Dễ hiểu giải Hóa học 12 Cánh diều bài 4: Tính chất hóa học của carbohydrate
Giải dễ hiểu bài 4: Tính chất hóa học của carbohydrate. Trình bày rất dễ hiểu, nên tiếp thu Hóa học 12 Cánh diều dễ dàng. Học sinh nắm được kiến thức và biết suy rộng ra các bài tương tự. Thêm 1 dạng giải mới để mở rộng tư duy. Danh mục các bài giải trình bày phía dưới
Nếu chưa hiểu - hãy xem: => Lời giải chi tiết ở đây
BÀI 4: TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA CARBOHYDRATE
MỞ ĐẦU
Để chế tạo gương soi, ruột phích (ruột bình thủy), người ta phủ lên thủy tinh một lớp bạc mỏng. Lớp bạc mỏng này thường được tạo thành từ phản ứng tráng bạc của glucose.
a) Glucose tham gia phản ứng tráng bạc do có nhóm chức nào trong phân tử?
b) Ngoài glucose, các hợp chất carbohydrate khác như fructose, saccharose có phản ứng tráng bạc không? Vì sao?
Giải nhanh:
a) Do có nhóm chức aldehyde.
b) Có thể tham gia do fructose có thể chuyển hóa thành glucose trong môi trường base, còn khi thủy phân saccharose sẽ cho sản phẩm là glucose.
I. TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA GLUCOSE VÀ FRUCTOSE
Thí nghiệm 1: Phản ứng của glucose với copper(II) hydroxide.
Chuẩn bị:
- Hóa chất: Dung dịch glucose 2%, dung dịch NaOH 10%, dung dịch CuSO4 5%.
- Dụng cụ: Ống nghiệm, đèn cồn, kẹp ống nghiệm.
Tiến hành:
- Chuẩn bị hai ống nghiệm có đánh số (1) và (2); thêm vào mỗi ống nghiệm khoảng 0,5 – 1 mL dung dịch CuSO4 5% và 1 mL dung dịch NaOH 10%, lắc nhẹ.
- Cho 3 mL dung dịch glucose 2% vào mỗi ống nghiệm, lắc nhẹ.
- Đun nhẹ ống (2) đến khi hóa chất trong ống nghiệm đổi màu hoàn toàn.
Yêu cầu: Quan sát, mô tả hiện tượng xảy ra và giải thích.
Chú ý an toàn: Dung dịch NaOH có khả năng ăn mòn da, cần cẩn thận khi sử dụng.
Giải nhanh:
- Ban đầu xuất hiện kết tủa màu xanh sau khi thêm glucose thì thấy kết tủa tan dần.
PTHH: NaOH + CuSO4 Na2SO4 + Cu(OH)2.
2C6H12O6 + Cu(OH)2 (C6H12O6)2Cu + 2H2O.
- Đun nóng ống nghiệm thấy xuất hiện kết tủa màu đỏ gạch.
PTHH:
CH2OH[CHOH]4CH=O + NaOH + 2Cu(OH)2 CH2OH[CHOH]4COONa + 3H2O + Cu2O.
Câu hỏi 1:
a) Trong phản ứng của glucose với Cu(OH)2, loại nhóm chức nào của glucose đã tham gia phản ứng tạo dung dịch màu xanh lam?
b) Trong phản ứng của glucose với Cu(OH)2/NaOH khi đun nóng, nhóm chức nào của glucose đã tham gia phản ứng tạo kết tủa đỏ gạch Cu2O?
Giải nhanh:
a) Các nhóm chức OH liền kề nhau của glucose.
b) Nhóm chức aldehyde của glucose.
Thí nghiệm 2: Phản ứng của glucose với thuốc thử Tollens.
Chuẩn bị:
- Hóa chất: Dung dịch glucose 2%, dung dịch AgNO3 1%, dung dịch NH3 5%.
- Dụng cụ: Ống nghiệm, cốc nước nóng (khoảng 70 – 80 oC), ống hút nhỏ giọt.
Tiến hành:
- Cho vào ống nghiệm 1 mL dung dịch AgNO3 1%. Thêm tiếp từ từ từng giọt dung dịch NH3 5% và lắc đều đến khi kết tủa vừa tan hết.
- Tiếp tục thêm vào ống nghiệm 1 mL dung dịch glucose 2%, lắc đều rồi để ống nghiệm cố định trong cốc nước nóng.
Yêu cầu: Quan sát, mô tả hiện tượng xảy ra và giải thích.
Giải nhanh:
- Ban đầu xuất hiện kết tủa trắng, tiếp đó cho đến dư NH3 thì thấy kết tủa tan dần tạo ra thuốc thử Tollens.
PTHH: 2AgNO3 + 2NH3 + H2O Ag2O + 2NH4NO3
Ag2O + H2O + 2NH4NO3 2[Ag(NH3)2]OH
- Cho glucose vào thuốc thử Tollens thấy xuất hiện kết tủa trắng.
PTHH:
CH2OH[CHOH]4CH=O + 2[Ag(NH3)2]OH CH2OH[CHOH]4COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O.
Luyện tập 1: Phản ứng tráng bạc thể hiện tính chất của nhóm chức nào trong phân tử glucose? Vì sao fructose cũng có tính chất này?
Giải nhanh:
Thể hiện tính chất của nhóm chức aldehyde do trong môi trường kiềm fructose sẽ chuyển hóa thành glucose.s
Thí nghiệm 3: Phản ứng của glucose với nước bromine.
Cho vào ống nghiệm 1 mL dung dịch glucose 5% và 1 mL nước bromine, lắc đều.
Yêu cầu: Mô tả hiện tượng quan sát được.
Giải nhanh:
Hiện tượng: dung dịch bromine màu nâu đỏ bị mất màu.
PTHH:
CH2OH[CHOH]4CH=O + Br2 + H2O CH2OH[CHOH]4COOH + 2HBr.
Câu hỏi 2: Phản ứng của glucose với nước bromine thể hiện tính chất của nhóm chức nào trong phân tử chất này?
Giải nhanh:
Tính chất của nhóm chức aldehyde.
Câu hỏi 3: Nhóm –OH hemiacetal có đặc điểm gì khác so với các nhóm–OH khác trong phân tử glucose? Phân tử glucose ở dạng mạch hở có nhóm–OH hemiacetal nào không?
Giải nhanh:
Nhóm –OH hemiacetal trong phân tử glucose ở vị trí số 1 và thể hiện những đặc trưng riêng biệt chỉ có trong tính chất của glucose. Ở dạng mạch hở, phân tử glucose sẽ mất đi nhóm chức này và chuyển thành nhóm chức aldehyde.
II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA SACCHAROSE
Thí nghiệm 4: Phản ứng của saccharose với copper(II) hydroxyde.
Chuẩn bị:
- Hóa chất: Dung dịch saccharose 3%, dung dịch NaOH 10%, dung dịch CuSO4 5%.
- Dụng cụ: Ống nghiệm, đèn cồn, ống hút nhỏ giọt.
Tiến hành:
- Cho vào ống nghiệm khoảng 0,5 mL dung dịch NaOH 10% và khoảng 0,5 mL dung dịch CuSO4 5%, lắc đều.
- Thêm tiếp vào ống nghiệm khoảng 4 mL dung dịch saccharose 3%, lắc đều ống nghiệm đến khi thu được dung dịch đồng nhất (nếu còn chất rắn thì thêm tiếp dung dịch saccharose) rồi đun nóng dung dịch trong ống nghiệm.
Yêu cầu: Quan sát, mô tả hiện tượng xảy ra và giải thích.
Giải nhanh:
Ban đầu xuất hiện kết tủa màu xanh sau khi thêm saccharose thì thấy kết tủa tan dần.
PTHH: NaOH + CuSO4 Na2SO4 + Cu(OH)2.
2C12H22O11 + Cu(OH)2 (C12H22O11)2Cu + 2H2O.
Câu hỏi 4: Phản ứng với copper(II) hydroxide thể hiện tính chất của nhóm chức nào trong phân tử saccharose?
Giải nhanh:
Tính chất của polyalcohol trong phân tử saccharose.
Luyện tập 2: Giải thích vì sao khi đun nóng, saccharose không tạo kết tủa đỏ gạch với copper(II) hydroxide trong môi trường kiềm, nhưng sau khi đun nóng saccharose với dung dịch HCl loãng một thời gian, thì sản phẩm thu được lại tạo được kết tủa đỏ gạch với copper(II) hydroxide khi đun nóng.
Giải nhanh:
Vì saccharose ở trong kiềm sẽ chỉ tạo ra sản phẩm với copper(II) hydroxide là dung dịch màu xanh lam, còn khi có acid làm chất xúc tác thì saccharose sẽ bị thủy phân thành glucose và fructose là những chất tạo kết tủa đỏ gạch với copper(II) hydroxide.
PTHH: C12H22O11 + H2O C6H12O6 (glucose) + C6H12O6 (fructose).
III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA TINH BỘT
Thí nghiệm 5: Phản ứng tạo màu giữa tinh bột và iodine.
Chuẩn bị:
- Hóa chất: Dung dịch hồ tinh bột, dung dịch I2 trong KI.
- Dụng cụ: Ống nghiệm, ống hút nhỏ giọt.
Tiến hành: Cho vào ống nghiệm 1 mL dung dịch hồ tinh bột, thêm vài giọt dung dịch iodine trong KI. Lắc đều ống nghiệm.
Yêu cầu: Quan sát, mô tả hiện tượng và giải thích.
Giải nhanh:
Hiện tượng: dung dịch từ màu trắng đục chuyển thành màu xanh do phân tử tinh bột hấp thụ iodine tạo ra một phức có màu xanh tím.
Thí nghiệm 6: Phản ứng thủy phân tinh bột
Cho vào ống nghiệm (1) khoảng 3 mL dung dịch hồ tinh bột 2% và 1 mL dung dịch H2SO4 10%, lắc đều rồi đặt ống nghiệm trong nồi nước sôi. Cho vào ống nghiệm (2) 1 mL dung dịch I2 trong KI. Sau khoảng 20 phút, hút lấy 1 – 2 giọt dung dịch trong ống nghiệm (1) nhỏ vào ống nghiệm (2). Nếu dung dịch thu được có màu vàng thì lấy ống nghiệm (1) ra khỏi nồi nước. Nếu dung dịch có màu xanh tím thì để thêm khoảng 5 phút trong nồi nước nóng và tiếp tục thử màu với dung dịch I2 trong KI
như trên. Lấy khoảng 1 mL dung dịch đã thủy phân sang ống nghiệm (3), thêm dần từng giọt dung dịch NaOH 10% cho đến môi trường kiềm (thử bằng cách dùng đũa thủy tinh chấm dung dịch lên giấy quỳ tím sao cho quỳ tím chuyển thành màu xanh). Thêm tiếp vào ống nghiệm (3) vài giọt dung dịch CuSO4 5%, lắc đều rồi đun nóng ống nghiệm.
Yêu cầu: Quan sát, mô tả hiện tượng và giải thích.
Giải nhanh:
- Ban đầu dung dịch trong ống nghiệm sẽ chuyển thành màu xanh tím do tinh bột phản ứng với iodine để tạo phức, sau đó trong ống nghiệm chỉ còn lại màu vàng của iodine dư do tinh bột đã bị thủy phân hoàn toàn thành glucose.
PTHH: (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 (glucose).
- Cho dung dịch NaOH và CuSO4 vào ống nghiệm chứa glucose thì xuất hiện kết tủa xanh. Sau đó kết tủa bị hòa tan tạo thành dung dịch có màu xanh lam.
PTHH: CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4.
2C6H12O6 + Cu(OH)2 (C6H12O6)2Cu + 2H2O.
- Đun nóng ống nghiệm: xuất hiện kết tủa màu đỏ gạch.
PTHH:
CH2OH[CHOH]4CH=O + NaOH + 2Cu(OH)2 CH2OH[CHOH]4COONa + 3H2O + Cu2O.
Luyện tập 3: Trong công nghệ sản xuất bia có các bước chính sau:
a) Thành phần nào trong hạt đại mạch bị thủy phân tạo ra maltose, glucose?
b) Đề xuất cách kiểm tra để biết được thời điểm kết thúc quá trình thủy phân tinh bột.
Giải nhanh:
a) Thành phần: tinh bột.
b) Dùng dung dịch iodine để kiểm chứng.
IV. TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA CELLULOSE
Thí nghiệm 7: Phản ứng thủy phân cellulose.
Cho vào ống nghiệm (1) một nhúm nhỏ bông và khoảng 2 mL dung dịch H2SO4 70%. Khuấy đều rồi đặt ống nghiệm vào cốc nước nóng, thỉnh thoảng dùng đũa thủy tinh khuấy nhẹ, cho đến khi thu được dung dịch đồng nhất. Để nguội, lấy 1 mL dung dịch trong ống (1) cho vào ống (2). Cho từ từ dung dịch NaOH 10% vào ống nghiệm (2) đến khi môi trường có tính kiềm. Cho tiếp 5 giọt dung dịch CuSO4 5%. Lắc đều và đun nóng nhẹ dung dịch trong ống nghiệm.
Yêu cầu: Quan sát, mô tả hiện tượng và giải thích.
Giải nhanh:
- Phản ứng thủy phân cellulose tạo glucose.
(C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 (glucose).
- Cho NaOH và CuSO4 vào glucose thấy xuất hiện kết tủa xanh. Sau đó kết tủa bị hòa tan tạo thành dung dịch có màu xanh lam.
PTHH: CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4.
2C6H12O6 + Cu(OH)2 (C6H12O6)2Cu + 2H2O.
- Đun nóng ống nghiệm: xuất hiện kết tủa màu đỏ gạch.
PTHH:
CH2OH[CHOH]4CH=O + NaOH + 2Cu(OH)2 CH2OH[CHOH]4COONa + 3H2O + Cu2O.
Câu hỏi 5: Chất nào trong dung dịch ở Thí nghiệm 7 có phản ứng với dung dịch CuSO4 trong môi trường kiềm tạo kết tủa đỏ gạch?
Giải nhanh:
Glucose sinh ra sau phản ứng thủy phân cellulose.
Vận dụng: Vì sao một số động vật có thể sử dụng cỏ làm thức ăn trong khi nhiều động vật khác không có khả năng này?
Giải nhanh:
Vì trong hệ tiêu hóa của một số loài động vật này có chứa xúc tác enzyme cellulase để thủy phân cellulose có trong cỏ, điều đó khiến cho những loài động vật này ăn được cỏ.
Thí nghiệm 8: Phản ứng của cellulose với nitric acid.
Cho 5 mL dung dịch HNO3 65% vào một cốc khô có dung tích 50 mL rồi đặt cốc vào trong chậu nước đá. Sau khoảng 10 phút, khuấy và thêm từ từ 10 mL dung dịch H2SO4 98% vào cốc. Cho một nhúng bông vào cốc, lấy đũa thủy tinh dầm cho bông thấm hóa chất. Lấy cốc ra khỏi chậu nước đá và để yên trong 30 phút. Dùng kẹp lấy miếng bông ra một cốc khác, rửa nhiều lần bằng nước cho đến hết acid (nước rửa không làm đổi màu quỳ tím). Tiếp tục rửa lại bằng dung dịch NaHCO3 loãng rồi lấy miếng bông ra, ép bằng hai tấm giấy lọc đến khô. Để miếng bông này trên đĩa sứ (1) và một miếng bông mới trên đĩa sứ (2). Đốt hai miếng bông.
Yêu cầu: Quan sát, mô tả hiện tượng và giải thích.
Giải nhanh:
Ở đĩa sứ (1) sau khi bị đốt cháy chuyển sang màu cam đỏ, đồng thời tạo thành tiếng nổ nhỏ do tinh bột phản ứng với nitric acid đặc tạo thành cellulose trinitrate còn ở đĩa sứ (2) sau khi đốt cháy chuyển sang màu đen và có mùi khét.
PTHH: [(C6H7O2(OH)3]n + 3nHONO2 [(C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O.
Thí nghiệm 9: Tác dụng của cellulose với nước Schweizer.
Hòa tan hoàn toàn 2,5 g CuSO4.5H2O vào 100 mL nước trong cốc thủy tinh. Thêm tiếp vào cốc 10 mL dung dịch NaOH 10%, vừa thêm vừa khuấy. Lọc lấy kết tủa rồi cho kết tủa và một cốc 100 mL mới, tiếp tục thêm 20 mL dung dịch NH3 20% vào cốc. Khuấy đều cho đến khi kết tủa tan hết. Sau đó, cho một nhúm bông vào cốc, khuấy đến khi tạo thành dung dịch đồng nhất.
Yêu cầu: Quan sát và mô tả hiện tượng thí nghiệm.
Giải nhanh:
- Ban đầu thấy xuất hiện kết tủa màu xanh sau đó kết tủa tan trong NH3 tạo phức chất màu xanh lam.
PTHH: NaOH + CuSO4 Na2SO4 + Cu(OH)2.
Cu(OH)2 + 4NH3 [Cu(NH3)4](OH)2 (nước Schweizer).
- Cho bông vào nước Schweizer thì thấy bông tan trong dung dịch.
BÀI TẬP
Bài 1: Nhận xét nào dưới đây là không đúng khi nói về glucose và fructose?
A. Đều tạo được dung dịch màu xanh lam khi tác dụng với Cu(OH)2 trong môi trường kiềm.
B. Đều tạo được kết tủa đỏ gạch Cu2O khi tác dụng với Cu(OH)2, đun nóng trong môi trường kiềm.
C. Đều làm mất màu nước bromine.
D. Đều xảy ra phản ứng tráng bạc khi tác dụng với thuốc thử Tollens.
Giải nhanh:
Chọn C.
Bài 2: Vì sao không thể phân biệt glucose với fructose qua phản ứng giữa chúng với thuốc thử Tollens nhưng có thể phân biệt qua phản ứng với nước bromine?
Giải nhanh:
Vì phản ứng này xảy ra trong môi trường kiềm ở nhiệt độ cao, mà điều này dễ dàng làm cho fructose chuyển hóa thành glucose và không thể phân biệt được. Chỉ sử dụng nước bromine mới phân biệt được do chỉ có glucose làm mất màu dung dịch.
Bài 3: Ethanol có thể được sản xuất từ cellulose hoặc tinh bột. Loại ethanol này được dùng để sản xuất xăng E5 (xăng chứa 5% ethanol về thể tích). Lượng ethanol thu được từ 1 tấn mùn cưa (chứa 50% cellulose, phần còn lại là chất trơ) có thể dùng để pha chế bao nhiêu lít xăng E5? Biết hiệu suất quá trình sản xuất ethanol từ cellulose là 60% và ethanol có khối lượng riêng là 0,8 g/mL-1.
Giải nhanh:
(C6H10O5)n C6H12O6 2C2H5OH
Bài 4: Thêm vài giọt nước bromine vào ống nghiệm chứa dung dịch potassium iodine và hồ tinh bột, lắc đều. Dự đoán và giải thích hiện tượng xảy ra.
Giải nhanh:
Hiện tượng: dung dịch chuyển màu từ vàng nâu sang xanh tím. Do sản phẩm sinh ra từ phản ứng hòa tan giữa nước bromine và dung dịch potassium iodine là I2 đã tác dụng với hồ tinh bột để tạo ra dung dịch có màu xanh tím.
PTHH: Br2 + 2KI 2KBr + I2.
Nếu chưa hiểu - hãy xem: => Lời giải chi tiết ở đây
Nội dung quan tâm khác
Thêm kiến thức môn học
Giải bài tập những môn khác
Môn học lớp 12 KNTT
5 phút giải toán 12 KNTT
5 phút soạn bài văn 12 KNTT
Văn mẫu 12 KNTT
5 phút giải vật lí 12 KNTT
5 phút giải hoá học 12 KNTT
5 phút giải sinh học 12 KNTT
5 phút giải KTPL 12 KNTT
5 phút giải lịch sử 12 KNTT
5 phút giải địa lí 12 KNTT
5 phút giải CN lâm nghiệp 12 KNTT
5 phút giải CN điện - điện tử 12 KNTT
5 phút giải THUD12 KNTT
5 phút giải KHMT12 KNTT
5 phút giải HĐTN 12 KNTT
5 phút giải ANQP 12 KNTT
Môn học lớp 12 CTST
5 phút giải toán 12 CTST
5 phút soạn bài văn 12 CTST
Văn mẫu 12 CTST
5 phút giải vật lí 12 CTST
5 phút giải hoá học 12 CTST
5 phút giải sinh học 12 CTST
5 phút giải KTPL 12 CTST
5 phút giải lịch sử 12 CTST
5 phút giải địa lí 12 CTST
5 phút giải THUD 12 CTST
5 phút giải KHMT 12 CTST
5 phút giải HĐTN 12 bản 1 CTST
5 phút giải HĐTN 12 bản 2 CTST
Môn học lớp 12 cánh diều
5 phút giải toán 12 CD
5 phút soạn bài văn 12 CD
Văn mẫu 12 CD
5 phút giải vật lí 12 CD
5 phút giải hoá học 12 CD
5 phút giải sinh học 12 CD
5 phút giải KTPL 12 CD
5 phút giải lịch sử 12 CD
5 phút giải địa lí 12 CD
5 phút giải CN lâm nghiệp 12 CD
5 phút giải CN điện - điện tử 12 CD
5 phút giải THUD 12 CD
5 phút giải KHMT 12 CD
5 phút giải HĐTN 12 CD
5 phút giải ANQP 12 CD
Giải chuyên đề học tập lớp 12 kết nối tri thức
Giải chuyên đề Ngữ văn 12 Kết nối tri thức
Giải chuyên đề Toán 12 Kết nối tri thức
Giải chuyên đề Vật lí 12 Kết nối tri thức
Giải chuyên đề Hóa học 12 Kết nối tri thức
Giải chuyên đề Sinh học 12 Kết nối tri thức
Giải chuyên đề Kinh tế pháp luật 12 Kết nối tri thức
Giải chuyên đề Lịch sử 12 Kết nối tri thức
Giải chuyên đề Địa lí 12 Kết nối tri thức
Giải chuyên đề Tin học ứng dụng 12 Kết nối tri thức
Giải chuyên đề Khoa học máy tính 12 Kết nối tri thức
Giải chuyên đề Công nghệ 12 Điện - điện tử Kết nối tri thức
Giải chuyên đề Công nghệ 12 Lâm nghiệp thủy sản Kết nối tri thức
Giải chuyên đề học tập lớp 12 chân trời sáng tạo
Giải chuyên đề Ngữ văn 12 Chân trời sáng tạo
Giải chuyên đề Toán 12 Chân trời sáng tạo
Giải chuyên đề Vật lí 12 Chân trời sáng tạo
Giải chuyên đề Hóa học 12 Chân trời sáng tạo
Giải chuyên đề Sinh học 12 Chân trời sáng tạo
Giải chuyên đề Kinh tế pháp luật 12 Chân trời sáng tạo
Giải chuyên đề Lịch sử 12 Chân trời sáng tạo
Giải chuyên đề Địa lí 12 Chân trời sáng tạo
Giải chuyên đề Tin học ứng dụng 12 Chân trời sáng tạo
Giải chuyên đề Khoa học máy tính 12 Chân trời sáng tạo
Giải chuyên đề Công nghệ 12 Điện - điện tử Chân trời sáng tạo
Giải chuyên đề Công nghệ 12 Lâm nghiệp thủy sản Chân trời sáng tạo
Giải chuyên đề học tập lớp 12 cánh diều
Giải chuyên đề Ngữ văn 12 Cánh diều
Giải chuyên đề Toán 12 Cánh diều
Giải chuyên đề Vật lí 12 Cánh diều
Giải chuyên đề Hóa học 12 Cánh diều
Giải chuyên đề Sinh học 12 Cánh diều
Giải chuyên đề Kinh tế pháp luật 12 Cánh diều
Giải chuyên đề Lịch sử 12 Cánh diều
Giải chuyên đề Địa lí 12 Cánh diều
Giải chuyên đề Tin học ứng dụng 12 Cánh diều
Giải chuyên đề Khoa học máy tính 12 Cánh diều
Giải chuyên đề Công nghệ 12 Điện - điện tử Cánh diều
Giải chuyên đề Công nghệ 12 Lâm nghiệp thủy sản Cánh diều
Bình luận