N2--NO--NO2--HNO2--Cu(NO3)2--CUОсуществить превращение

Для осуществления превращения N₂ → NO → NO₂ → HNO₂ → Cu(NO₃)₂ → Cu, необходимо провести серию химических реакций. Ниже представлен подробный путь превращений с указанием условий и реагентов.

1. N₂ → NO

Реакция азота с кислородом при высокой температуре
При очень высокой температуре (около 3000 °C), например, в электрической дуге, азот и кислород реагируют с образованием оксида азота:

2. NO → NO₂

Окисление оксида азота на воздухе
Оксид азота легко окисляется кислородом при комнатной температуре:

3. NO₂ → HNO₂

Растворение диоксида азота в воде
При растворении NO₂ в холодной воде образуется смесь азотистой и азотной кислот:

Для получения преимущественно HNO₂ можно использовать избыток NO:

4. HNO₂ → Cu(NO₃)₂

Окисление меди азотистой кислотой
Азотистая кислота окисляет медь с образованием нитрата меди(II), при этом выделяются оксиды азота:

5. Cu(NO₃)₂ → Cu

Термическое разложение соли и восстановление меди
Сначала необходимо выделить Cu из соли. Есть два основных способа:

Вариант A: Восстановление водородом

Вариант B: Восстановление углеродом (например, коксом)

Итоговая схема превращений:

1. $N_2 + O_2 \xrightarrow{t^o} 2NO$

2. $2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2$

3. $2NO_2 + NO + H_2O \rightarrow 3HNO_2$

4. $Cu + 4HNO_2 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO + 2H_2O$

5. $Cu(NO_3)_2 \xrightarrow{t^o} CuO + 2NO_2 + \tfrac{1}{2}O_2$