高中化学人教版高中选修4化学反应原理第三章水溶液中的离子平衡-再探草酸

1、水溶液中的平衡专题复习再探草酸绵阳南山中学实验学校 陈俊吕一、教学目标：1.知识与技能：复习巩固草酸的分类与性质，属于二元弱酸，具有酸性和还原性。会用电离平衡常数和沉淀溶解平衡常数计算，分析沉淀生成与溶解，加强对水溶液中平衡的理解与应用。2.过程与方法：通过实验设计和小组间的相互评价，深化对酸碱中和滴定和氧化还原滴定等定量实验的掌握。会用所学知识设计考题，熟悉草酸在高考中的考点，进一步深化对草酸性质的掌握，并提高学生分析问题解决问题的能力。3.情感态度与价值观：通过再探草酸，解决生活中的实际问题，增强化学的学科价值并激发学生的社会责任感。二、教学重点：掌握草酸的性质并设计实验定量测定草酸浓度。

2、会用平衡常数计算，解决实际问题。三、教学难点：将草酸的知识点与平衡结合，自行设计题目，突出草酸的考点。四、学情分析：本节课的教学对象是高三21班的学生，该班的学生基础较好，思维活跃，有很强的好奇心和探索实践的能力。对于物质的分类与性质、氧化还原反应都有了很好的基础。会通过分析确定草酸是二元弱酸，且根据价态草酸有强还原性。这些性质可以落实到教材，选修四的实验：草酸与高锰酸钾的反应。在一轮复习中，学生对于水溶液中的离子平衡也有了比较夯实的基础，能够独立设计实验方案、通过平衡常数的计算，调整方案并解决实际问题。五、考情分析：草酸与草酸盐是高考命题的生长点，在近几年的高考题中，草酸与草酸盐的性质考察出

3、现频率特别高，而且草酸对健康也有一定程度的影响：研究发现百多种植物富含草酸，尤以菠菜、苋菜、甜菜、马齿苋、芋头、甘薯和大黄等植物中含量最高，由于草酸可降低矿质元素的生物利用率，在人体中容易与钙离子形成草酸钙导致肾结石，所以草酸往往被认为是一种矿质元素吸收利用的拮抗物。故深入探究草酸，帮助学生掌握其性质与应用，并感知生活实际问题在化学中的分析价值与意义。六、教学过程：教学环节教师活动学生活动设计意图课前准备小西牛牛奶的营养成分：每100mL中，含有蛋白质、脂肪、110mgCa2+教师查阅资料，整理成资料卡片：菠菜的营养成分：含有丰富的Fe、维C，对缺铁性贫血有较好的辅助治疗效果，且维C有一定抗衰

4、老、减少邹纹及色斑。菠菜中的大量植物粗纤维，促进肠胃蠕动，帮助消化。菠菜草酸含量较高，不适宜肾炎患者、肾结石患者。1.从有机物官能团和化合价的角度分析草酸，并复习选修四的实验“高锰酸钾和草酸的反应”。2.复习弱电解质电离平衡和难溶物质的溶解平衡。学会用已有理论分析草酸并预测其性质。理解与应用平衡常数，对本课中的计算打下基础。课堂引入从以下食物选择你的营养早餐？（并说明理由）红薯粥、玉米粥、烧麦、拔丝蛋糕、菠菜汁、南瓜汁、银耳汤、牛奶、豆浆、煮鸡蛋、紫菜鲜虾饭团。小明的营养早餐：100mL菠菜汁/水果汁，250mL小西牛牛奶，两片全麦面包。看到这份食谱，我深感担忧，于是查阅了菠菜汁和小西牛的营养

5、成分（PPT展示）。你们分析一下，可能会有什么问题？学生分享。早餐需要补充维生素、蛋白质，还要注意补钙补铁等。认真分析两张图表，分析所学物质性质，得出结论：菠菜汁中的草酸或草酸盐和牛奶中的Ca2+可能会形成难溶的CaC2O4沉淀，无法被身体吸收，形成结石。培养学生分析图表的能力，养成习惯：细心审题。老师反问：怎样判断CaC2O4能否生成？可以测量菠菜汁中的H2C2O4浓度和pH，计算出C2O42-浓度，然后用Qc与Ksp（CaC2O4）对比判断：QcKsp，生成沉淀QcKsp，无沉淀生成复习Qc与Ksp相关知识。活动一：设计实验定量测定菠菜汁中的草酸含量提问：如何测量菠菜汁中的草酸含量？（从物

6、质类别和化合价的角度分析草酸性质）学生分析：草酸是二元弱酸，具有酸性。碳的价态+3，具有还原性。复习物质分类与氧化还原反应。给出数据：H2C2O4的电离平衡常数：Ka1=510-2Ka2=510-5设计具体方案并简单说明原理方案一：酸碱中和滴定取25mL菠菜汁，用标准溶液L的NaOH滴定，记录三测平行实验所用NaOH体积。复习巩固酸碱中和滴定（实验步骤，方程式书写，指示剂的选择，滴定终点现象）写出离子方程式。提问：草酸和NaOH反应终点生成产物是？选择指示剂是？（说明选择理由）。写方程式：H2C2O4+OH-=HC2O4-+H2OHC2O4-+OH-=C2O42-+H2O分析：若是反应生成Na

7、HC2O4，根据Kh=210-12 Ksp(CaC2O4)，故同食菠菜汁和牛奶会产生结石。会利用关系式法进行简单计算。会进行单位的换算。学会分析、处理图表数据。巩固电离平衡常数和溶解平衡常数的计算及应用。师生交流其实，水浸后的菠菜汁中pH7的，说明什么？那么，榨汁机直接做出来的菠菜汁与牛奶同食，会怎样？想想食物中还有哪些大量含钙的物质？你对营养搭配有什么建议？若已知草酸易分解，菠菜中的草酸盐主要是草酸钙和草酸钠，根据水溶性，在食用菠菜时可以怎样操作减少得结石的概率？ 菠菜中的草酸大多是以草酸盐的形式存在。草酸盐中的草酸根浓度更大，更易产生结石。食物中大量含钙的有：牛奶、豆浆豆腐、鱼虾、海带紫菜

8、虾米等海产品。这些食物不能与含草酸的蔬菜一同食用（比如：菠菜、苋菜、香菜等）。可以用在锅里翻炒使草酸分解，或用热水煮一会儿，将水倒掉，然后才用菠菜煮汤，这样草酸钠和草酸溶解在热水里，就能减少草酸含量。在交流中将化学知识与生活联系起来，学有所成，学有所用。建立学生利用化学分析问题的主动性。真题体验详见第八点：课堂练习前三题，并请学生总结关于草酸的考点。学生做题并总结草酸考点，对比分析自己对高考题的考点和重难点的把握通过对应练习把草酸的知识形成知识网络。思维延续小明吃鱼的时候被鱼刺卡住喉咙，妈妈告诉他喝醋可以软化鱼刺，你知道原理吗？你能通过计算分析家里的食用醋是否真的能与鱼刺反应？计算家里的食用醋

9、的浓度。利用平衡常数计算碳酸钙与醋酸反应所需的醋酸浓度最小值。养成在生活中学化学，利用化学解决实际问题。学习小结通过再探草酸的学习，你有什么新的收获？对于三大平衡解决生活中的实际问题的应用更加自如。除了定性判断、更要利用数据说话（定量判断）。以后对于数据的关注度会更高。感受化学的实际意义和社会价值。七、教学反思：在围绕一个中心问题“小明的营养早餐是否营养？”解决实际问题过程中，学生通过分析菠菜和牛奶的营养成分，提出自己的意见，并设计实验方案、判断盐的酸碱性并选择指示剂、最后计算验证结果，通过老师和同学间的不断提问，反思改进设计方案，潜移默化地帮助学生复习弱电解质电离平衡、盐类水解平衡、难溶物质

10、溶解平衡相关知识。课堂轻松，收效良好。学生喜欢用化学知识解决生活中的疑难杂症，本节课让他们有了很强的社会责任感。参考文献：1 曾芳,刘忠珍,许桂芝,王荣辉,欧俊.从菠菜中提取草酸及其含量的测定.食品科学2023(16)2 郎晶.寻觅生长点，探析草酸性质.黑龙江教育：中学版 2023(4)八、真题体验：1. （2023年江苏卷；14）H2C2O4为二元弱酸，Ka1(H2C2O4)=102，Ka2(H2C2O4)=105，设H2C2O4溶液中c(总)=c(H2C2O4)+c(HC2O4)+c(C2O42)。室温下用NaOH溶液滴定溶液至终点。滴定过程得到的下列溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的

11、是AL1H2C2O4溶液：c(H+)=L1+c(C2O42)+c(OH)c(H2C2O4)Bc(Na+)=c(总)的溶液：c(Na+)c(H2C2O4)c(C2O42)c(H+)CpH=7的溶液：c(Na+)=L1+c(C2O42)c(H2C2O4)Dc(Na+)=2c(总)的溶液：c(OH)c(H+)=2c(H2C2O4)+c(HC2O4)2. （2023年全国卷；26，节选）草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为：+H+H2C2O4Mn2+CO2+H2O。实验中称取 g水泥样品，滴定时消耗了 molL-1的KMnO4溶液 m

12、L，则该水泥样品中钙的质量分数为 。3. （2023年全国I卷；26）草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其K1=102，K2=105。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O42H2O)无色，熔点为101，易溶于水，受热脱水、升华，170以上分解。回答下列问题：（1）甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是 ，由此可知草酸晶体分解的产物中有 。装置B的主要作用是 。（2）乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。乙组同学的实验装置中，依次连接

13、的合理顺序为A、B、 。装置H反应管中盛有的物质是 。能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是 。（3）设计实验证明：草酸的酸性比碳酸的强 。草酸为二元酸 。4. 医学上将高锰酸钾（硫酸酸化）溶液和草酸（H2C2O4）溶液的反应用于测定血钙的含量回答下列问题：（1）该反应中的还原剂是 （2）写出该反应的化学方程式 （3）反应转移了电子，则参加反应的H2SO4物质的量为 （4）测定血钙的含量的方法是：取2mL血液用蒸馏水稀释后，向其中加入足量草酸铵晶体化学式为（NH4）2C2O4，反应生成CaC2O4沉淀，将沉淀用稀硫酸溶解得到H2C2O4后，再用KMnO4溶液滴定稀硫酸溶解CaC2O4沉淀的化学

14、方程式是 用KMnO4溶液滴定H2C2O4时，判断滴定终点的方法是 若消耗了10-4mol/L的KMnO4溶液，则100mL该血液中含 克5. 草酸（H2C2O4）是一种易溶于水的二元中强酸，在水中它的存在形态有H2C2O4、HC2O4-、C2O42-，各形态的分布系数（浓度分数）随溶液pH变化的关系如图所示：（1）图中曲线1表示 的分布系数变化；曲线3表示 的分布系数变化现有物质的量浓度均为L的下列溶液：已知NaHC2O4溶液显酸性Na2C2O4NaHC2O4H2C2O4（NH4）2C2O4NH4HC2O4（2）Na2C2O4溶液中，c（Na+）/c（C2O42-） 2（填“”、“=”、“”

15、），原因是 （用离子方程式表示）（3）常温下，向10mLLH2C2O4溶液中滴加LNaOH溶液，随着NaOH溶液体积的增加，当溶液中c（Na+）=2c（C2O42-）+c（HC2O4-）时，溶液显 性（填“酸”、“碱”或“中”），且V（NaOH） 10mL（填“”、“=”或“”）（4）下列关于五种溶液的说法中，正确的是 A溶液中，c（C2O42-）c（H2C2O4）B溶液中，c（H2C2O4）+c（OH-）=c（C2O42-）+c（H+）C溶液中都符合c（NH4+）+c（H+）=c（HC2O4-）+2c（C2O42-）+c（OH-）D五种溶液都符合c（H2C2O4）+c（HC2O4-）+c（C

16、2O42-）=L-1（5）五种溶液中c（H2C2O4）由大到小排列的顺序是 （6）配平氧化还原反应方程式：C2O42-+MnO4-+H+=CO2+Mn2+H2O（7）称取含H2C2O42H2O、KHC2O4和K2SO4的试样，加水溶解，配成250mL溶液量取两份此溶液各25mL，分别置于两个锥形瓶中第一份溶液中加入2滴酚酞试液，滴加LNaOH溶液至20mL时，溶液由无色变为浅红色第二份溶液用L酸性KMnO4溶液滴定，滴定终点如何判断 当加入16mLL酸性KMnO4溶液时恰好反应完全则原试样中H2C2O42H2O的质量分数为 ，KHC2O4的质量分数为 如果用LNaOH溶液滴定第一份溶液的实验滴

17、定终点仰视读数则测得的KHC2O4的质量分数 （填“偏高”“偏低”或“无影响”）6. 草酸（H2C2O4）是一种二元弱酸，主要用作还原剂和漂白剂。草酸的盐可用作碱土金属离子的广谱沉淀剂。（1）40时混合一定体积的mol/L H2C2O4溶液与一定体积mol/L酸性KMnO4溶液，填写表中空格。（2）用甲基橙作指示剂，通过酸碱滴定可测定草酸溶液浓度。甲基橙是一种常用的酸碱指示剂，甲基橙（用化学式HIn表示）本身就是一种有机弱酸，其电离方程式为：HInH+In-。则酸根离子In-的颜色是 。甲基橙的酸性与草酸相比， （填前者强、前者弱、十分接近、无法判断）。（3）常温下有pH均为3的盐酸和草酸溶液

18、各10ml，加水稀释，在上图中画出稀释过程中两种溶液中c(H+)变化的示意图并作必要的标注。（4）常温下MgC2O4的Ksp=10-5，已知当溶液中某离子的浓度10-5mol/L时可认为该离子已沉淀完全。现为了沉淀1L mol/L MgCl2溶液中的Mg2+，加入100mL mol/L的 (NH4)2C2O4溶液，通过计算判断Mg2+是否已沉淀完全。 （5）(NH4)2C2O4溶液因NH4+水解程度稍大于C2O42-而略显酸性，mol/L(NH4)2C2O4溶液pH值。现有某未知溶液，常温下由水电离出的c(H+)=10-5mol/L，该溶液pH可能是 （填字母）。A5 B6 C7 D9参考答案：2. 5Ca2