探究乙二酸的性质

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1、探究乙二酸的性质化学竞赛I内容摘要】乙二酸又名草酸，在生活中比较常见。此次课题研究的目的是探究乙二酸的化学性质（酸的通性和还原性），在探究活动的过程中了解一般的科学研究方法。【关键词】乙二酸草酸酸的通性还原性【正文】乙二酸乂名草酸，在100°C开始升华，125°C时迅速升华，157°C时大量升华,并开始分解。易溶于乙醇，溶于水，微溶于乙瞇，不溶于苯和氯仿。草酸遍布于自然界，常以草酸盐形式存在于植物如伏牛花、羊蹄草、酢浆草和酸模草的细胞膜，几乎所有的植物都含有草酸钙。草酸的分子式为C2H2O4,其结构简式为HOOC—CO

2、OH,结构中有两个竣基。我们在《有机化学基础》中已经学习了竣酸的性质，根据“结构决定性质"，乙二酸的化学性质和乙酸的化学性质相似，都具有酸的通性，都能与醇发生酯化反应。我们的活动过程：我们在研究性学习活动屮要探究乙二酸的酸性，组员提出了下列探究酸性的方法：1、用玻璃棒蘸取适量的草酸，滴在pH试纸上，观察2、可以取适量草酸与氢氧化钠发生中和反应3、草酸与石灰乳反应4、草酸与金属钠反应，看是否有氢气产生5、草酸与镁条反应6、草酸与碳酸钠溶液反应科学研究耍讲究方法的科学性、安全性和可行性。科学性，即方案的设计不能有知识性错误

3、，要正确的运用科学知识解决问题；安全性，即方案的设计、药品的选择要安全第一，尽量冋避危险品的使用；可行性，即方案简单，不超出高中生的能力要求，所用的药品、设备实验室都能提供。我们组的成员对提出的6种验证乙二酸的酸性的方案进行分析和讨论。方案1“用玻璃棒蘸取适量的草酸，滴在pH试纸上，观察J这个方案是可行的。如果pH试纸出现红色，说明乙二酸显酸性。实验现象清晰无T扰。方案2“可以取适量草酸与氢氧化钠发生屮和反应二对于这个方案，我们组内有不同的意见。有组员认为草酸和氢氧化钠溶液都是无色的，如何证明他们之间发生反应呢？可见该

4、方案在设计的时候考虑不周到，可行性不强。最后我们利用酚駄试剂加到氢氧化钠溶液中形成“红酚駄”，然后往“红酚駄''中加草酸，若红色退去，说明草酸有酸性。方案3“草酸与石灰乳反应”，这个方案利用石灰乳混浊不清的特点恰好弥补了方案2的不足之处。方案4“草酸与金属钠反应，看是否有氢气产生”，对于这个方案组内有2位同学反对。一位同学说金属钠与水反应也能产生氢气，但是水不具有酸性。可是我们知道酸与活泼金属反应一定会产生氢气的，如何化解他们Z间的矛盾呢？经过我们的讨论，打算采用对比实验的方法。由于酸中具有较多的H+,因此金属钠与酸反

5、应比金属钠与水反应的现象要剧烈很多。由此，我们就可以设计对比实验来证明乙二酸具有酸性。另一位同学提出了异议，他说金属钠是危险品，我们的实验用金属钠就违背了安全性的原则。那么我们用什么金属比较合适呢？经过大家的讨论，我们选择金属镁，于是就有了我们的方案5“草酸与镁条反应覽方案6“草酸与碳酸钠溶液反应雹这个方案得到了组内成员的一致认可。在探究乙二酸的酸性的实验过程中，我们明白了看似很简单的实验设计，我们也要认真对待不能马虎，要从科学性、安全性、可行性角度选择药品、仪器、设计相应合理的实验方案，得到正确的实验结果。草酸的分子

6、式为C2H2O4,其屮碳元素的化合价是+3价，从氧化还原角度来分析，草酸既有氧化性又有还原性。因此乙二酸若遇到强氧化剂则表现出还原性,若遇到强述原剂则表现出氧化性。在老师的指导下，我们主要来探究草酸的还原性。在高中阶段，我们常见强氧化剂有：双氧水、氯水、酸性高镒酸钾溶液等。这3种强氧化剂，选择哪一种与草酸反应最好？为什么？经过我们的讨论，我们认为酸性高镒酸钾溶液是最合适的强氧化剂。因为它无毒，£1身有颜色，若与草酸发生氧化还原反应后会褪成无色，现象十分明显。通过查阅资料，草酸与高猛酸钾溶液反应后得到的无色物质是Mn2+

7、,因此这个反应的化学方程式是：5C2H2O4+2MnO4'+6H+=10CO2+2Mn2++8H2O我们的实验探究过程:（一）检验乙二酸的酸性：1、pH鉴定实验步骤:分别用洁净的玻璃棒蘸取少量乙二酸溶液，点在pH试纸上，观察其颜色变化。实验现彖:pH试纸均显红色。结论:乙二酸呈酸性。分析：乙二酸结构中具有两个竣基，推测其酸性比乙酸强。2、和活泼金属反应。实验步骤:取少量镁条放入干净的试管,往试管屮加入5mL的乙二酸溶液，观察现象。实验现象:镁条和乙二酸发生反应，放出气体。结论:乙二酸具有酸性。3、和弱酸盐反应。实验步骤

8、：取3mL饱和碳酸钠溶液放入一支洁净的试管，再往试管中加入5mL乙二酸溶液，观察现象。实验现象：碳酸钠和乙二酸发生反应，放出大量气体。原理:HOOC—COOH+Na2CO3=NaOOC—COONa+H2O+CO2^结论：乙二酸具有酸性，且酸性比碳酸强。（二）探究乙二酸的述原性实验步骤：在两支洁净的试管中加入5mL乙二酸溶液，用胶头