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奥利给!不为人知的草酸大揭秘!高考化学考察要点

2020-05-29

1 . 草酸是什么

众所周知----草酸是生物体的一种新陈代谢产物,普遍分布于植物、动物和真菌体中,并在有所不同的生命体中发挥不同的功能。研究发现一百多种植物富含草酸,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低,由于草酸可减少矿质元素的生物利用率,在人体中更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。

那我们以化学的角度来分析一下我们的草酸——HOOCCOOH

图片源于网络

草酸,即乙二酸,最简单的有机二元酸。结构简式HOOCCOOH。草酸易溶于乙醇、水溶液水、微水溶液乙醚,不溶于苯和乙醚。在100℃开始升华, 125℃时很快升华,157℃时大量升华,并开始发生干羚分解成;可与碱再次发生中和反应,可以发生酯化、酰卤化、酰胺化等有机反应;也可以再次发生还原成反应;还可以沉淀钙、镁、针和稀土元素。其涉及的科学知识与应用成为中考应用于所学知识解释、解决问题实际问题的良好切入点。草酸科学知识在人教版教材中草酸科学知识的呈现出有两个方面:以还原性在《化学反应原理》出现,以有机二元羧酸在《有机化学基础》出现。

对近几年低考试题分析找到,草酸科学知识反映较多且出现的几率呈增加趋势。考查主要集中于在以下方面:草酸的二元中强酸性质、还原性、工业制法、草酸与可溶性草酸盐的离子平衡、无以溶性草酸盐的沉淀均衡等。

2 . 草酸的二元强酸性

草酸的二元中强酸性质在高考中常以考查草酸、草酸氢盐或草酸盐在溶液中的三大动量和离子浓度大小比较常经常出现在选项中。

比如看下方举例:

3.草酸的工业制法

在工艺流程题中应用于甲酸钠法制取草酸。一氧化碳净化后在冷却情况下与氢氧化钠反应,分解甲酸钠,然后经高温异构化分解草酸钠,草酸钠再经坏死(或铅化)、酸化、结晶和脱水潮湿等工序,获得成品草酸。一氧化碳与氢氧化钠制备压力一般为1.8-2.0MPa,异构化温度为400℃。即:

CO+NaOH=HCOONa

2HCOONa=Na2C204+H2

Na2C204+ CaOH2=CaC204+2NaOH

CaC204+H2SO4=Cas04+H2C2040

常考查方程式的书写、流程中的操作名称与操作目的及产率的计算出来。《普通高中化学课程标准(实验)》明确指出了"课程目标”的能力要求,即科学探究能力;运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息,并运用比较、分类、概括、总结等方法对信息展开加工的能力;自律学习的能力(还包括独立思考的能力,对学习过程展开计划、反省、评价和调控的能力等)和激发学生的创新创造力,提升学生的实践中能力。

高考试题以新情景(草酸的酸性、不稳定性、还原性及其应用)创设为相结合,以解决问题为目标,综合考查学生获取信息的能力、解决问题化学问题能力和化学探究能力;以自由选择的背景材料为主题,考查综合运用化学及涉及学科知识、综合运用科学方法解决问题的能力。

4.草酸的不稳定性

草酸也具有含氧弱酸的不稳定性。草酸在189.5℃或遇浓硫酸会分解生成二氧化碳、一氧化碳和水。

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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℃时分解为二氧化碳、一氧化碳、氨气和水,

NH4HC2O4==CO2↑+ CO↑+H2O+NH3↑

高考中常利用草酸的不稳定性在实验题中考查 CO的制取原理、流程、产物检验等。当用澄清石灰水检验产物 CO2

5.草酸的强还原性

草酸具备很强的还原性,与氧化剂起到易被氧化成二氧化碳和水。可以使酸性高锰酸钾( KMnO4)褪色,分解二价锰离子。

图片源于网络

草酸的还原性在高考中常考查反应方程式的书写及定量分析中的氧还指示剂的操作者、误差分析和计算出来;也考查浓度、催化剂对反应速率的影响。如:Mn2+对草酸还原酸性高锰酸钾(KMnO4)溶液有催化作用,Fe2+对草酸还原酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液有催化作用。

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