草酸的性質(zhì)和制法

積土而為山，積水而為海未來(lái)!一起見(jiàn)證Inthefuture!togetherwitness打開(kāi)平板準(zhǔn)備上課!>>記好筆記2023/9/28高考微專題

草酸的性質(zhì)目錄一、草酸概述二、草酸的性質(zhì)三、常見(jiàn)的草酸鹽四、草酸的制法選修4P20濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響高錳酸鉀與草酸的反應(yīng)教材鏈接選修4P43弱電解質(zhì)的電離幾種多元弱酸的電離常數(shù)選修4P23催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響高錳酸鉀與草酸的反應(yīng)選修5P60羧酸酯羧酸的結(jié)構(gòu)介紹選修5P61資料卡片自然界中的有機(jī)酸高考對(duì)接2019年北京卷11．探究草酸H2C2O4性質(zhì)，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。已知：室溫下，·L-1H2C2O4的pH=13實(shí)驗(yàn)裝置試劑a現(xiàn)象①Ca(OH)2溶液(含酚酞)溶液褪色，產(chǎn)生白色沉淀②少量NaHCO3溶液產(chǎn)生氣泡③酸性KMnO4溶液紫色溶液褪色④C2H5OH和濃硫酸加熱后產(chǎn)生有香味物質(zhì)由上述實(shí)驗(yàn)所得草酸性質(zhì)所對(duì)應(yīng)的方程式不正確的是A．H2C2O4有酸性，CaOH2H2C2O4=CaC2O4↓2H2OB．酸性：H2C2O4＞H2CO3，NaHCO3H2C2O4=NaHC2O4CO2↑H2OC．H2C2O4有還原性，2MnO4-5C2O42-16H=2Mn210CO2↑8H2OD．H2C2O4可發(fā)生酯化反應(yīng)HOOCCOOH2C2H5OHC2H5OOCCOOC2H52H2OC解析：A選項(xiàng)正確，草酸鈣是沉淀；B選項(xiàng)正確，草酸的酸性比碳酸強(qiáng)；C選項(xiàng)錯(cuò)誤，草酸是弱酸，寫(xiě)離子方程式的時(shí)候不拆；D選項(xiàng)正確，草酸是二元有機(jī)酸，故酯化時(shí)消耗2倍的一元醇。2018年江蘇卷14．（400分）H2C2O4為二元弱酸，a1（H2C2O4）=54×10﹣2，a2（H2C2O4）=54×10﹣5，設(shè)H2C2O4溶液中c（總）=c（H2C2O4）c（HC2O4﹣）c（C2O42﹣）。室溫下用NaOH溶液滴定2500mL01000mol?L﹣1H2C2O4溶液至終點(diǎn)。滴定過(guò)程得到的下列溶液中微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系一定正確的是（）A．01000mol?L﹣1H2C2O4溶液：c（H）=01000mol?L﹣1c（C2O42﹣）c（OH﹣）﹣c（H2C2O4）B．c（Na）=c（總）的溶液：c（Na）＞c（H2C2O4）＞c（C2O42﹣）＞c（H）C．ol?L﹣1c（C2O42﹣）﹣c（H2C2O4）D．c（Na）=2c（總）的溶液：c（OH﹣）﹣c（H）=2c（H2C2O4）c（HC2O4﹣）A【分析】A．根據(jù)01000mol?L﹣1H2C2O4溶液中的電荷守恒和物料守恒分析；B．c（Na）=c（總）時(shí)，二者恰好完全反應(yīng)生成NaHC2O4，HC2O4﹣的水解平衡常數(shù)為=（H2C2O4）=54×10﹣5，說(shuō)明HC2O4﹣的電離程度大于其水解程度，則c（C2O42﹣）＞c（H2C2O4）；C．ol?L﹣1的大小關(guān)系；D．c（Na）=2c（總）時(shí)，氫氧化鈉與草酸恰好反應(yīng)生成草酸鈉，根據(jù)醋酸鈉溶液中的質(zhì)子守恒判斷。＜a22017年全國(guó)2卷（4）草酸鈣沉淀經(jīng)稀H2SO4處理后，用MnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，通過(guò)測(cè)定草酸的量可間接獲知鈣的含量，滴定反應(yīng)為：MnO4﹣HH2C2O4→Mn2CO2H2O．水泥樣品，?L﹣，則該水泥樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為450%?！窘獯稹拷猓海?）反應(yīng)的關(guān)系式為5Ca2～5H2C2O4～2MnO4，n（MnO4）=×=，n（Ca2）=，水泥中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=450%，故答案為：450%．2016年4．（6分）下列實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理用離子方程式表示正確的是（）A．室溫下，測(cè)得氯化銨溶液pH＜7，證明一水合氨是堿：NH42H2O═NH3?H2OH3OB．用氫氧化鈉溶液除去鎂粉中的雜質(zhì)鋁：2Al2OH﹣2H2O═2AlO2﹣3H2↑C．用碳酸氫鈉溶液檢驗(yàn)水楊酸中的羧基：2HCO3﹣→D．用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸：2MnO4﹣16H5C2O42﹣═2Mn210CO2↑8H2O2H2O2CO2↑A【分析】A．鹽類水解是可逆反應(yīng)；B．Al和NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，Mg不反應(yīng)；C．羧基能和碳酸氫鈉反應(yīng)，但酚羥基和碳酸氫鈉不反應(yīng)；D．弱電解質(zhì)寫(xiě)化學(xué)式．2016年14．（4分）H2C2O4為二元弱酸．20℃時(shí)，配制一組c（H2C2O4）c（HC2O4﹣）c（C2O42﹣）=?L﹣1的H2C2O4和NaOH混合溶液，溶液中部分微粒的物質(zhì)的量濃度隨pH的變化曲線如圖所示．下列指定溶液中微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系一定正確的是（）A．ol?L﹣1的溶液中：c（H）c（H2C2O4）=c（OH﹣）c（C2O42﹣）C．c（HC2O4﹣）=c（C2O42﹣）的溶液中：c（Na）＞0100mol?L﹣1c（HC2O4﹣）D．pH=7的溶液中：c（Na）＞2c（C2O42﹣）A【分析】A．依據(jù)圖象可知ol?L﹣1c（HC2O4﹣）；D．20℃時(shí)，w=0681×10﹣14，pH=7的溶液中，顯酸性，（H）＞c（OH﹣），根據(jù)電荷守恒判斷．回答下列問(wèn)題。（1）甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置，通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有。裝置B的主要作用是---------------------全國(guó)1（14分）草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其1=54×10﹣2，2=54×10﹣5．草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體（H2C2O4?2H2O）無(wú)色，熔點(diǎn)為101℃，易溶于水，受熱脫水，升華，170℃以上分解。有氣泡冒出，澄清石灰水變渾濁CO2冷凝（水蒸氣和草酸），防止草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀而干擾CO2的檢驗(yàn)。（2）乙組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解產(chǎn)物中還有，為進(jìn)行驗(yàn)證，選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B和圖2所示的部分裝置（可以重復(fù)選用）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。①乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的合理順序?yàn)锳、B、、I，裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是-----COF、D、G、H、DCuO②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是------------------------

（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)。H中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的D中澄清石灰水變渾濁。向盛有少量NaHCO3的試管里滴加草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生就說(shuō)明草酸酸性大于碳酸全國(guó)2C．pH=2的H2C2O4溶液與pH=12的NaOH溶液任意比例混合：c（Na）c（H）=c（OH﹣）c（HC2O4﹣）C．H2C2O4是二元弱酸，任何電解質(zhì)溶液中都存在電荷守恒，根據(jù)電荷守恒得c（Na）c（H）=c（OH﹣）c（HC2O4﹣）2c（C2O42﹣），故C錯(cuò)誤；【分析】（1）草酸晶體（H2C2O4?2H2O）無(wú)色，熔點(diǎn)為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解，如果草酸受熱分解，分解時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳而使澄清石灰水變渾濁；草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水，B裝置溫度較低，有冷凝作用，防止干擾實(shí)驗(yàn)；（2）①要檢驗(yàn)生成CO，在甲組實(shí)驗(yàn)后，用濃氫氧化鈉除去二氧化碳，用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳，用堿石灰干燥CO，利用CO的還原性將CO氧化，再利用澄清石灰水檢驗(yàn)生成的二氧化碳，用排水法收集CO；H裝置中盛放的物質(zhì)應(yīng)該具有氧化性，且和CO反應(yīng)有明顯現(xiàn)象發(fā)生；②CO具有還原性，其氧化產(chǎn)物是二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；（3）要證明草酸酸性大于碳酸，可以利用強(qiáng)酸制取弱酸2013全國(guó)1卷草酸（乙二酸）可作還原劑和沉淀劑，用于金屬除銹、織物漂白和稀土生產(chǎn)．一種制備草酸（含2個(gè)結(jié)晶水）的工藝流程如下：回答下列問(wèn)題：（1）CO和NaOH在一定條件下合成甲酸鈉、甲酸鈉加熱脫氫的化學(xué)反應(yīng)方程式分別為CONaOHHCOONa、2HCOONaNa2C2O4H2↑．（2）該制備工藝中有兩次過(guò)濾操作，過(guò)濾操作①的濾液是氫氧化鈉溶液，濾渣是CaC2O4；過(guò)濾操作②的濾液是H2C2O4溶液和H2SO4溶液，濾渣是CaSO4．（3）工藝過(guò)程中③和④的目的是分別循環(huán)利用氫氧化鈉和硫酸來(lái)降低成本，減小污染．（4）有人建議甲酸鈉脫氫后直接用硫酸酸化制備草酸．該方案的缺點(diǎn)是產(chǎn)品不純，其中含有的雜質(zhì)主要是Na2SO4．（5）結(jié)晶水合草酸成品的純度用高錳酸鉀法測(cè)定．溶于水中，?L﹣1的酸性MnO4溶液滴定，至粉紅色不消褪，，反應(yīng)的離子方程式為5H2C2O42MnO4﹣6H=10CO2↑2Mn28H2O；列式計(jì)算該成品的純度945%探究草酸的性質(zhì)草酸是生物體的一種代謝產(chǎn)物，廣泛分布于植物、動(dòng)物和真菌體中，并在不同的生命體中發(fā)揮不同的功能。研究發(fā)現(xiàn)百多種植物富含草酸，尤以菠菜、莧菜、甜菜、馬齒莧、芋頭、甘薯和大黃等植物中含量最高，由于草酸可降低礦質(zhì)元素的生物利用率，在人體中容易與鈣離子形成草酸鈣導(dǎo)致腎結(jié)石，所以草酸往往被認(rèn)為是一種礦質(zhì)元素吸收利用的拮抗物。草酸又名乙二酸，一草酸概述無(wú)色單斜片狀或棱柱體結(jié)晶或白色粉末，氧化法草酸無(wú)氣味，合成法草酸有味。150～160℃升華。在高熱干燥空氣中能風(fēng)化。，不溶于苯、氯仿和石油醚，低毒草酸晶體（H2C2O4·2H2O）無(wú)色，熔點(diǎn)101℃，易溶于水，受熱易脫水升華又名乙二酸，分子式H2C2O4，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式HOOC-COOH1酸性草酸的酸性比醋酸（乙酸）強(qiáng)10000倍，是有機(jī)酸中的強(qiáng)酸。其a1=59×10^-2，a2=64×10^-5。具有酸的通性。能與堿發(fā)生中和，能使指示劑變色，能與碳酸根作用放出二氧化碳。例如：H2C2O4Na2CO3==Na2C2O4CO2↑H2OH2C2O4n==nC2O4H2↑2還原性草酸根具有很強(qiáng)的還原性，與氧化劑作用易被氧化成二氧化碳?？梢允顾嵝愿咤i酸鉀（MnO4）溶液褪色，并將其還原成2價(jià)錳離子。這一反應(yīng)在定量分析中被用作測(cè)定高錳酸鉀濃度的方法。草酸還可以洗去濺在布條上的墨水跡。2MnO45H2C2O43H2SO4==2SO42MnSO410CO2↑8H2OH2C2O4NaClO==NaCl2CO2↑H2O草酸性質(zhì)3不穩(wěn)定性草酸在1895℃或遇濃硫酸會(huì)分解生成二氧化碳、一氧化碳和水。H2C2O4====CO2↑CO↑H2O實(shí)驗(yàn)室可以利用此反應(yīng)來(lái)制取一氧化碳?xì)怏w。草酸氫銨200度時(shí)分解為二氧化碳、一氧化碳、氨氣和水5不穩(wěn)定性草酸在100℃開(kāi)始升華，125℃時(shí)迅速升華，157℃時(shí)大量升華，并開(kāi)始分解?？膳c堿反應(yīng)，可以發(fā)生酯化、酰鹵化、酰胺化反應(yīng)。也可以發(fā)生還原反應(yīng)，受熱發(fā)生脫羧反應(yīng)。無(wú)水草酸有吸濕性。草酸能與許多金屬形成溶于水的絡(luò)合物。草酸性質(zhì)4毒性草酸有毒。對(duì)皮膚、粘膜有刺激及腐蝕作用，極易經(jīng)表皮、粘膜吸收引起中毒?？諝庵凶罡呷菰S濃度為1mg/m3。酯化反應(yīng)乙二酸可以跟醇反應(yīng)生成酯。比如乙二酸跟乙醇反應(yīng)生成乙二酸二乙酯。

探究1——預(yù)測(cè)草酸可能的化學(xué)性質(zhì)預(yù)測(cè)的依據(jù)從化合價(jià)分析物質(zhì)的通性線氧化還原線分類法分析二草酸性質(zhì)

1酸的通性:（1）使紫色石蕊試液變紅（2）與某些金屬氧化物起反應(yīng)（3）與某些鹽起反應(yīng)（4）與堿起反應(yīng)（5）與金屬單質(zhì)起反應(yīng)放出H2

探究1——預(yù)測(cè)草酸可能的化學(xué)性質(zhì)（√）（√）（√）2還原性：

實(shí)驗(yàn)11mL草酸2滴紫色石蕊試液實(shí)驗(yàn)2取少量滴有酚酞的石灰水，滴入草酸溶液。靜置一小段時(shí)間，再加入適量鹽酸實(shí)驗(yàn)31mL草酸1mLNa2CO3溶液實(shí)驗(yàn)41mL酸性高錳酸鉀溶液加入適量草酸溶液分組實(shí)驗(yàn)探究2——探究草酸的化學(xué)性質(zhì)

探究2——探究草酸的化學(xué)性質(zhì)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)結(jié)論（1）1mL草酸+2滴紫色石蕊試液（2）取少量滴有酚酞的石灰水，滴入草酸，再加鹽酸（3）1mL草酸+1mLNa2CO3溶液溶液變紅色草酸溶液呈酸性溶液紅色退去，產(chǎn)生白色沉淀。H2C2O4＋CaOH2＝CaC2O4↓＋2H2OCaC2O4＋2HCl＝CaCl2＋H2C2O4酸性：HCl>H2C2O4有無(wú)色氣泡H2C2O4＋Na2CO3＝Na2C2O4＋H2O＋CO2↑加入鹽酸后白色沉淀消失酸性：H2C2O4>H2CO3

探究2——探究草酸的化學(xué)性質(zhì)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)結(jié)論（4）1ml酸性高錳酸鉀溶液+適量草酸溶液紫紅色逐漸變淺，直至褪色草酸溶液具有還原性探究2——探究草酸的化學(xué)性質(zhì)問(wèn)題提出草酸晶體的化學(xué)式為H2C2O4·2H2O，熔點(diǎn)為101℃，它是否像某些如硝酸一樣受熱易分解？探究2——探究草酸的化學(xué)性質(zhì)草酸晶體受熱分解的實(shí)驗(yàn)裝置選擇探究2——探究草酸的化學(xué)性質(zhì)草酸晶體受熱分解的實(shí)驗(yàn)裝置選擇探究2——探究草酸的化學(xué)性質(zhì)演示實(shí)驗(yàn)草酸晶體受熱分解的實(shí)驗(yàn)裝置草酸的不穩(wěn)定性：

CO2↑

+CO↑+3H2O△探究2——探究草酸的化學(xué)性質(zhì)H2C2O4·2H2O

探究3——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明草酸為二元酸方案1：用010mol·L-1NaOH溶液來(lái)滴定5mL010mol·L-1草酸溶液，測(cè)消耗NaOH溶液的體積為10mL。方案2：在滴有酚酞的10mL010mol·L-1草酸溶液中，滴加10mLNaOH溶液后，再滴加10mLNaOH溶液，溶液顏色由無(wú)色變?yōu)榧t色。方案3、4

探究3——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明草酸為二元酸方案3：用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)證明

探究3——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明草酸為二元酸方案3：用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)證明

探究3——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明草酸為二元酸用手持技術(shù)證明草酸為二元酸演示實(shí)驗(yàn)用朗威⑧DISLab69數(shù)據(jù)采集器、L燒杯、濾紙、01mol/L草酸、NaOH，測(cè)滴定過(guò)程pH的變化，橫坐標(biāo)為V（NaOH），縱坐標(biāo)為pH

探究3——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明草酸為二元酸

探究3——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明草酸為二元酸方案1：用010mol·L-1NaOH溶液來(lái)滴定5mL010mol·L-1草酸溶液（滴加酚酞），測(cè)消耗NaOH溶液的體積是否為10mL。分組實(shí)驗(yàn)結(jié)論：草酸是二元酸

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