Question

工业上由银与硝酸反应来制取硝酸银。在实际生产中，先要把购进的浓硝酸加入等体积的水稀释后，再跟银反应，并在加热条件下使反应完成。试运用所学化学知识简要完成以下各问：

(1)写出硝酸跟银反应制取硝酸银的化学方程式，说明选用稀硝酸跟银反应制取硝酸银的主要原因。

(2)当银与稀硝酸的反应完毕后，要加入少量银屑并保温，调整溶液的pH为4后，在所得溶液中，通入过热水蒸气，过滤后，把滤液蒸发、冷却，得到硝酸银晶体。简析上述操作的化学原理。

(3)该反应放出的尾气不能直接向大气排放，而应当在吸收塔中用氢氧化钠溶液进行吸收，简述其主要目的。

Answer 1

解析：选用适当的原料和化学反应，制取所需的化工产品，要解决以下三个重要的问题：

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产品。

第二，如何提高产品的质量，除去产品中的有害杂质，以制得质量最好的产品。

第三，如何保护环境，把生产过程中产生的废液、废气、废渣对环境的污染加以消除，保护人类赖以生存的地球免受破坏。

答案：（1）Ag+2HNO₃(浓)====AgNO₃+NO₂↑+H₂O，3Ag+4HNO₃(稀)3AgNO₃+NO↑+2H₂O。浓硝酸跟银直接反应制取硝酸银时，硝酸的利用率只有50%；稀硝酸跟银反应制取硝酸银时，硝酸的利用率可达到75%，制取同量的硝酸银，选用稀硝酸可以节约原料，减少氮的氧化物对空气的污染。

(2)加入银屑并保温不但可提高AgNO₃的产率，而且为除Fe³⁺等杂质创造了pH为4的条件。在pH为4时通入过热水蒸气，可使Fe³⁺水解为Fe(OH)₃沉淀而除去，Fe³⁺+3H₂O(g) Fe(OH)₃↓+3H⁺，过滤后把滤液蒸发、冷却、结晶，硝酸银晶体析出，Co²⁺、Ni²⁺等可溶性离子留在母液里而除去。

(3)该反应的尾气是氮的氧化物，是大气的污染物，不能排放到空气中，应选用NaOH溶液进行吸收，发生反应的化学方程式是：3NO₂+2NaOH====2NaNO₃+NO↑+H₂O，NO₂+NO+2NaOH====2NaNO₂+H₂O，氢氧化钠溶液作为吸收剂，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对环境的污染，所得NaNO₃、NaNO₂可用作化工原料，除害兴利，变废为宝。