Question

工業(yè)上由銀與硝酸反應(yīng)來制取硝酸銀。在實際生產(chǎn)中，先要把購進(jìn)的濃硝酸加入等體積的水稀釋后，再跟銀反應(yīng)，并在加熱條件下使反應(yīng)完成。試運用所學(xué)化學(xué)知識簡要完成以下各問：

(1)寫出硝酸跟銀反應(yīng)制取硝酸銀的化學(xué)方程式，說明選用稀硝酸跟銀反應(yīng)制取硝酸銀的主要原因。

(2)當(dāng)銀與稀硝酸的反應(yīng)完畢后，要加入少量銀屑并保溫，調(diào)整溶液的pH為4后，在所得溶液中，通入過熱水蒸氣，過濾后，把濾液蒸發(fā)、冷卻，得到硝酸銀晶體。簡析上述操作的化學(xué)原理。

(3)該反應(yīng)放出的尾氣不能直接向大氣排放，而應(yīng)當(dāng)在吸收塔中用氫氧化鈉溶液進(jìn)行吸收，簡述其主要目的。

Answer 1

解析：選用適當(dāng)?shù)脑�料和化學(xué)反應(yīng)，制取所需的化工產(chǎn)品，要解決以下三個重要的問題：

第一，如何提高原料的利用率，以利用同等的原料制得最多的產(chǎn)品。

第二，如何提高產(chǎn)品的質(zhì)量，除去產(chǎn)品中的有害雜質(zhì)，以制得質(zhì)量最好的產(chǎn)品。

第三，如何保護(hù)環(huán)境，把生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢液、廢氣、廢渣對環(huán)境的污染加以消除，保護(hù)人類賴以生存的地球免受破壞。

答案：（1）Ag+2HNO₃(濃)====AgNO₃+NO₂↑+H₂O，3Ag+4HNO₃(稀)3AgNO₃+NO↑+2H₂O。濃硝酸跟銀直接反應(yīng)制取硝酸銀時，硝酸的利用率只有50%；稀硝酸跟銀反應(yīng)制取硝酸銀時，硝酸的利用率可達(dá)到75%，制取同量的硝酸銀，選用稀硝酸可以節(jié)約原料，減少氮的氧化物對空氣的污染。

(2)加入銀屑并保溫不但可提高AgNO₃的產(chǎn)率，而且為除Fe³⁺等雜質(zhì)創(chuàng)造了pH為4的條件。在pH為4時通入過熱水蒸氣，可使Fe³⁺水解為Fe(OH)₃沉淀而除去，F(xiàn)e³⁺+3H₂O(g) Fe(OH)₃↓+3H⁺，過濾后把濾液蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶，硝酸銀晶體析出，Co²⁺、Ni²⁺等可溶性離子留在母液里而除去。

(3)該反應(yīng)的尾氣是氮的氧化物，是大氣的污染物，不能排放到空氣中，應(yīng)選用NaOH溶液進(jìn)行吸收，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：3NO₂+2NaOH====2NaNO₃+NO↑+H₂O，NO₂+NO+2NaOH====2NaNO₂+H₂O，氫氧化鈉溶液作為吸收劑，能把氮的氧化物吸收完全，吸收速度快，吸收效果好，可以消除氮的氧化物對環(huán)境的污染，所得NaNO₃、NaNO₂可用作化工原料，除害興利，變廢為寶。