Đáp án và lời giải

Giải SGK Hoá học 12 Cánh Diều Bài 4. Tính chất hóa học của carbohydratecó đáp án

Câu 1

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Glucose tham gia phản ứng tráng bạc do có nhóm chức aldehyde (–CH=O) trong phân tử.

b) Fructose có phản ứng tráng bạc vì trong môi trường kiềm (NH $_{3}$ ), fructose có thể chuyển hóa thành hợp chất có nhóm chức aldehyde.

Hình minh hoạ

Saccharose không có phản ứng tráng bạc vì không còn nhóm chức aldehyde.

Câu 2

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Thí nghiệm	Hiện tượng	Giải thích
Ống nghiệm 1	- Ban đầu xuất hiện kết tủa xanh. - Sau khi cho dung dịch glucose vào ống nghiệm thấy kết tủa tan dần, đồng thời dung dịch chuyển màu xanh lam.	- Dung dịch CuSO $_{4}$ tác dụng với dung dịch NaOH tạo kết tủa Cu(OH) $_{2}$ màu xanh. CuSO $_{4}$ + 2NaOH ⟶ Cu(OH) $_{2}$ ↓ + Na $_{2}$ SO $_{4}$ - Glucose tác dụng với Cu(OH) $_{2}$ trong môi trường kiềm ở điều kiện thường tạo thành phức chất màu xanh lam, tan trong nước. 2C $_{6}$ H $_{12}$ O $_{6}$ + Cu(OH) $_{2}$ ⟶ Cu(C $_{6}$ H $_{11}$ O $_{6}$ ) $_{2}$ + 2H $_{2}$ O
Ống nghiệm 2	- Ban đầu xuất hiện kết tủa xanh. - Sau đun nóng xuất hiện kết tủa đỏ gạch.	- Dung dịch CuSO $_{4}$ tác dụng với dung dịch NaOH tạo kết tủa Cu(OH) $_{2}$ màu xanh. CuSO $_{4}$ + 2NaOH ⟶ Cu(OH) $_{2}$ ↓ + Na $_{2}$ SO $_{4}$ - Đun nóng dung dịch chứa glucose và Cu(OH) $_{2}$ trong môi trường kiềm sẽ xuất hiện kết tủa màu đỏ gạch do Cu(OH) $_{2}$ bị khử thành Cu $_{2}$ O. (Tính chất của nhóm chức aldehyde) CH $_{2}$ OH[CHOH] $_{4}$ CHO + 2Cu(OH) $_{2}$ + NaOH $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$ CH $_{2}$ OH[CHOH] $_{4}$ COONa + Cu $_{2}$ O + 3H $_{2}$ O

Câu 3

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Trong phản ứng của glucose với Cu(OH) $_{2}$ , các nhóm chức hydroxy (-OH) liền kề 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 aldehyde (–CH=O) đã tham gia phản ứng tạo kết tủa đỏ gạch Cu $_{2}$ O.

Câu 4

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Thí nghiệm	Hiện tượng	Giải thích
– Cho vào ống nghiệm 1 mL dung dịch AgNO $_{3}$ 1%. Thêm tiếp từ từ từng giọt dung dịch NH $_{3}$ 5% và lắc đều đến khi kết tủa vừa tan hết.	Xuất hiện chất rắn màu nâu đen, nhỏ thêm NH $_{3}$ kết tủa dần tan hết.	AgNO $_{3}$ trong môi trường kiềm tạo kết tủa nâu đen Ag $_{2}$ O. Khi NH $_{3}$ dư kết tủa dần tan hết tạo thành phức, phức này chính là thuốc thử Tollens. AgNO $_{3}$ + 3NH $_{3}$ + H $_{2}$ O → [Ag(NH $_{3}$ ) $_{2}$ ]OH + NH $_{4}$ NO $_{3}$
– Tiếp tục thêm vào ống nghiệm 1 ml dung dịch glucose 2%, lắc đều rồi để ống nghiệm cố định trong cốc nước nóng.	Xuất hiện kết tủa trắng sáng bám trên thành ống nghiệm.	Glucose phản ứng với thuốc thử Tollens tạo thành kết tủa bạc kim loại. CH $_{2}$ OH[CHOH] $_{4}$ CHO + 2[Ag(NH $_{3}$ ) $_{2}$ ]OH $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$ CH $_{2}$ OH[CHOH] $_{4}$ COONH $_{4}$ + 2Ag↓ + 3NH $_{3}$ + H $_{2}$ O

Câu 5

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Phản ứng tráng bạc thể hiện tính chất của nhóm chức aldehyde (–CH=O) trong phân tử glucose.

Fructose cũng có tính chất này vì trong môi trường kiềm (NH $_{3}$ ), fructose có thể chuyển hóa thành hợp chất có nhóm chức aldehyde.

Câu 6

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hiện tượng: Nước bromine bị nhạt dần đến mất màu.

Câu 7

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Phản ứng của glucose với nước bromine thể hiện tính chất của nhóm chức aldehyde (–CH=O).

Câu 8

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Nhóm -OH hemiacetal được gắn vào vị trí carbon số 1, nhóm này có khả năng mở vòng phân tử glucose.

Phân tử glucose ở dạng mạch hở không có nhóm -OH hemiacetal

Câu 9

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Phản ứng với copper (II) hydroxide thể hiện tính chất của các nhóm chức hydroxy (–OH) liền kề trong phân tử saccharose.

Câu 10

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Thí nghiệm	Hiện tượng	Giải thích
– Cho vào ống nghiệm khoảng 0,5 mL dung dịch NaOH 10% và khoảng 0,5 mL dung dịch CuSO $_{4}$ 5%, lắc đều.	Xuất hiện kết tủa xanh.	2NaOH + CuSO $_{4}$ Na $_{2}$ SO $_{4}$ + Cu(OH) $_{2}$ ↓
– 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.	Kết tủa tan dần, dung dịch màu xanh lam được tạo thành.	Do saccharose có nhiều nhóm hydroxy kề nhau nên dung dịch này có thể tác dụng với Cu(OH) $_{2}$ trong môi trường kiềm tạo phức màu xanh lam. 2C $_{12}$ H $_{22}$ O $_{11}$ + Cu(OH) $_{2}$ ⟶ Cu(C $_{12}$ H $_{21}$ O $_{11}$ ) $_{2}$ + 2H $_{2}$ O

Câu 11

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

- Khi đun nóng, saccharose không tạo kết tủa đỏ gạch với copper(II) hydroxide trong môi trường kiềm vì trong phân tử saccharose không còn nhóm chức aldehyde.

- 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 vì trong môi trường acid, saccharose bị thủy phân tạo thành glucose và fructose. Glucose và fructose tạo được kết tủa đỏ gạch với copper(II) hydroxide khi đun nóng trong môi trường kiềm.

Câu 12

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hiện tượng: Dung dịch chuyển sang màu xanh tím.

Giải thích: Do cấu tạo mạch ở dạng xoắn, có lỗ rỗng nên phân tử tinh bột đã hấp thụ iodine tạo thành hợp chất có màu xanh tím.

Câu 13

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Thành phần tinh bột trong hạt đại mạch bị thủy phân tạo ra maltose, glucose.

b) Để biết được thời điểm kết thúc quá trình thủy phân tinh bột ta có thể kiểm tra bằng thuốc thử là dung dịch I $_{2}$ trong KI.

Lấy sản phẩm thủy phân cho vào ống nghiệm dung dịch I $_{2}$ trong KI, nếu dung dịch có màu xanh tím thì quá trình thủy phân chưa kết thúc. Tiếp tục thử màu với dung dịch I $_{2}$ trong KI như trên đến khi không còn màu xanh tím thì quá trình thủy phân kết thúc.

Câu 14

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Thí nghiệm	Hiện tượng	Giải thích
Cho vào ống nghiệm (1) khoảng 3 mL dung dịch hồ tinh bột 2% và 1 mL dung dịch H $_{2}$ SO $_{4}$ 10%, lắc đều rồi đặt ống nghiệm trong nồi nước sôi.		Quá trình thủy phân tinh bột (C $_{6}$ H $_{10}$ O $_{5}$ ) $_{n}$ + nH $_{2}$ O $\overset{{H}^{+},{t}^{o}}{\rightarrow }$ nC $_{6}$ H $_{12}$ O $_{6}$
Cho vào ống nghiệm (2) 1 mL dung dịch I $_{2}$ , 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 đề thêm khoảng 5 phút trong nồi nước nóng và tiếp tục thử màu với dung dịch I $_{2}$ trong KI như trên.		- Dung dịch trong ống nghiệm (1) có màu vàng (màu của dung dịch I $_{2}$ trong KI) vì tinh bột bị thủy phân trong môi trường acid tạo glucose không có phản ứng với I $_{2}$ trong KI - Nếu dung dịch có màu xanh tím tức là ống nghiệm (1) phản ứng thủy phân tinh bột chưa xảy ra hoàn toàn.
Lấy khoảng 1 mL dung dịch đã thuỷ phân sang ống nghiệm (3), thêm dần từng giọt dung dịch NaOH 10% cho đến môi trường kiềm (thử bằng cách dùng đũa thuỷ 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 CuSO $_{4}$ 5%, lắc đều rồi đun nóng ống nghiệm.	- Xuất hiện kết tủa xanh. - Đun nóng xuất hiện kết tủa đỏ gạch.	- Dung dịch CuSO $_{4}$ tác dụng với dung dịch NaOH tạo kết tủa Cu(OH) $_{2}$ màu xanh. CuSO $_{4}$ + 2NaOH ⟶ Cu(OH) $_{2}$ ↓ + Na $_{2}$ SO $_{4}$ - Đun nóng dung dịch sản phẩm thủy phân tinh bột (chứa glucose) và Cu(OH) $_{2}$ trong môi trường kiềm sẽ xuất hiện kết tủa màu đỏ gạch do Cu(OH) $_{2}$ bị khử thành Cu $_{2}$ O. (Tính chất của nhóm chức aldehyde) CH $_{2}$ OH[CHOH] $_{4}$ CHO + 2Cu(OH) $_{2}$ + NaOH $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$ CH $_{2}$ OH[CHOH] $_{4}$ COONa + Cu $_{2}$ O + 3H $_{2}$ O

Câu 15

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Glucose (sản phẩm của phản ứng thủy phân tinh bột) có phản ứng với dung dịch CuSO

_{4}

trong môi trường kiềm tạo kết tủa đỏ gạch.

Câu 16

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Thí nghiệm	Hiện tượng	Giải thích
Cho vào ống nghiệm (1) một nhúm nhỏ bông và khoảng 2 mL dung dịch H $_{2}$ SO $_{4}$ 70%. Khuấy đều rồi đặt ống nghiệm vào cốc nước nóng, thỉnh thoảng dùng đũa thuỷ tinh khuấy nhẹ, cho đến khi thu được dung dịch đồng nhất.	Nhúm bông tan dần tạo dung dịch đồng nhất.	Xảy ra phản ứng thủy phân cellulose. (C $_{6}$ H $_{10}$ O $_{5}$ ) $_{n}$ + nH $_{2}$ O nC $_{6}$ H $_{12}$ O $_{6}$
Đề 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 CuSO $_{4}$ 5%. Lắc đều và đun nóng nhẹ dung dịch trong ống nghiệm.	- Xuất hiện kết tủa xanh. - Đun nóng xuất hiện kết tủa đỏ gạch	- Dung dịch CuSO $_{4}$ tác dụng với dung dịch NaOH tạo kết tủa Cu(OH) $_{2}$ màu xanh. CuSO $_{4}$ + 2NaOH ⟶ Cu(OH) $_{2}$ ↓ + Na $_{2}$ SO $_{4}$ - Đun nóng dung dịch sản phẩm thủy phân tinh bột (chứa glucose) và Cu(OH) $_{2}$ trong môi trường kiềm sẽ xuất hiện kết tủa màu đỏ gạch do Cu(OH) $_{2}$ bị khử thành Cu $_{2}$ O. (Tính chất của nhóm chức aldehyde) CH $_{2}$ OH[CHOH] $_{4}$ CHO + 2Cu(OH) $_{2}$ + NaOH $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$ CH $_{2}$ OH[CHOH] $_{4}$ COONa + Cu $_{2}$ O↓ $_{(đỏ gạch)}$ + 3H $_{2}$ O

Câu 17

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Các loại động vật có thể sử dụng cỏ làm thức ăn do cấu tạo dạ dày và các loại lợi khuẩn trong đường tiêu hóa của chúng có khả năng tiêu hóa được cellulose, hệ vi sinh vật trong dạ cỏ của chúng có thể phá vỡ cấu trúc hóa học của cellulose để tổng hợp thành nhiều chất dinh dưỡng khác.

Câu 18

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hiện tượng:

- Miếng bông trên đĩa sứ 1 cháy nhanh, không xuất hiện khói, không để lại tàn.

- Miếng bông trên đĩa sứ 2 cháy chậm hơn, có xuất hiện khói và để lại tàn.

Giải thích:

- Miếng bông 1 thành phần chính là cellulose trinitrate, cellulose dinitrate do:

[C $_{6}$ H $_{7}$ O $_{2}$ (OH) $_{3}$ ] $_{n}$ + 3nHNO $_{3}$ $\overset{{H}_{2}S{O}_{4}}{\rightarrow }$ [C $_{6}$ H $_{7}$ O $_{2}$ (ONO $_{2}$ ) $_{3}$ ] $_{n}$ + 3nH $_{2}$ O

[C $_{6}$ H $_{7}$ O $_{2}$ (OH) $_{3}$ ] $_{n}$ + 2nHNO $_{3\overset{{H}_{2}S{O}_{4}}{\rightarrow }}$ [C $_{6}$ H $_{7}$ O $_{2}$ (OH)(ONO $_{2}$ ) $_{2}$ ] $_{n}$ + 2nH $_{2}$ O

- Miếng bông 2 thành phần chính là cellulose.

Câu 19

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Tiến hành thí nghiệm	Mô tả hiện tượng
- Hoà tan hoàn toàn 2,5 gam CuSO $_{4}$ .5H $_{2}$ O vào 100 mL nước trong cốc thuỷ tinh. - Thêm tiếp vào cốc 10 mL dung dịch NaOH 10%, vừa thêm vừa khuấy. - Lọc lấy kết tủa rồi cho kết tủa vào một cốc 100 mL mới, tiếp tục thêm 20 mL dung dịch NH $_{3}$ 20% vào cốc. Khuấy đều cho đến khi kết tủa tan hết. - Sau đó, cho thêm một nhúm bông vào cốc, khuấy đến khi tạo thành dung dịch đồng nhất.	- CuSO $_{4}$ .5H $_{2}$ O tan trong nước tạo thành dung dịch đồng nhất. - Thu được kết tủa màu xanh: CuSO $_{4}$ + 2NaOH → Cu(OH) $_{2}$ ↓ + Na $_{2}$ SO $_{4}$ - Kết tủa tan hết thu được dung dịch phức có màu xanh lam: Cu(OH) $_{2}$ + 4NH $_{3}$ → [Cu(NH $_{3}$ ) $_{4}$ ](OH) $_{2}$ - Cellulose không tan trong nước nhưng tan trong nước Schweizer để được dung dịch đồng nhất.

Tiến hành thí nghiệm

Mô tả hiện tượng

- Hoà tan hoàn toàn 2,5 gam CuSO

_{4}

.5H

_{2}

O vào 100 mL nước trong cốc thuỷ tinh. - Thêm tiếp vào cốc 10 mL dung dịch NaOH 10%, vừa thêm vừa khuấy. - Lọc lấy kết tủa rồi cho kết tủa vào một cốc 100 mL mới, tiếp tục thêm 20 mL dung dịch NH

_{3}

20% vào cốc. Khuấy đều cho đến khi kết tủa tan hết. - Sau đó, cho thêm một nhúm bông vào cốc, khuấy đến khi tạo thành dung dịch đồng nhất.

- CuSO

_{4}

.5H

_{2}

O tan trong nước tạo thành dung dịch đồng nhất. - Thu được kết tủa màu xanh: CuSO

_{4}

+ 2NaOH → Cu(OH)

_{2}

↓ + Na

_{2}

_{4}

- Kết tủa tan hết thu được dung dịch phức có màu xanh lam: Cu(OH)

_{2}

+ 4NH

_{3}

→ [Cu(NH

_{3}

)

_{4}

](OH)

_{2}

- Cellulose không tan trong nước nhưng tan trong nước Schweizer để được dung dịch đồng nhất.

Câu 20

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Đáp án đúng là: C

Fructose không làm mất màu nước bromine.

Câu 21

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

- Không thể phân biệt glucose với fructose qua phản ứng giữa chúng với thuốc thử Tollens vì cả hai chất này đều phản ứng với thuốc thử Tollens.

- Có thể phân biệt qua phản ứng với nước bromine vì glucose làm mất màu nước bromine trong khi fructose không làm mất màu nước bromine.

Câu 22

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Khối lượng cellulose trong một tấn mùn cưa là:

1. 1 000 000 . 50% = 500 000 (g)

(C $_{6}$ H $_{10}$ O $_{5}$ )n ⟶ nC $_{6}$ H $_{12}$ O $_{6}$ ⟶ 2nC $_{2}$ H $_{5}$ OH + 2nCO $_{2}$

n $_{cellulose}$ = $\frac{500000}{162n}$ (mol)

⟶ $_{Lý thuyết}$ = $\frac{500000}{162n}$ .2n = $\frac{500000}{81}$ (mol)

$_{thực tế}$ = $\frac{500000}{81}$ .60% = $\frac{100000}{27}$ (mol)

thực tế = $\frac{100000}{27}$ . 46 : 0,8 : 1000 = $\frac{5750}{27}$ (l)

Thể tích xăng E5 thu được là: V = $_{thực tế}$ : 5% =4260 (l).

Câu 23

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hiện tượng: Khi cho nước bromine (Br $_{2}$ ) màu vàng nâu vào dung dịch potassium iodine (KI) không màu có thêm hồ tinh bột thì thấy dung dịch chuyển sang màu xanh tím.

Giải thích: Do Br $_{2}$ màu vàng nâu đã phản ứng với dung dịch KI không màu để hình thành đơn chất I $_{2}$ được tinh bột hấp thụ tạo hợp chất có màu xanh tím.

Phương trình hóa học: Br $_{2}$ (aq) + 2KI(aq) → 2KBr(aq) + I $_{2}$ (s)