寻觅生长点，探析草酸性质

郎晶

寻踪觅源：草酸知识点在近几年各地高考试题中多有体现。人教版普通高中课程标准实验教科书《化学》选修四《化学反应原理》第二章第一节在研究速率的影响因素——浓度及催化剂时，两次用到酸性高锰酸钾与草酸的反应，草酸作为还原剂;人教版普通高中课程标准实验教科书《化学》选修五《有机化学》第三章第四节用草酸二乙酯的合成让学生感受逆合成分析法在有机合成中的应用，草酸作为重要的原料以酯化反应的方式参与有机合成。以草酸的性质为载体，采用实验、计算、原理、流程以及合成等形式，都可以很好提升学生质疑解疑能力、思维能力和知识体系建构的能力。

构课：本课希望带领学生探析草酸的性质。借助讨论分析、直观演示、任务驱动和师生互动的教学方法，在知识上引领学生掌握草酸的化学性质，了解物质的结构、性质和用途的关系;在能力上提高识图解图的能力，实现对化学知识的表征从三重到四重的提升;在情感上感受源于生活的化学对生活的指导作用，增强社会责任感 。依托希沃白板、化学实验—手持技术进行滴定与CO2的测定，借助希沃授课助手、微课等教学手段深化对草酸的化学性质这一重点的探究，实现对强碱滴定多元弱酸曲线的分析、对草酸的还原性的了解及对化学知识的表征从三重到四重的提升等难点的突破。

【课程开篇：情境引课】

乾隆下江南时，有一次在乡村迷了路。时值中午，肚子饿得咕咕叫。这时候，他看见一位老婆婆在做菜，红绿黄白的，颜色煞是好看。于是叫人去要了一盘，吃了个精光，连说：“天下的菜肴，这是最上等的了。”于是叫人问这是什么菜。老婆婆笑着说：“这是‘金嵌玉印红嘴绿英哥。”于是，一道由菠菜和豆腐为食材的农家菜进了御膳房。菠菜和豆腐营养丰富，口味清爽，颜色清新漂亮。但几十年来深入人心的铁律却是二者不可同食，百度百科上说：二者同煮，可能会引起肾结石。

【课程主体：以石出发，探析草酸性质】

教学环节1——探酸性

活动1：学生试写出草酸与碳酸钙的反应，初步感受草酸的酸性且是二元酸。

活动2：呈现2015全国新课标I卷26-3，调动学生思维，设计实验方案，证明草酸的“弱”与“二元”。

草酸存在于自然界的植物中，其K1=5.4×10-2，K2=5.4×10-5。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。根据以上信息设计实验证明草酸为二元酸。

活动3：实验探究—应用手持技术的酸碱中和滴定（浓度均为0.1mol/LNaOH溶液滴定草酸25ml）

让学生注意观察曲线的生成，并对生成曲线进行分析（图1），讨论若为普通的酸碱中和滴定指示剂的选择。揭示曲线缓跃和突变的根本原因。剖析可以确定乙二酸为二元酸的点——滴定终点（NaOH溶液50ml）以及NaOH溶液25ml时证明NaHC2O4显酸性的坐标点，联系草酸的两级电离平衡常数计算HC2O4-的水解平衡常数并进行比较，理论分析NaHC2O4的酸性，契合近几年高考题目中对平衡常数计算的能力要求。

與之前熟悉的滴定曲线（浓度均为0.1mol/lNaOH滴定盐酸、醋酸20ml）进行对比分析（图3），得出强碱对强、弱酸滴定终点突跃的区别，同时借助强碱对亚硫酸与磷酸（图2）的滴定生成强碱滴弱酸的曲线模式，引发学生对化学第四重表征方式的重视。

归纳草酸的酸性与存在，回归情境——如何还餐桌一道健康的菠菜豆腐汤？学生活动：方案大比拼，探讨做汤过程中使草酸分解的可行性。

教学环节2——探分解

2015全国新课标I卷26-3：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。

（1）甲组同学按照图示装置，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产物中还有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和如图所示的部分装置（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__________________。

得出结论：草酸分解方程式，做汤过程无法实现。

教学环节3——探合成

活动1：呈现学生对菠菜豆腐汤的处理方式——加醋，将草酸变害为宝，分析酯化反应的原理及特点（承上启下）。

活动2：完成教材P66问题：以乙烯为原料，无机试剂任选，借助“逆合成分析法” 分析草酸二乙酯的合成。练习书写，同时完成草酸与乙二醇的成酯缩聚反应。

设疑：可否利用酸性KMnO4直接将乙二醇氧化为乙二酸？（用希沃授课助手呈现学生答案）分析利弊。

教学环节4——探还原

活动1： 演示：向乙二酸溶液中滴加酸性KMnO4，并应用手持技术检测CO2 的产生，结合该反应的特点，回顾在教材和实验题目中的应用。

活动2：2017全国新课标Ⅱ卷26：（4）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： MnO4-+H++H2C2O4→Mn2++CO2+H2O。实验中称取0.400 g水泥样品，滴定时消耗了0.0500 mol·L-1的KMnO4溶液36.00 mL，则该水泥样品中钙的质量分数为__________________。

【课堂小结：分析结构，汇总性质，延伸应用，提炼方法】

分析草酸的结构特点：1mol草酸中有2mol羧基，2mol显酸性的氢原子，+3价的碳，形式上以枝干为生长点汇总草酸的性质，延伸草酸的用途——有机合成、除锈剂等。