高二化学培优—草酸

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1、1草酸草酸，即乙二酸，又称修酸，最简单的二元酸。分子式H2C2O4结构简式HOOCCOOH。它一般是无色透明结晶，对人体有害，会使人体内的酸碱度失去平衡，影响儿童的发育，草酸在工业中有重要作用，草酸可以除锈。除外，草酸锑可作媒染剂，草酸铁铵是印制蓝图的药剂。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。在人尿中也含有少量草酸，草酸钙是尿道结石的主要成分。一、物理性质◆溶液中离子组分：C2O42-（草酸根离子），H+（氢离子）,HC2O4-(草酸氢根离子)◆性状：无色透明结晶或粉末。其晶体结构有两种形态，即α型（菱形）和β型（单

2、斜晶形）。无嗅，味酸。◆晶体受热至100℃时失去结晶水，成为无水草酸。无水草酸为无色晶体，有吸湿性。◆溶解情况：易溶于乙醇。溶于水。微溶于乙醚。不溶于苯和氯仿。◆其它性质：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。二、化学性质草酸可与碱反应，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。◆酸性草酸的酸性比醋酸（乙酸）强10000倍，是有机酸中的强酸。其一级电离常数Ka1=5.9×10-2，二级电离常数Ka2=6.4×10-5。具有酸的通性。能与碱发生中和，能使指示剂变色，能与碳酸

3、根作用放出二氧化碳。　　◆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和水。可以使酸性高锰酸钾（KMnO4）溶液褪色，并将其还原成二价锰离子。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。草酸还可用作纤维、油脂和制革工业的漂白剂，也是利用它的还原性。2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4====K2SO4+MnSO4+10CO2↑+8H2O　　◆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。　　HOOCCOOH====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

4、化碳、一氧化碳、氨气和水.　　◆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。　　◆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。三、化学与生产工艺工业制草酸法工业上是由一氧化碳与氢氧化钠作用，先生成甲酸钠，再经迅速加热至300℃，即转变成草酸。将木屑等碳水化合物与浓氢氧化钠水溶液于240～285℃共热，也可生成草酸钠。在钒催化下碳水化合物经浓硝酸氧化，最终产物也是草酸。高二化学培优—草酸第3页共3页10/8/2021草酸工业化生产方法主要有：甲酸钠法、氧化法、羰基合成法、乙二醇氧化法、丙烯氧化法、一氧化碳偶联法。　　◆1.甲酸钠法一

5、氧化碳净化后在加压情况下与氢氧化钠反应，生成甲酸钠，然后经高温脱氢生成草酸钠，草酸钠再经铅化（或钙化）、酸化、结晶和脱水干燥等工序，得到成品草酸。一氧化碳与氢氧化钠合成压力一般为1.8—2.0MPa。脱氢温度为400℃。　　◆2.氧化法以淀粉或葡萄糖母液为原料，在矾触媒存在下，与硝酸-硫酸进行氧化反应得草酸。废气中的氧化氮送吸收塔回收生成稀硝酸。　　◆3.羰基合成法一氧化碳经提纯到90%以上，在钯催化剂存在下与丁醇发生羰基化反应，生成草酸二丁酯，然后通过水解得到草酸，此法分为液相法和气相法两种，气相法反应条件较低，反应压力为300-400kPa。而液相法反应压力为13.0-15.0MPa。　

6、　◆4.乙二醇氧化法以乙二醇为原料，在硝酸和硫酸存在下，用空气氧化而得。◆5.丙烯氧化法氧化过程分两步进行。第一步用硝酸氧化，使丙烯转化为α-硝基乳酸；然后进一步催化氧化得到草酸。第二步也可采用混酸为氧化剂。丙烯氧化法生产工业级草酸二水化合物，以丙烯计总收率大于90%。科学视野　　原料消耗定额：焦炭（84%）510kg/t、硫酸（100%）950kg/t、烧碱（100%）920kg/t。自然界中草酸通常以盐的形式存在于许多植物细胞膜中。从前工业上用木屑和强碱在240～250℃共熔，首先制取草酸盐，再经酸化即得草酸。后来，采用甲酸钠脱氢法生产草酸。工业上取一氧化碳(如黄磷生产尾气)经苛性钠吸收

7、后,制得甲酸钠，后者在380℃下脱氢得到草酸钠，再经石灰、硫酸处理，制成草酸。草酸习题课▲有以下一系列反应最终产物为草酸：       已知B的相对分子质量比A的大79，请推测用字母代表的化合物的结构式。 C是______________________，F是_______________________。解析：根据题意，用逆推法进行思考。最终产物是乙二酸(HOOC-COOH)，它由E经二步氧化而得，则F为乙