl、Br、I)、2H2S+O2→2H2O+2S、C+H2O(g)→CO+H2、2C+SiO2→Si+2CO↑等。

1、常見金屬活動(dòng)性順序

金屬活動(dòng)性順序的判斷依據(jù)如下。

(1)在金屬活動(dòng)性順序里，金屬的位置越靠前，它的活動(dòng)性就越強(qiáng)。

(2)在金屬活動(dòng)性順序里，位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫。

(3)在金屬活動(dòng)性順序里，位于前面的金屬能把位于后面的金屬?gòu)乃鼈兓衔锏娜芤豪镏脫Q出來。

(4)在金屬活動(dòng)性順序里，金屬離子氧化性由弱逐漸增強(qiáng)。

K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+ (H+) Cu2+ Hg2+ Fe3+ Ag+

(5)在金屬活動(dòng)性順序里，金屬原子還原性由強(qiáng)逐漸減弱。

K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au

2、金屬與酸反應(yīng)生成鹽和H2

條件：①金屬活動(dòng)性 ②鹽酸或稀硫酸(不包括氧化性的硝酸和濃硫酸)。

規(guī)律：①金屬單質(zhì)與酸中的氫元素，在金屬活動(dòng)性順序表中，距離越遠(yuǎn)越先反應(yīng);②單質(zhì)鐵與酸發(fā)生置換反應(yīng)時(shí)生成亞鐵鹽，不包括濃硫酸和硝酸。

3、金屬和鹽反應(yīng)生成新的金屬和新的鹽

條件：①單質(zhì)金屬的活動(dòng)性比鹽中金屬活動(dòng)性強(qiáng)(K、Ca、Na除外);②鹽：可溶。

規(guī)律：金屬單質(zhì)與鹽溶液中的金屬元素，在金屬活動(dòng)性順序表中，距離越遠(yuǎn)越先反應(yīng)。

1、同一種金屬(K、Ca、Na除外)與鹽的混合溶液都能發(fā)生置換反應(yīng)時(shí)，鹽中金屬離子相對(duì)氧化性強(qiáng)的優(yōu)先反應(yīng)

例題：向一定質(zhì)量的AgNO3和Fe(NO3)2的混合溶液中加入mg鋅粉，充分反應(yīng)后過濾，將濾渣洗滌、干燥后稱量，得到的固體質(zhì)量為mg。據(jù)此，下列說法不正確的是( )。

A、濾渣中的物質(zhì)至少有兩種

B、取反應(yīng)后的濾液滴加稀鹽酸，有白色沉淀產(chǎn)生

C、取濾渣滴加稀硫酸，一定有氣泡產(chǎn)生

D、取反應(yīng)后的濾液觀察，濾液可能呈淺綠色

解析：因?yàn)锳gNO3和Fe(NO3)2的混合溶液中，金屬陽離子的氧化性Ag+ Fe2+，所以優(yōu)先反應(yīng)的順序?yàn)椋孩賈n+2AgNO3→Zn(NO3)2+2Ag;②Zn+Fe(NO3)2→Zn(NO3)2+Fe。

向一定質(zhì)量AgNO3和Fe(NO3)2的混合溶液中加入Zn，與兩種溶質(zhì)依次發(fā)生反應(yīng)：

Zn+2AgNO3→Zn(NO3)2+2Ag

Zn+Fe(NO3)2→Zn(NO3)2+Fe

所以，析出銀的過程是固體質(zhì)量增加的過程，析出鐵的過程是固體質(zhì)量減少的過程。而反應(yīng)前后固體質(zhì)量都是mg，說明硝酸銀被置換完了，硝酸亞鐵也發(fā)生了置換反應(yīng)，因此濾渣一定含有銀和鐵，可能含有鋅;濾液一定含有硝酸鋅，可能含有硝酸亞鐵，一定沒有硝酸銀。

濾渣一定含有銀和鐵，可能含有鋅，故A選項(xiàng)說法正確。取反應(yīng)后的濾液滴加稀鹽酸，沒有白色沉淀產(chǎn)生，因?yàn)橄跛徙y完全被置換，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤。因?yàn)闉V渣一定含有銀和鐵，可能含有鋅，因此取濾渣滴加稀硫酸，一定有氣泡產(chǎn)生，故C選項(xiàng)正確。濾液可能含有硝酸亞鐵，因此濾液可能呈淺綠色，故D選項(xiàng)正確。

總結(jié)：一種活潑金屬與幾種金屬鹽溶液都能發(fā)生置換反應(yīng)時(shí)，金屬活動(dòng)性最弱的金屬優(yōu)先被置換，直到反應(yīng)完全后，活動(dòng)性稍強(qiáng)的金屬才能開始被置換，以此類推。

2、幾種金屬混合物(K、Ca、Na除外)與同一種鹽溶液都能發(fā)生置換反應(yīng)時(shí)，相對(duì)還原性較強(qiáng)的金屬優(yōu)先與鹽溶液反應(yīng)

例題：將鋅粉和鐵粉的混合物加入到盛有一定量硝酸銀溶液的燒杯中，充分反應(yīng)后過濾，將所得濾渣放入稀鹽酸中，有氣泡產(chǎn)生。下列說法錯(cuò)誤的是( )。

A、濾液中最多含有兩種溶質(zhì)

B、濾液中一定含有Zn(NO3)2，可能含有Fe(NO3)2

C、濾渣里一定含有Fe和Ag，可能含有Zn

D、若反應(yīng)后所得濾液呈無色，則濾渣中一定含有Fe和Ag，一定沒有Zn

解析：根據(jù)金屬原子的還原性排列為：Zn Fe H Ag，根據(jù)還原性最強(qiáng)的金屬最先置換鹽中氧化性最強(qiáng)的金屬，所以優(yōu)先反應(yīng)順序?yàn)椋孩賈n+2AgNO3→Zn(NO3)2+2Ag;②Fe+2AgNO3→Fe(NO3)2+2Ag。

鋅優(yōu)先和硝酸銀反應(yīng)，待鋅反應(yīng)完后，鐵和硝酸銀反應(yīng)，將充分反應(yīng)后過濾所得濾渣放入稀鹽酸中，有氣泡產(chǎn)生，說明濾渣中一定有鐵和銀，可能含有鋅，濾液中一定沒有硝酸銀，一定有Zn(NO3)2，可能含有Fe(NO3)2。

由此可知：鋅最先和硝酸銀反應(yīng)生成銀和硝酸鋅，若鋅不能完全置換出銀，則鐵和硝酸銀反應(yīng)生成銀和硝酸亞鐵，硝酸銀完全反應(yīng)，因此濾液中最多含有兩種溶質(zhì)：硝酸鋅和硝酸亞鐵，故A選項(xiàng)正確。

濾液中一定沒有硝酸銀，一定含有Zn(NO3)2，可能含有Fe(NO3)2，故B選項(xiàng)正確;濾渣中一定有鐵和銀，可能含有鋅，故C選項(xiàng)正確;若反應(yīng)后所得濾液呈無色，說明鐵沒有和硝酸銀反應(yīng)，則濾渣中一定含有Ag和Fe，可能含有Zn，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。

總結(jié)：幾種活潑金屬都與金屬鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)時(shí)，最活潑的金屬優(yōu)先發(fā)生置換反應(yīng)，直到此金屬反應(yīng)完全后，次活潑的金屬才開始反應(yīng)，以此類推。

3、幾種金屬混合物(K、Ca、Na除外)與同一種酸(鹽酸或稀硫酸)都能發(fā)生置換反應(yīng)時(shí)，相對(duì)還原性較強(qiáng)的金屬優(yōu)先與酸反應(yīng)

例題：把鋁、鋅、鐵3種金屬同時(shí)放入足量的稀硫酸中發(fā)生反應(yīng)的情況?請(qǐng)用化學(xué)方程式表示。

解析：根據(jù)還原性強(qiáng)弱排序?yàn)椋篈l﹥Zn﹥Fe﹥H，所以反應(yīng)的優(yōu)先順序?yàn)椋孩?Al+3H2SO4→Al2(SO4)3+3H2↑;②Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑;③Fe+H2SO4→FeSO4+H2↑。

總結(jié)：幾種金屬混合物(K、Ca、Na除外)與同一種酸(鹽酸或稀硫酸)都能發(fā)生置換反應(yīng)時(shí)，最活潑的金屬優(yōu)先與酸(鹽酸或稀硫酸)發(fā)生置換反應(yīng)。