Question

工业上一粗铜为原料采取如下图所示的流程制备硝酸铜晶体

工业上一粗铜为原料采取如下图所示的流程制备硝酸铜晶体
在步骤a中，还需通入氧气和水，其目的是？答案是提高能源利用率，减少污染物排放。怎么理解？

Answer 1

如不通入氧气和水，
那么铜和硝酸反应为：3Cu+ 8HNO₃——→ 3Cu(NO3)₂+ 2NO+ 4H2O；
这样的话在实际生产中就会有一氧化氮气体产生，增加了有害气体的排放，同时氧化一单位的铜需要8/3单位的硝酸。
现在通入氧气，
那么铜和硝酸反应为：2Cu+ 4HNO₃——→ 2Cu(NO3)₂+ 2H2O；
这样就没有有害气体产生，氧化一单位的铜需要2单位的硝酸，相对之前的反应少用了2/3单位的硝酸，提高了硝酸的利用率。
其实第二个反应是一个复合反应，他包含了三个步骤：
3Cu+ 8HNO₃——→ 3Cu(NO3)₂+ 2NO+ 4H2O，
2NO+O2=2NO2，
3NO2+H2O=2HNO3+NO，
在这三个反应中需要有有水的参与，所以又通入了水。
所以通入氧气和水的目的在于氧化反应过程中的一氧化氮，提高硝酸的利用率，也减少了废气的排放。