41 bài tập Khoa học tự nhiên 9 Glucose và Saccharose có lời giải (Phần 1)

Công thức phân tử của glucose, saccharose, tinh bột lần lượt là C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$, C$_{12}$H$_{22}$O$_{11}$, (C$_{6}$H$_{10}$O$_{5}$)$_{n}$.

→ Nhận thấy các công thức phân tử này đều có dạng C$_{n}$(H$_{2}$O)$_{m}$

* Giống nhau: Đều thuộc loại hợp chất carbohydrate là hợp chất hữu cơ chứa các nguyên tố carbon, hydrogen, oxygen, thường có công thức chung là Cn(H2O)m.

* Khác nhau:

– Cấu tạo của chúng khác nhau sẽ dẫn đến tính chất, chức năng sẽ khác nhau.

– Những loại củ, quả, thân thực vật có vị ngọt là: củ cải đường, quả nho chín, cây mía. Vị ngọt đó được tạo ra bởi glucose, saccharose.

– Glucose có công thức phân tử là C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$, tan nhiều trong nước, có vị ngọt. Glucose tham gia phản ứng tráng bạc, phản ứng lên men rượu.

– Saccharose có công thức phân từ là C$_{12}$H$_{22}$O$_{11}$, tan nhiều trong nước, có vị ngọt. Saccharose tham gia phản ứng thủy phân có xúc tác acid hoặc enzyme tạo ra glucose và fructose.

a) Saccharose có nhiều trong củ cải, cây mía nên được dùng để sản xuất đường tinh luyện.

b)

– Glucose có nhiều trong trái cây chín (nho chín, …) và hầu hết các bộ phận của cây như hoa, lá, rễ, …

– Saccharose trong tự nhiên có nhiều trong củ cải đường, cây thốt nốt, cây mía, …

– Carbohydrate là hợp chất hữu cơ mà thành phần nguyên tố chỉ gồm C, H và O; có công thức chung là C$_{n}$(H$_{2}$O)$_{m}$.

– Tính chất và ứng dụng của một số chất phổ biến của nhóm carbohydrate là:

a) Carbohydrate là hợp chất hữu cơ chứa các nguyên tố carbon, hydrogen, oxygen.

b)

– Glucose: C$_{6}$(H$_{2}$O)$_{6}$.

– Saccharose: C$_{12}$(H$_{2}$O)$_{11.}$

– Tinh bột: C$_{6n}$(H$_{2}$O)$_{5n}$.

– Cellulose: C$_{6m}$(H$_{2}$O)$_{5m}$.

a) Người mắc bệnh tiểu đường không nên ăn nhiều trái cây chín ngọt vì như thế sẽ làm tăng lượng đường huyết trong máu.

b) Phương trình hóa học: C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ $\overset{\mathrm{enzyme}}{\rightarrow }$ 2C$_{2}$H$_{5}$OH + 2CO$_{2}$ ↑

a) Người mắc bệnh tiểu đường không nên ăn nhiều trái cây chín ngọt vì như thế sẽ làm tăng lượng đường huyết trong máu.

b) Phương trình hóa học: C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ $\overset{\mathrm{enzyme}}{\rightarrow }$2C$_{2}$H$_{5}$OH + 2CO$_{2}$↑

Hiện tượng:

– Bước 1. Ban đầu xuất hiện kết tủa, sau kết tủa tan hoàn toàn.

– Sau bước 3. Xuất hiện lớp kim loại màu trắng xám bám vào thành ống nghiệm.

Phương trình hóa học: C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ + Ag$_{2}$O $\rightarrow _{{t}^{o}}^{\mathrm{dd}\ {\mathrm{AgNO}}_{3}/{\mathrm{NH}}_{3}}$ C$_{6}$H$_{12}$O$_{7}$+ 2Ag ↓

Đáp án

Phương trình hóa học:

C$_{12}$H$_{22}$O$_{11}$ + H$_{2}$O $\overset{\mathrm{enzyme}/\mathrm{acid}}{\rightarrow }$C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$(glucose) + C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$(frucose)

Có thể dùng thêm phản ứng tráng gương để xác định xem phản ứng thủy phân saccharose đã xảy ra chưa. Nếu phản ứng thủy phân đã xảy ra thì sẽ thu được kết tủa Ag.

a) Trích mẫu thử và đánh số thứ tự:

– Chọn thuốc thử là AgNO$_{3}$trong dung dịch NH$_{3}$ (đun nóng): Nhỏ vài giọt AgNO$_{3}$ trong dung dịch NH$_{3}$ lần lượt vào 2 ống nghiệm và đặt ống nghiệm vào cốc nước nóng:

+ Chất nào tham gia phản ứng tạo sản phẩm có chất màu sáng bạc bám lên thành ống nghiệm là glucose.

PTHH: C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ + Ag$_{2}$O $\rightarrow _{{t}^{o}}^{\mathrm{dd}\ {\mathrm{AgNO}}_{3}/{\mathrm{NH}}_{3}}$ C$_{6}$H$_{12}$O$_{7}$ + 2Ag ↓

+ Chất còn lại không tác dụng là ethylic alcohol.

b) Trích mẫu thử và đánh số thứ tự:

– Chọn thuốc thử là Na$_{2}$CO$_{3}$: Lần lượt nhỏ vài giọt dung dịch Na$_{2}$CO$_{3}$ vào 2 ống nghiêmh

+ Ống nghiệm nào có phản ứng cho khí bay ra là acetic acid.

PTHH: 2CH$_{3}$COOH + Na$_{2}$CO$_{3}$ $\overset{}{\rightarrow }$ 2CH$_{3}$COONa + H$_{2}$O + CO$_{2}$

+ Chất còn lại không phản ứng là glucose

(Có thể dùng thuốc thử là quỳ tím, dung dịch chuyển màu làm quỳ tím thành đỏ là acetic acid, chất còn lại không làm chuyển màu quỳ tím là glucose).

Đáp án

a) Trích mẫu thử và đánh số thứ tự:

– Chọn thuốc thử là AgNO$_{3}$ trong dung dịch NH$_{3}$ (đun nóng): Nhỏ vài giọt AgNO$_{3}$ trong dung dịch NH$_{3}$ lần lượt vào 2 ống nghiệm và đặt ống nghiệm vào cốc nước nóng:

+ Chất nào tham gia phản ứng tạo sản phẩm có chất màu sáng bạc bám lên thành ống nghiệm là glucose.

PTHH: C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ + Ag$_{2}$O $\rightarrow _{{t}^{o}}^{\mathrm{dd}\ {\mathrm{AgNO}}_{3}/{\mathrm{NH}}_{3}}$ C$_{6}$H$_{12}$O$_{7}$ + 2Ag ↓

+ Chất còn lại không tác dụng là saccharose.

b) Trích mẫu thử và đánh số thứ tự:

– Cho Natri vào 2 mẫu thử

+ Mẫu thử có khí bay ra là ethylic alcohol.

PTHH: 2C$_{2}$H$_{5}$OH + 2Na $\overset{{H}^{+}}{\rightarrow }$ 2C$_{2}$H$_{5}$ONa + H$_{2}$

+ Mẫu thử không có hiện tượng gì là saccharose.

c) Trích mẫu thử và đánh số thứ tự:

C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ + Ag$_{2}$O $\rightarrow _{{t}^{o}}^{\mathrm{dd}\ {\mathrm{AgNO}}_{3}/{\mathrm{NH}}_{3}}$ C$_{6}$H$_{12}$O$_{7}$ + 2Ag ↓

2C$_{2}$H$_{5}$OH + 2Na $\overset{}{\rightarrow }$ 2C$_{2}$H$_{5}$ONa + H$_{2}$

Lấy mẫu thử cho từng chất và đánh số thứ tự:

– Cho các mẫu thử tác dụng với AgNO$_{3}$ trong dung dịch NH$_{3}$ (đun nóng):

+ Chất nào có phản ứng tráng bạc đó là glucose (có chất màu xám bám lên thành ống nghiệm)

PTHH: C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ + Ag$_{2}$O $\rightarrow _{{t}^{o}}^{\mathrm{dd}\ {\mathrm{AgNO}}_{3}/{\mathrm{NH}}_{3}}$ C$_{6}$H$_{12}$O$_{7}$ + 2Ag ↓

+ Còn lại là ethylic alcohol và saccharose.

– Cho vào 2 mẫu thử dung dịch HCl sau đó đun nóng tiến hành phản ứng thủy phân, lấy sản phẩm thủy phân đem tác dụng với dung dịch AgNO$_{3}$/NH$_{3}$.

– Sản phẩm nào tạo kết tủa trắng thì ban đầu là saccharose (Do saccarozo thủy phân ra glucose và tham gia phản ứng tráng bạc tạo kết tủa Ag)

– Không có hiện tượng thì ban đầu là ethylic alcohol.

C$_{12}$H$_{22}$O$_{11}$+ H$_{2}$O $\overset{{H}^{+}}{\rightarrow }$ C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$(glucose) + C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ (frucose)

– Đặc điểm và tính chất của glucose: (1); (3); (5); (6); (8); (9).

– Đặc điểm và tính chất của saccharose: (2); (4); (5); (7); (9); (10).

(1) C$_{12}$H$_{22}$O$_{11}$ + H$_{2}$O C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$(glucose) + C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ (frucose)

(2) C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ $\overset{\mathrm{men}}{\rightarrow }$ 2C$_{2}$H$_{5}$OH + 2CO$_{2}$

(3) C$_{2}$H$_{5}$OH + O$_{2}$ $\overset{\mathrm{men}}{\rightarrow }$ CH$_{3}$COOH + H$_{2}$O

(4) CH$_{3}$COOH + C$_{2}$H$_{5}$OH $\overset{{H}_{2}{\mathrm{SO}}_{4}(đ),\ {t}^{o}}{⇄}$ CH$_{3}$COOC$_{2}$H$_{5}$ + H$_{2}$O

– Glucose được ứng dụng làm gương soi vì có khả năng tráng bạc lên kính.

– Glucose được ứng dụng làm rượu vang vì có khả năng bị lên men tạo ra đồ uống có cồn.

– Glucose được ứng dụng làm dịch truyền glucose vì trong máu có 1 lượng glucose nhất định, khi truyền glucose để cung cấp nước cũng như bổ sung năng lượng cho cơ thể.

– Saccharose được ứng dụng để sản xuất nước trái cây và bánh kẹo vì nó được sử dụng làm chất tạo ngọt.

a) Glucose có nhiều ứng dụng trong đời sống như pha chế dịch truyền, tráng bạc, sản xuất vitamin C, …

b) Saccharose có nhiều ứng dụng trong đời sống như chế biến thực phẩm, dược phẩm, pha chế thuốc, …

Khi để ngọn mía lâu ngày trong không khí, ở đầu đoạn mía thường có mùi ethylic alcohol vì đoạn đầu cây mía tiếp xúc trực tiếp với không khí, trong không khí có thể có một số vi khuẩn giúp phân hủy dần sacchaorose thành glucose, sau đó lên men glucose thành ethylic alcohol.

C$_{12}$H$_{22}$O$_{11}$ + H$_{2}$O $\overset{\mathrm{enzyme}/\mathrm{acid}}{\rightarrow }$C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ (glucose) + C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ (frucose)

C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ $\overset{\mathrm{men}}{\rightarrow }$ 2C$_{2}$H$_{5}$OH + 2CO$_{2}$

– Khi sử dụng quá nhiều đường có thể có nguy cơ mắc bệnh tiểu đường.

– Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đưa ra khuyến cáo chỉ cần bổ sung thêm lượng đường cho cơ thể bằng 5% tổng lượng calo hay khoảng 25 gam mỗi ngày.

Một số bệnh do sử dụng đường không hợp lí gây ra như:

– Dễ tăng cân

– Mắc bệnh tiểu đường

– Tăng nguy cơ bị bệnh về tim mạch

– Nguy cơ bị bệnh gan nhiễm mỡ

– …

– Vai trò của glucose: cung cấp năng lượng trực tiếp cho các hoạt động của cơ thể.

– Ứng dụng của glucose: dùng làm nguyên liệu trong công nghiệp dược phẩm, thực phẩm …

– Tầm quan trọng của việc sử dụng hợp lí saccharose và ảnh hưởng của chúng đến sức khoẻ:

Saccharose có vai trò cung cấp năng lượng cho cơ thể nên được sử dụng phổ biến làm nguyên liệu trong công nghiệp thực phẩm. Tuy nhiên, tiêu thụ quá nhiều saccharose trong thời gian dài có nguy cơ bị béo phì và mắc các bệnh như tiểu đường, tim mạch … Do đó, cần sử dụng hợp lí saccharose.

m$_{dd glucose}$= 500. 1 = 500 (g)

m$_{glucose}$ = $\frac{500.5}{100}$ = 25 (g)

Trong 1 tấn mía chứa 13% saccharose có: $\frac{1.13}{100}$ = 0,13 tấn saccharose

Khối lương saccharose thu được: $\frac{13}{100}.80\%$ = 0,104 tấn hay 104 kg.

Phương trình lên men glucozơ: C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ $\overset{\mathrm{men}}{\rightarrow }$ 2C$_{2}$H$_{5}$OH + 2CO$_{2}$.

P.ư 1,5 ← 3 mol

Theo lý thuyết: số mol C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ = 1,5 (mol) ⇒ khối lượng C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ = 270 (g)

Hiệu suất quá trình lên men: $\frac{{m}_{{C}_{6}{H}_{12}{O}_{6}(\mathrm{LT})}}{{m}_{{C}_{6}{H}_{12}{O}_{6}(\mathrm{TT})}}.100\%=\frac{270}{300}.100\%=90\%$

Khối lượng glucose có trong dung dịch là:

$m=\frac{180.30\%}{100\%}=54g$

$\Rightarrow {n}_{{C}_{6}{H}_{12}{O}_{6}}=\frac{54}{180}=0{,}3\ \mathrm{mol}$

C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ + Ag$_{2}$O $\rightarrow _{{t}^{o}}^{\mathrm{dd}\ {\mathrm{AgNO}}_{3}/{\mathrm{NH}}_{3}}$ C$_{6}$H$_{12}$O$_{7}$ + 2Ag ↓

0,3 → 0,6 mol

m$_{Ag}$ = n.M = 0,6. 108 = 64,8 gam.

${n}_{{C}_{6}{H}_{12}{O}_{6}}=\frac{27}{180}=0{,}15\ \mathrm{mol}$

C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ + Ag$_{2}$O $\rightarrow _{{t}^{o}}^{\mathrm{dd}\ {\mathrm{AgNO}}_{3}/{\mathrm{NH}}_{3}}$ C$_{6}$H$_{12}$O$_{7}$+ 2Ag ↓

0,13 → 0,3 mol

⇒ m$_{Ag}$ lý thuyết = 0,3.108 = 32,4 gam.

Do H = 75% nên lượng Ag thực tế: m$_{Ag}$ thực tế = 32,4. 75%= 23,3 gam

Kết tủa là CaCO$_{3}$: 0,3 mol

CO$_{2}$ + Ca(OH)$_{2}$ $\overset{}{\rightarrow }$ CaCO$_{3}$↓ + H$_{2}$O

0,3 0,3 (mol)

C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ $\overset{\mathrm{men}}{\rightarrow }$ 2C$_{2}$H$_{5}$OH + 2CO$_{2}$

0,3 ← 0,3 (mol)

m$_{X}$= 0,3. 46 = 13,8 g.

Glucose có công thức: C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$. Phản ứng tráng bạc:

C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ + Ag$_{2}$O $\rightarrow _{{t}^{o}}^{\mathrm{dd}\ {\mathrm{AgNO}}_{3}/{\mathrm{NH}}_{3}}$ C$_{6}$H$_{12}$O$_{7}$ + 2Ag ↓

0,4 0,8 mol

Phản ứng lên men rượu:

C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ $\overset{\mathrm{men}}{\rightarrow }$ 2C$_{2}$H$_{5}$OH + 2CO$_{2}$

0,4 0,8 mol

Dẫn CO$_{2}$ vào nước vôi trong dư:

CO$_{2}$ + Ca(OH)$_{2}$ $\overset{}{\rightarrow }$ CaCO$_{3}$↓ + H$_{2}$O

0,8 0,8 mol

⇒ m$_{kết tủa}$ = ${m}_{{\mathrm{CaCO}}_{3}}$ = 0,8 × 100 = 80 gam.

${n}_{{\mathrm{CO}}_{2}}=\frac{12{,}395}{24{,}79}=0{,}5\ \mathrm{mol}$

Phương trình lên men glucozơ: C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ $\overset{\mathrm{men}}{\rightarrow }$ 2C$_{2}$H$_{5}$OH + 2CO$_{2}$.

Theo phương trình: nethylic alcohol = ${n}_{{\mathrm{CO}}_{2}}$ = 0,5 mol.

methylic alcohol = 0,5 × 46 = 23g.

b) Theo phương trình nglucose = $\frac{1}{2}{n}_{{\mathrm{CO}}_{2}}=\frac{1}{2}.0{,}5$ = 0,25 mol

Do hiệu suất đạt 90% nên khối lượng glucose cần dùng là: $0{,}25.180.\frac{100}{90}=50g$

Phương trình hóa học:

C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ $\overset{\mathrm{men}}{\rightarrow }$2C$_{2}$H$_{5}$OH + 2CO$_{2}$

180 92

90 $\overset{H=80\%}{\rightarrow }$ ?

Khối lượng ethylic alcohol thu được khi lên men dung dịch chứa 90 gam glucose là: $m=\frac{90.92.0{,}8}{180}=36{,}8g$

Ta có: n$_{glucose}$ = $\frac{90}{180}=$0,5 mol

C$_{12}$H$_{22}$O$_{11}$+ H$_{2}$O $\overset{\mathrm{enzyme}/\mathrm{acid}}{\rightarrow }$ C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$(glucozơ) + C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$(fructozơ)

0,5 ← 0,5

→ Khối lượng saccharose theo lý thuyết: 0,5. 342 = 171 gam.

Do H = 90%, nên khối lượng saccharose thực tế là: $m=\frac{171.100}{90}=190g$

Khối lượng glucose tinh khiết: m = 10. 90% = 9 kg

C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ $\overset{\mathrm{men}}{\rightarrow }$ 2C$_{2}$H$_{5}$OH + 2CO$_{2}$

180 2.46 gam

9 x kg

Do trong quá trình chế biến lượng rượu bị hao hụt 5% hay H = 95% nên:

mrượu thực tế = 4600. 95% = 4370 g

V$_{rượu nguyên chất}$ = $\frac{4370}{0{,}8}=5462{,}5\ \mathrm{mL}$

V$_{dd ethylic alcohol 46 độ}$ = $\frac{5462{,}5.100}{46}=11875\ \mathrm{mL}$

Gọi số mol saccharose và glucose lần lượt là x và y mol.

⇒ 342x + 180y = 6,03 (1)

Khi cho hỗn hợp saccharose và glucose phản ứng với AgNO$_{3}$/ NH$_{3}$ chỉ có glucozơ phản ứng:

C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ + Ag$_{2}$O $\overset{{\mathrm{NH}}_{3}}{\rightarrow }$ 2Ag + C$_{6}$H$_{12}$O$_{7}$

0,005 0,01 mol

Vậy y = 0,005 thay vào (1) được x = 0,015.

${n}_{\mathrm{Ag}}=\frac{3{,}24}{108}=0{,}03\ \mathrm{mol}$

Gọi số mol glucose và saccharose lần lượt là x và y mol

⇒ 180x + 342y = 6,12 (1)

Chỉ có glucose trong X tham gia phản ứng tráng bạc:

C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ + Ag$_{2}$O $\overset{{\mathrm{NH}}_{3}}{\rightarrow }$ 2Ag + C$_{6}$H$_{12}$O$_{7}$

0,015 0,03 mol

Vậy x = 0,015 thay vào (1) được y = 0,01.

Vậy khối lượng saccharose trong hỗn hợp ban đầu: m = 0,01.342 = 3,42 gam.

Ta có: m$_{dung dịch giảm}$ = ${m}_{{\mathrm{CaCO}}_{3}}-{m}_{{\mathrm{CO}}_{2}}$

=> m $_{CO2}$= ${m}_{{\mathrm{CaCO}}_{3}}$ – mdung dịch giảm = 10 – 3,4 = 6,6 gam

${n}_{{\mathrm{CO}}_{2}}=\frac{6{,}6}{44}=0{,}15\ \mathrm{mol}$

C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ $\overset{\mathrm{men}}{\rightarrow }$ 2C$_{2}$H$_{5}$OH + 2CO$_{2}$

Theo PTHH ta có: n$_{glucose(LT)}$ = $\frac{1}{2}.{n}_{{\mathrm{CO}}_{2}}=\frac{1}{2}.0{,}15=0{,}075\ \mathrm{mol}$

⇒ m$_{glucose}$ (LT) = 0,075. 180 = 13,5 gam

Vì hiệu suất phản ứng $H=90\%\Rightarrow$ m$_{glucose}$ (TT) = $\frac{13{,}5}{90\%}=15g$

Qua công thức glucose: C$_{6}$H$_{12}$O$_{6}$ và saccharose C$_{12}$H$_{22}$O$_{11}$ ta nhận thấy n$_{H}$ = 2n$_{O}$ nên ta đặt công thức của carbohydrate là CnH2mOm.

Phản ứng đốt cháy: C$_{n}$H$_{2m}$O$_{m}$ + nO$_{2}$ $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$ nCO$_{2}$ + mH$_{2}$O

1 n m mol

Thu được khối lượng H$_{2}$O và CO$_{2}$theo tỉ lệ 33 : 88 ⇒ tỉ lệ số mol H$_{2}$O và CO$_{2}$ là:

${n}_{{H}_{2}O}:{n}_{{\mathrm{CO}}_{2}}=\frac{m}{n}=\frac{33}{18}:\frac{88}{44}=\frac{11}{6}:2=\frac{11}{12}$

⇒ Chọn n = 12, m = 11

Công thức phù hợp là C$_{12}$H$_{22}$O$_{11}$.