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1、氨氧化法制硝酸编稿：宋杰 审稿：张灿丽【学习目标】 1掌握氨氧化法制硝酸的反应原理； 2了解获得NO所采取的措施，掌握吸收NO2的条件； 3了解硝酸厂尾气处理的途径。【要点梳理】要点一、硝酸的制备工艺 氨气一氧化氮二氧化氮硝酸 主要反应为：4NH3+5O24NO+6H2O 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO要点二、实际生产过程中一些问题的解决方法 （一）如何获得一氧化氮 氨气与氧气反应可生成多种不同产物： 4NH3+5O2=4NO+6H2O 4NH3+4O2=2N2O+6H2O 4NH3+3O2=2N2+6H2O 选用铂系催化剂，只能加快主反应的反应速率，对其他副反应不
2、起催化作用，这样只获得所需要的一氧化氮。目前硝酸生产主要采用这种催化剂。 （二）吸收二氧化氮的条件 3NO2+H2O2HNO3+NO 正反应是放热气体体积缩小的反应，因此降低温度增大压强有利于NO2的吸收。 目前在降温条件下采用全压法或综合法提高NO2的吸收率。 （三）尾气处理的途径 1碱液吸收用Na2CO3溶液吸收氮的氧化物 2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2 这种方法适用于常压法尾气吸收。用Na2CO3溶液吸收比较经济，但处理后尾气中氮的氧化物含量仍较高。 2催化还原氮氧化物利用甲烷、氢气等将氮的氧化物还原为氮气和水 H2+NO2=NO+H2O 2H2+2NO=N2+2
3、H2O CH4+4NO2=4NO+CO2+2H2O CH4+4NO=2N2+CO2+2H2O要点三、制备浓硝酸的方法 1稀硝酸浓缩脱水制浓硝酸 稀硝酸蒸馏HNO3含量较高的硝酸蒸气精馏98以上的硝酸 2直接合成浓HNO3 （1）4NH3+5O24NO+6H2O（冷凝除去水蒸气） （2） 2NO+O2=2NO2 NO+2HNO3=3NO2+H2O（分离出NO2） （3）2NO2N2O4 （4）2N2O4+2H2O+O2=4HNO3【典型例题】类型一：工业制硝酸的原理 例1：某课外活动小组利用下图仪器装置和药品进行工业制硝酸的模拟实验。当将中铂丝加热至红热时，打开K阀使气流缓缓通过。请回答下列有关
4、问题： （1）如何检查该装置的气密性：_。 （2）写出中发生反应的化学方程式：_。 （3）装置（烧瓶）中的现象：_；装置V（试管）中的现象：_，表明有_生成。（4）装置与都能起到干燥气体作用，两者能否调换位置使用：_（填“能”和“不能”）；理由_。（5）烧杯中NaOH溶液的作用：_。【思路点拨】本题通过缩微实验的模拟装置，验证工业制硝酸的原理。 【答案】（1）打开K阀，观察处有无气泡产生，若有气泡产生，则装置不漏气。（或微热处，观察处有无气泡） （2）4NH3+5O24NO+6H2O （3）中产生红棕色气体 V中紫色石蕊变红 HNO3 （4）不能 浓H2SO4吸收氨气，使后面反应不能进行，碱石
5、灰也吸收NO2气体 （5）吸收尾气，防止NO、NO2污染空气【解析】氨氧化法制HNO3的反应过程为：4NH3+5O24NO+6H2O2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO【总结升华】明确工业制硝酸的流程以及涉及到的化学反应：主要反应为：4NH3+5O24NO+6H2O 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO举一反三：【变式1】工业上采用水吸收NO2气体制取硝酸，下列措施不能够同时提高NO2的转化率和增大硝酸浓度的是（ ） A采用热交换器用冷水降温 B加压使气体的压强增大C增加吸收用水 D在吸收过程中不断补充氧气【答案】C类型二：工业硝酸的尾气处理 例2：碱
6、液吸收是硝酸尾气净化的一种方法，工业上常以Na2CO3溶液来吸收尾气中氮的氧化物，回答下列问题。 （1）若用Na2CO3溶液来吸收尾气中的氮氧化物，化学反应方程式为：_。（2）该反应是_反应（填“氧化还原”或“非氧化还原”）若是氧化还原反应，则氧化产物是_还原产物是_。（若不是后两空不填）。【思路点拨】本题考查工业制硝酸时的尾气处理。尾气处理，根据要求不同，可能会涉及到不同的反应类型，需要结合题目要求解答。 【答案】（1）2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2 （2）氧化还原 NaNO3 NaNO2【解析】Na2CO3溶液吸收氮氧化物的反应为：Na2CO3+2NO2=NaNO2
7、+NaNO3+CO2，N元素的化合价从+4价一部分升至+5价，一部分降至+3价有化合价变化，是氧化还原反应，氧化产物是NaNO3，还原产物是NaNO2。【总结升华】工业制硝酸尾气处理的途径：1碱液吸收用Na2CO3溶液吸收氮的氧化物，化学反应方程式为：2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2 2催化还原氮氧化物利用甲烷、氢气等将氮的氧化物还原为氮气和水 H2+NO2=NO+H2O 2H2+2NO=N2+2H2O CH4+4NO2=4NO+CO2+2H2O CH4+4NO=2N2+CO2+2H2O举一反三：【变式1】用Na2CO3溶液吸收氮的氧化物进行硝酸的尾气处理下列说法错误的是（ ） A用Na2CO3溶液吸收NO2生成NaNO2和NaNO3 B这种方法适用于常压下尾气处理 C用Na2CO3溶液处理尾气后，尾气中氮的氧化物含量可达到排放标准D用Na2CO3溶液吸收比较经济【答案】C