草酸的性质和制法

积土而为山，积水而为海未来!一起见证Inthefuture!togetherwitness打开平板准备上课!>>记好笔记2023/9/28高考微专题

草酸的性质目录一、草酸概述二、草酸的性质三、常见的草酸盐四、草酸的制法选修4P20浓度对反应速率的影响高锰酸钾与草酸的反应教材链接选修4P43弱电解质的电离几种多元弱酸的电离常数选修4P23催化剂对反应速率的影响高锰酸钾与草酸的反应选修5P60羧酸酯羧酸的结构介绍选修5P61资料卡片自然界中的有机酸高考对接2019年北京卷11．探究草酸H2C2O4性质，进行以下实验。已知：室温下，·L-1H2C2O4的pH=13实验装置试剂a现象①Ca(OH)2溶液(含酚酞)溶液褪色，产生白色沉淀②少量NaHCO3溶液产生气泡③酸性KMnO4溶液紫色溶液褪色④C2H5OH和浓硫酸加热后产生有香味物质由上述实验所得草酸性质所对应的方程式不正确的是A．H2C2O4有酸性，CaOH2H2C2O4=CaC2O4↓2H2OB．酸性：H2C2O4＞H2CO3，NaHCO3H2C2O4=NaHC2O4CO2↑H2OC．H2C2O4有还原性，2MnO4-5C2O42-16H=2Mn210CO2↑8H2OD．H2C2O4可发生酯化反应HOOCCOOH2C2H5OHC2H5OOCCOOC2H52H2OC解析：A选项正确，草酸钙是沉淀；B选项正确，草酸的酸性比碳酸强；C选项错误，草酸是弱酸，写离子方程式的时候不拆；D选项正确，草酸是二元有机酸，故酯化时消耗2倍的一元醇。2018年江苏卷14．（400分）H2C2O4为二元弱酸，a1（H2C2O4）=54×10﹣2，a2（H2C2O4）=54×10﹣5，设H2C2O4溶液中c（总）=c（H2C2O4）c（HC2O4﹣）c（C2O42﹣）。室温下用NaOH溶液滴定2500mL01000mol•L﹣1H2C2O4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是（）A．01000mol•L﹣1H2C2O4溶液：c（H）=01000mol•L﹣1c（C2O42﹣）c（OH﹣）﹣c（H2C2O4）B．c（Na）=c（总）的溶液：c（Na）＞c（H2C2O4）＞c（C2O42﹣）＞c（H）C．ol•L﹣1c（C2O42﹣）﹣c（H2C2O4）D．c（Na）=2c（总）的溶液：c（OH﹣）﹣c（H）=2c（H2C2O4）c（HC2O4﹣）A【分析】A．根据01000mol•L﹣1H2C2O4溶液中的电荷守恒和物料守恒分析；B．c（Na）=c（总）时，二者恰好完全反应生成NaHC2O4，HC2O4﹣的水解平衡常数为=（H2C2O4）=54×10﹣5，说明HC2O4﹣的电离程度大于其水解程度，则c（C2O42﹣）＞c（H2C2O4）；C．ol•L﹣1的大小关系；D．c（Na）=2c（总）时，氢氧化钠与草酸恰好反应生成草酸钠，根据醋酸钠溶液中的质子守恒判断。＜a22017年全国2卷（4）草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后，用MnO4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：MnO4﹣HH2C2O4→Mn2CO2H2O．水泥样品，•L﹣，则该水泥样品中钙的质量分数为450%。【解答】解：（4）反应的关系式为5Ca2～5H2C2O4～2MnO4，n（MnO4）=×=，n（Ca2）=，水泥中钙的质量分数为×100%=450%，故答案为：450%．2016年4．（6分）下列实验的反应原理用离子方程式表示正确的是（）A．室温下，测得氯化铵溶液pH＜7，证明一水合氨是碱：NH42H2O═NH3•H2OH3OB．用氢氧化钠溶液除去镁粉中的杂质铝：2Al2OH﹣2H2O═2AlO2﹣3H2↑C．用碳酸氢钠溶液检验水杨酸中的羧基：2HCO3﹣→D．用高锰酸钾标准溶液滴定草酸：2MnO4﹣16H5C2O42﹣═2Mn210CO2↑8H2O2H2O2CO2↑A【分析】A．盐类水解是可逆反应；B．Al和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，Mg不反应；C．羧基能和碳酸氢钠反应，但酚羟基和碳酸氢钠不反应；D．弱电解质写化学式．2016年14．（4分）H2C2O4为二元弱酸．20℃时，配制一组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质的量浓度随pH的变化曲线如图所示．下列指定溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是（）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．依据图象可知ol•L﹣1c（HC2O4﹣）；D．20℃时，w=0681×10﹣14，pH=7的溶液中，显酸性，（H）＞c（OH﹣），根据电荷守恒判断．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---------------------全国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．草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体（H2C2O4•2H2O）无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水，升华，170℃以上分解。有气泡冒出，澄清石灰水变浑浊CO2冷凝（水蒸气和草酸），防止草酸进入装置C反应生成沉淀而干扰CO2的检验。（2）乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和图2所示的部分装置（可以重复选用）进行实验。①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、、I，装置H反应管中盛有的物质是-----COF、D、G、H、DCuO②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。H中黑色粉末变为红色，其后的D中澄清石灰水变浑浊。向盛有少量NaHCO3的试管里滴加草酸溶液，有气泡产生就说明草酸酸性大于碳酸全国2C．pH=2的H2C2O4溶液与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，任何电解质溶液中都存在电荷守恒，根据电荷守恒得c（Na）c（H）=c（OH﹣）c（HC2O4﹣）2c（C2O42﹣），故C错误；【分析】（1）草酸晶体（H2C2O4•2H2O）无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解，如果草酸受热分解，分解时会产生二氧化碳而使澄清石灰水变浑浊；草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水，B装置温度较低，有冷凝作用，防止干扰实验；（2）①要检验生成CO，在甲组实验后，用浓氢氧化钠除去二氧化碳，用澄清石灰水检验二氧化碳，用碱石灰干燥CO，利用CO的还原性将CO氧化，再利用澄清石灰水检验生成的二氧化碳，用排水法收集CO；H装置中盛放的物质应该具有氧化性，且和CO反应有明显现象发生；②CO具有还原性，其氧化产物是二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；（3）要证明草酸酸性大于碳酸，可以利用强酸制取弱酸2013全国1卷草酸（乙二酸）可作还原剂和沉淀剂，用于金属除锈、织物漂白和稀土生产．一种制备草酸（含2个结晶水）的工艺流程如下：回答下列问题：（1）CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为CONaOHHCOONa、2HCOONaNa2C2O4H2↑．（2）该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作①的滤液是氢氧化钠溶液，滤渣是CaC2O4；过滤操作②的滤液是H2C2O4溶液和H2SO4溶液，滤渣是CaSO4．（3）工艺过程中③和④的目的是分别循环利用氢氧化钠和硫酸来降低成本，减小污染．（4）有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸．该方案的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是Na2SO4．（5）结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定．溶于水中，•L﹣1的酸性MnO4溶液滴定，至粉红色不消褪，，反应的离子方程式为5H2C2O42MnO4﹣6H=10CO2↑2Mn28H2O；列式计算该成品的纯度945%探究草酸的性质草酸是生物体的一种代谢产物，广泛分布于植物、动物和真菌体中，并在不同的生命体中发挥不同的功能。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。草酸又名乙二酸，一草酸概述无色单斜片状或棱柱体结晶或白色粉末，氧化法草酸无气味，合成法草酸有味。150～160℃升华。在高热干燥空气中能风化。，不溶于苯、氯仿和石油醚，低毒草酸晶体（H2C2O4·2H2O）无色，熔点101℃，易溶于水，受热易脱水升华又名乙二酸，分子式H2C2O4，结构简式HOOC-COOH1酸性草酸的酸性比醋酸（乙酸）强10000倍，是有机酸中的强酸。其a1=59×10^-2，a2=64×10^-5。具有酸的通性。能与碱发生中和，能使指示剂变色，能与碳酸根作用放出二氧化碳。例如：H2C2O4Na2CO3==Na2C2O4CO2↑H2OH2C2O4n==nC2O4H2↑2还原性草酸根具有很强的还原性，与氧化剂作用易被氧化成二氧化碳。可以使酸性高锰酸钾（MnO4）溶液褪色，并将其还原成2价锰离子。这一反应在定量分析中被用作测定高锰酸钾浓度的方法。草酸还可以洗去溅在布条上的墨水迹。2MnO45H2C2O43H2SO4==2SO42MnSO410CO2↑8H2OH2C2O4NaClO==NaCl2CO2↑H2O草酸性质3不稳定性草酸在1895℃或遇浓硫酸会分解生成二氧化碳、一氧化碳和水。H2C2O4====CO2↑CO↑H2O实验室可以利用此反应来制取一氧化碳气体。草酸氢铵200度时分解为二氧化碳、一氧化碳、氨气和水5不稳定性草酸在100℃开始升华，125℃时迅速升华，157℃时大量升华，并开始分解。可与碱反应，可以发生酯化、酰卤化、酰胺化反应。也可以发生还原反应，受热发生脱羧反应。无水草酸有吸湿性。草酸能与许多金属形成溶于水的络合物。草酸性质4毒性草酸有毒。对皮肤、粘膜有刺激及腐蚀作用，极易经表皮、粘膜吸收引起中毒。空气中最高容许浓度为1mg/m3。酯化反应乙二酸可以跟醇反应生成酯。比如乙二酸跟乙醇反应生成乙二酸二乙酯。

探究1——预测草酸可能的化学性质预测的依据从化合价分析物质的通性线氧化还原线分类法分析二草酸性质

1酸的通性:（1）使紫色石蕊试液变红（2）与某些金属氧化物起反应（3）与某些盐起反应（4）与碱起反应（5）与金属单质起反应放出H2

探究1——预测草酸可能的化学性质（√）（√）（√）2还原性：

实验11mL草酸2滴紫色石蕊试液实验2取少量滴有酚酞的石灰水，滴入草酸溶液。静置一小段时间，再加入适量盐酸实验31mL草酸1mLNa2CO3溶液实验41mL酸性高锰酸钾溶液加入适量草酸溶液分组实验探究2——探究草酸的化学性质

探究2——探究草酸的化学性质

实验内容

实验现象

实验结论（1）1mL草酸+2滴紫色石蕊试液（2）取少量滴有酚酞的石灰水，滴入草酸，再加盐酸（3）1mL草酸+1mLNa2CO3溶液溶液变红色草酸溶液呈酸性溶液红色退去，产生白色沉淀。H2C2O4＋CaOH2＝CaC2O4↓＋2H2OCaC2O4＋2HCl＝CaCl2＋H2C2O4酸性：HCl>H2C2O4有无色气泡H2C2O4＋Na2CO3＝Na2C2O4＋H2O＋CO2↑加入盐酸后白色沉淀消失酸性：H2C2O4>H2CO3

探究2——探究草酸的化学性质

实验内容

实验现象

实验结论（4）1ml酸性高锰酸钾溶液+适量草酸溶液紫红色逐渐变浅，直至褪色草酸溶液具有还原性探究2——探究草酸的化学性质问题提出草酸晶体的化学式为H2C2O4·2H2O，熔点为101℃，它是否像某些如硝酸一样受热易分解？探究2——探究草酸的化学性质草酸晶体受热分解的实验装置选择探究2——探究草酸的化学性质草酸晶体受热分解的实验装置选择探究2——探究草酸的化学性质演示实验草酸晶体受热分解的实验装置草酸的不稳定性：

CO2↑

+CO↑+3H2O△探究2——探究草酸的化学性质H2C2O4·2H2O

探究3——设计实验证明草酸为二元酸方案1：用010mol·L-1NaOH溶液来滴定5mL010mol·L-1草酸溶液，测消耗NaOH溶液的体积为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，溶液颜色由无色变为红色。方案3、4

探究3——设计实验证明草酸为二元酸方案3：用数字化实验证明

探究3——设计实验证明草酸为二元酸方案3：用数字化实验证明

探究3——设计实验证明草酸为二元酸用手持技术证明草酸为二元酸演示实验用朗威⑧DISLab69数据采集器、L烧杯、滤纸、01mol/L草酸、NaOH，测滴定过程pH的变化，横坐标为V（NaOH），纵坐标为pH

探究3——设计实验证明草酸为二元酸

探究3——设计实验证明草酸为二元酸方案1：用010mol·L-1NaOH溶液来滴定5mL010mol·L-1草酸溶液（滴加酚酞），测消耗NaOH溶液的体积是否为10mL。分组实验结论：草酸是二元酸

探究