С помощью каких реакций можно осуществить превращения: KNO3 → O2 → NO → NO2 → HNO3 → NO?

Для последовательного превращения $KNO_3 \to O_2 \to NO \to NO_2 \to HNO_3 \to NO$ можно использовать ряд реакций, происходящих в лабораторных или промышленных условиях. Рассмотрим каждое превращение поочередно:

1. $KNO_3 \to O_2$:

   • Это превращение можно осуществить с помощью термического разложения нитрата калия (KNO3). При нагревании $KNO_3$ распадается с образованием кислорода (O2) и образуется нитрит калия (KNO2):

     $$2KNO_3 \xrightarrow{\Delta} 2KNO_2 + O_2$$

2. $O_2 \to NO$:

   • Для получения оксида азота (NO) из кислорода, необходимы высокие температуры или использование азотной кислоты в реакции с углеродом. Например, можно провести реакцию между кислородом (O2) и азотом (N2) в условиях высокой температуры (в атмосфере молекулярного азота) или с помощью электрического разряда:

     $$N_2 + O_2 \xrightarrow{\Delta} 2NO$$

3. $NO \to NO_2$:

   • Оксид азота (NO) окисляется кислородом (O2) до диоксида азота (NO2):

     $$2NO + O_2 \to 2NO_2$$

4. $NO_2 \to HNO_3$:

   • Диоксид азота (NO2) может быть окислен до азотной кислоты (HNO3) с использованием воды и кислорода (или с помощью других окислителей). Это важная стадия в производстве азотной кислоты на промышленном уровне, часто с использованием катализаторов:

     $$3NO_2 + H_2O + O_2 \to 2HNO_3$$

5. $HNO_3 \to NO$:

   • Азотная кислота (HNO3) может быть восстановлена до оксида азота (NO) при воздействии восстановителей. Одним из таких восстановителей является водород (H2) или металлический цинк (Zn). Например, при взаимодействии с цинком происходит восстановление азотной кислоты:

     $$2HNO_3 + 3Zn \to 3Zn(NO_3)_2 + 2NO + 2H_2O$$

Таким образом, весь процесс превращений состоит из нескольких ключевых реакций, в ходе которых азотные соединения изменяются под воздействием температур, кислорода и восстановителей.