Осуществите превращения: HNO3→ Cu(NO3)2 → NO2 → HNO3.

Чтобы осуществить цепочку превращений ( \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 \rightarrow \text{NO}_2 \rightarrow \text{HNO}_3 ), нужно последовательно провести несколько химических реакций. Рассмотрим каждую стадию подробно.

1. Превращение ( \text{HNO}_3 ) в ( \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 )

Для этого возьмём азотную кислоту и медь. Реакция между медью и концентрированной азотной кислотой проходит с выделением диоксида азота (( \text{NO}_2 )) и образованием нитрата меди(II) (( \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 )):

[ 4\text{HNO}_3 + \text{Cu} \rightarrow \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + 2\text{NO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} ]

2. Превращение ( \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 ) в ( \text{NO}_2 )

Для этого необходимо разложить нитрат меди(II). При нагревании нитрат меди(II) разлагается на оксид меди(II) (( \text{CuO} )), диоксид азота (( \text{NO}_2 )) и кислород (( \text{O}_2 )):

[ 2\text{Cu(NO}_3\text{)}_2 \rightarrow 2\text{CuO} + 4\text{NO}_2 + \text{O}_2 ]

3. Превращение ( \text{NO}_2 ) в ( \text{HNO}_3 )

Диоксид азота является одним из компонентов, участвующих в образовании азотной кислоты в промышленном процессе, известном как процесс Оствальда. В этом процессе, ( \text{NO}_2 ) поглощается водой с образованием азотной кислоты и окиси азота (( \text{NO} )):

[ 3\text{NO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{HNO}_3 + \text{NO} ]

Затем, ( \text{NO} ) снова окисляется кислородом до нитрогена диоксида (( \text{NO}_2 )):

[ 2\text{NO} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{NO}_2 ]

Таким образом, ( \text{NO}_2 ) вновь включается в цикл, способствуя дальнейшему образованию азотной кислоты.

В результате этих превращений, мы осуществили следующую последовательность:

[ \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 \rightarrow \text{NO}_2 \rightarrow \text{HNO}_3 ]

Эта цепочка реакций показывает, как можно получить азотную кислоту из меди через промежуточные соединения.

Данная последовательность превращений представляет собой циклический процесс окисления и восстановления азотной кислоты (HNO3).

1. HNO3 окисляет медь (Cu) до иона меди (II) (Cu^2+), образуя нитрат меди (II) (Cu(NO3)2) и сами превращается в сниженную форму азотной кислоты.

2. Ион меди (II) (Cu^2+) в свою очередь окисляется азотной кислотой (HNO3) до иона меди (I) (Cu^+), образуя оксид азота (II) (NO2).

3. Оксид азота (II) (NO2) может реагировать с водой, образуя азотную кислоту (HNO3), завершая тем самым цикл превращений.

Таким образом, данный процесс демонстрирует важный принцип химических реакций - окисление и восстановление, а также позволяет циклически возвращать азотную кислоту к исходному состоянию после превращений.

HNO3 + Cu -> Cu(NO3)2 Cu(NO3)2 -> CuO + NO2 + O2 NO2 + H2O -> HNO3