尋覓生長點，探析草酸性質

郎晶

尋蹤覓源：草酸知識點在近幾年各地高考試題中多有體現。人教版普通高中課程標準實驗教科書《化學》選修四《化學反應原理》第二章第一節在研究速率的影響因素——濃度及催化劑時，兩次用到酸性高錳酸鉀與草酸的反應，草酸作為還原劑;人教版普通高中課程標準實驗教科書《化學》選修五《有機化學》第三章第四節用草酸二乙酯的合成讓學生感受逆合成分析法在有機合成中的應用，草酸作為重要的原料以酯化反應的方式參與有機合成。以草酸的性質為載體，采用實驗、計算、原理、流程以及合成等形式，都可以很好提升學生質疑解疑能力、思維能力和知識體系建構的能力。

構課：本課希望帶領學生探析草酸的性質。借助討論分析、直觀演示、任務驅動和師生互動的教學方法，在知識上引領學生掌握草酸的化學性質，了解物質的結構、性質和用途的關系;在能力上提高識圖解圖的能力，實現對化學知識的表征從三重到四重的提升;在情感上感受源于生活的化學對生活的指導作用，增強社會責任感 。依托希沃白板、化學實驗—手持技術進行滴定與CO2的測定，借助希沃授課助手、微課等教學手段深化對草酸的化學性質這一重點的探究，實現對強堿滴定多元弱酸曲線的分析、對草酸的還原性的了解及對化學知識的表征從三重到四重的提升等難點的突破。

【課程開篇：情境引課】

乾隆下江南時，有一次在鄉村迷了路。時值中午，肚子餓得咕咕叫。這時候，他看見一位老婆婆在做菜，紅綠黃白的，顏色煞是好看。于是叫人去要了一盤，吃了個精光，連說：“天下的菜肴，這是最上等的了。”于是叫人問這是什么菜。老婆婆笑著說：“這是‘金嵌玉印紅嘴綠英哥。”于是，一道由菠菜和豆腐為食材的農家菜進了御膳房。菠菜和豆腐營養豐富，口味清爽，顏色清新漂亮。但幾十年來深入人心的鐵律卻是二者不可同食，百度百科上說：二者同煮，可能會引起腎結石。

【課程主體：以石出發，探析草酸性質】

教學環節1——探酸性

活動1：學生試寫出草酸與碳酸鈣的反應，初步感受草酸的酸性且是二元酸。

活動2：呈現2015全國新課標I卷26-3，調動學生思維，設計實驗方案，證明草酸的“弱”與“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。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體（H2C2O4·2H2O）無色，熔點為101℃，易溶于水。根據以上信息設計實驗證明草酸為二元酸。

活動3：實驗探究—應用手持技術的酸堿中和滴定（濃度均為0.1mol/LNaOH溶液滴定草酸25ml）

讓學生注意觀察曲線的生成，并對生成曲線進行分析（圖1），討論若為普通的酸堿中和滴定指示劑的選擇。揭示曲線緩躍和突變的根本原因。剖析可以確定乙二酸為二元酸的點——滴定終點（NaOH溶液50ml）以及NaOH溶液25ml時證明NaHC2O4顯酸性的坐標點，聯系草酸的兩級電離平衡常數計算HC2O4-的水解平衡常數并進行比較，理論分析NaHC2O4的酸性，契合近幾年高考題目中對平衡常數計算的能力要求。

與之前熟悉的滴定曲線（濃度均為0.1mol/lNaOH滴定鹽酸、醋酸20ml）進行對比分析（圖3），得出強堿對強、弱酸滴定終點突躍的區別，同時借助強堿對亞硫酸與磷酸（圖2）的滴定生成強堿滴弱酸的曲線模式，引發學生對化學第四重表征方式的重視。

歸納草酸的酸性與存在，回歸情境——如何還餐桌一道健康的菠菜豆腐湯？學生活動：方案大比拼，探討做湯過程中使草酸分解的可行性。

教學環節2——探分解

2015全國新課標I卷26-3：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）無色，熔點為101℃，易溶于水受熱脫水、升華，170℃以上分解。

（1）甲組同學按照圖示裝置，通過實驗檢驗草酸晶體的分解產物。裝置C中可觀察到的現象是__________________，由此可知草酸晶體分解的產物中有__________________。裝置B的主要作用是__________________。

（2）乙組同學認為草酸晶體分解產物中還有CO，為進行驗證，選用甲組實驗中的裝置A、B和如圖所示的部分裝置（可以重復選用）進行實驗.

乙組同學的實驗裝置中，依次連接的合理順序為A、B、__________________。裝置H反應管中盛有的物質是__________________。能證明草酸晶體分解產物中有CO的現象是__________________。

得出結論：草酸分解方程式，做湯過程無法實現。

教學環節3——探合成

活動1：呈現學生對菠菜豆腐湯的處理方式——加醋，將草酸變害為寶，分析酯化反應的原理及特點（承上啟下）。

活動2：完成教材P66問題：以乙烯為原料，無機試劑任選，借助“逆合成分析法” 分析草酸二乙酯的合成。練習書寫，同時完成草酸與乙二醇的成酯縮聚反應。

設疑：可否利用酸性KMnO4直接將乙二醇氧化為乙二酸？（用希沃授課助手呈現學生答案）分析利弊。

教學環節4——探還原

活動1： 演示：向乙二酸溶液中滴加酸性KMnO4，并應用手持技術檢測CO2 的產生，結合該反應的特點，回顧在教材和實驗題目中的應用。

活動2：2017全國新課標Ⅱ卷26：（4）草酸鈣沉淀經稀H2SO4處理后，用KMnO4標準溶液滴定，通過測定草酸的量可間接獲知鈣的含量，滴定反應為： MnO4-+H++H2C2O4→Mn2++CO2+H2O。實驗中稱取0.400 g水泥樣品，滴定時消耗了0.0500 mol·L-1的KMnO4溶液36.00 mL，則該水泥樣品中鈣的質量分數為__________________。

【課堂小結：分析結構，匯總性質，延伸應用，提煉方法】

分析草酸的結構特點：1mol草酸中有2mol羧基，2mol顯酸性的氫原子，+3價的碳，形式上以枝干為生長點匯總草酸的性質，延伸草酸的用途——有機合成、除銹劑等。