Câu hỏi và bài tập

Bài 6: SACCAROZƠ, TINH BỘT VÀ XENLULOZƠ

B. LỜI GIẢI CHI TIẾT CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

I. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CƠ BẢN

1.Phát biểu nào dưới đây là đúng?

A. Fructozơ có phản ứng tráng bạc chứng tỏ fructozơ có nhóm công thức -CHO.

B. Thủy phân xenlulozơ thu được glucozơ.

C. Thủy phân tinh bột thu được fructozơ và glucozơ.

D. Cả xenlulozơ và tinh bột đều có phản ứng tráng bạc.

Trả lời:

Chọn B. Thủy phân xenlulozơ trong dung dịch axit vô cơ đặc sẽ thu được glucozơ:

$(C_{6}H_{10}O_{5})_{n}+nH_{2}O\overset{H^{+},t^{0}}{\rightarrow}nC_{6}H_{12}O_{6}$

2. Những câu phát biểu sau đây, câu nào đúng (Đ, câu nào sai (S)?

A. Saccarozơ được coi là một đoạn mạch của tinh bột.

B. Tinh bột và xenlulozơ đều là polisaccarit, chỉ khác nhau về cấu tạo của gốc glucozơ.

C. Khi thủy phân đến cùng saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ đều cho một loại monosaccarit.

D. Khi thủy phân đến cùng tinh bột và xenlulozơ đều cho glucozơ.

Trả lời:

- Các câu phát biểu đúng: B và D.

- Các câu phát biểu sai: A và C.

3. a) So sánh tính chất vật lí của glucozơ, saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ.

b) Tìm mối liên quan về cấu tạo của glucozơ, saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ.

Trả lời:

a) So sánh tính chất vật lí:

- Khác nhau:

+ Saccarozơ và glucozơ đều dễ tan trong nước, tinh bột và xenlulozơ đều không tan trong nước.

+ Glucozơ ở dạng tinh thể, saccarozơ ở dạng kết tinh, xenlulozơ ở dạng sợi, tinh bột ở dạng bột vô định hình.

- Giống nhau: cả 4 chất đều là chất rắn.

b) Mối liên quan về cấu tạo:

- Saccarozơ là một đisaccarit được cấu tạo từ một gốc glucozơ và một gốc fructozơ liên kết với nhau qua nguyên tử oxi.

- Tinh bột thuộc loại polisaccarit, phân tử gồm nhiều mắt xích $C_{6}H_{10}O_{5}$ liên kết với nhau, các mắt xích liên kết với nhau tạo thành hai dạng: dạng lò xo không phân nhánh gọi là amilozơ, dạng lò xo phân nhánh gọi là amilopectin. Amilopectin được tạo thành từ các gốc $\alpha$-glucozơ liên kết với nhau thành mạch dài, xoắn lại với nhau và có các phân tử khối lớn. Còn amilopectin có cấu tạo mạng không gian gồm nhiều mắt xích $\alpha$-glucozơ tạo nên.

- Xenlulozơ là một plosaccarit, phân tử gồm nhiều gốc $\beta$-glucozơ liên kết với nhau thành mạch kéo dài, có phân tử khối rất lớn.

4. Hãy nêu những tính chất hóa học giống nhau của saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ. Viết phương trình hóa học (nếu có).

Trả lời: Các tính chất hóa học giống nhau:

+ Phản ứng thủy phân:

$C_{12}H_{22}O_{11}+H_{2}O\overset{H^{+}}{\rightarrow}C_{6}H_{12}O_{6}(glucozo)+C_{6}H_{12}O_{6}(fructozo)$

$(C_{6}H_{10}O_{5})_{n}+nH_{2}O\overset{H^{+}}{\rightarrow}nC_{6}H_{12}O_{6}$

$[C_{6}H_{7}O_{2}(OH)_{3}]_{n}+nH_{2}O\overset{H^{+}}{\rightarrow}nC_{6}H_{12}O_{6}$

+ Phản ứng với $(CH_{3}CO)_{2}O$, $HNO_{3}$/ $H_{2}SO_{4}$

5. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra (nếu có) trong các trường hợp sau:

a) Thủy phân saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ.

b) Thủy phân tinh bột (có xúc tác axit) sau đó cho sản phẩm tác dụng với dung dịch $AgNO_{3}$ trong $NH_{3}$.

c) Đun nóng xenlulozơ với hỗn hợp $HNO_{3}$/ $H_{2}SO_{4}$ đặc.

Trả lời:

a) Phản ứng thủy phân của saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ

$C_{12}H_{22}O_{11}+H_{2}O\overset{H^{+}}{\rightarrow}C_{6}H_{12}O_{6}(glucozo)+C_{6}H_{12}O_{6}(fructozo)$

$(C_{6}H_{10}O_{5})_{n}+nH_{2}O\overset{H^{+}}{\rightarrow}nC_{6}H_{12}O_{6}$

$[C_{6}H_{7}O_{2}(OH)_{3}]_{n}+nH_{2}O\overset{H^{+}}{\rightarrow}nC_{6}H_{12}O_{6}$

b) Thủy phân tinh bột, sau đó cho tác dụng với dung dịch $AgNO_{3}$/ $NH_{3}$

$(C_{6}H_{10}O_{5})_{n}+nH_{2}O\overset{H^{+}}{\rightarrow}nC_{6}H_{12}O_{6}$

c) Phản ứng đun nóng xenlulozơ với hỗn hợp $HNO_{3}$/ $H_{2}SO_{4}$ đặc

6. Để tráng bạc một số ruột phích, người ta thủy phân 100g saccarozơ, sau đó tiến hành phản ứng tráng bạc. Hãy viết phương trình của phản ứng xảy ra, tính khối lượng $AgNO_{3}$ cần dùng và khối lượng Ag tạo ra. Giả thiết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.

Giải:

- Ta có: $n_{C_{12}H_{22}O_{11}}$ = $\large \frac{100}{342}$ = a mol

- Từ (1), (2) và (3), suy ra:

+ Khối lượng $AgNO_{3}$ cần dùng là: $m_{AgNO_{3}}$ = $\large \frac{4.100}{342}$.170 = 198,83g

+ Khối lượng Ag thu được là: $m_{Ag}$ = $\large \frac{4.100}{342}$.108 = 126,32g.

II. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP MỞ RỘNG, NÂNG CAO

1. Giữa saccarozơ và glucozơ có đặc điểm:

A. đều được lấy từ củ cải đường.

B. đều có trong "huyết thanh ngọt".

C. đều bị oxi hóa bởi ion phức bạc amoniac.

D. đều hòa tan $Cu(OH)_{2}$ ở nhiệt độ thường cho dung dịch màu xanh lam.

Trả lời:

Chọn D. Saccarozơ và glucozơ đều hòa tan $Cu(OH)_{2}$ ở nhiệt độ thường cho dung dịch màu xanh lam.

2. Một cacbohiđrat Z tác dụng với dung dịch $Cu(OH)_{2}$ trong NaOH cho ra dung dịch màu xanh lam, nếu đun nóng thì cho kết tủa đỏ gạch. Z không thể là

A.glucozơ.

B.saccarozơ.

C.fructozơ.

D.mantozơ.

Trả lời:

Chọn B. Saccarozơ khi đun nóng trong dịch $Cu(OH)_{2}$/ NaOH không tạo kết tủa đỏ gạch.

3. Khối lượng saccarozơ thu được từ một tấn nước mía chứa 13% saccarozơ với hiệu suất thu hồi đạt 80% là

A.104kg.

B.140kg.

C.105kg.

D.106kg.

Giải: Chọn A.

- Khối lượng saccarozơ trong 1 tấn mía là: $\large \frac{13}{100}$.1 = $\large \frac{13}{100}$ tấn.

- Khối lượng saccarozơ thu được là: $\large \frac{80}{100}$.$\large \frac{13}{100}$ = 0,104 tấn = 104kg.

4. Thủy phân hoàn toàn 62,5g dung dịch saccacrozơ 17,1% trong môi trường axit vừa đủ ta thu được dung dịch X. Cho $AgNO_{3}$ trong dung dịch $NH_{3}$ vào dung dịch X và đun nhẹ thì khối lượng bạc thu được là

A.16,0g.

B.7,65g.

C.13,5g.

D.6,75g.

Giải: Chọn C.

- Phương trình hóa học của phản ứng thủy phân saccacrozơ:

$C_{12}H_{22}O_{11}+H_{2}O\overset{H^{+},t^{0}}{\rightarrow}C_{6}H_{12}O_{6}(glucozo)+C_{6}H_{12}O_{6}(fructozo)$ (1)

$C_{5}H_{11}O_{5}CH=O+2[Ag(NH_{3})_{2}]OH\overset{t^{0}}{\rightarrow}C_{5}H_{11}O_{5}COONH_{4}+2Ag+3NH_{3}+H_{2}O$ (2)

- Khối lượng saccacrozơ là: $m_{saccarozo}$ = $\large \frac{17,1}{100}$.62,5 = 10,6875g

- Số mol saccacrozơ là: $n_{saccarozo}$ = $\large \frac{10,6875}{342}$ = 0,03125mol

-Từ các phản ứng (1) và (2) ta được:

$n_{Ag}$ = 2$n_{glucozo}$ + 2$n_{fructozo}$ = 4$n_{saccarozo}$

$n_{Ag}$ = 4.0,03125 = 0,125mol

- Khối lượng Ag thu được là: $m_{Ag}$ = 0,125.108 = 13,5g.

5. Để phân biệt dung dịch của ba chất hồ tinh bột, saccarozơ, glucozơ đựng riêng biệt trong ba lọ mất nhãn, ta dùng thuốc thử là

A.$Cu(OH)_{2}$

B.dung dịch $AgNO_{3}$.

C.$Cu(OH)_{2}$/ $OH^{-}$, $t^{0}$

D.dung dịch iot.

Trả lời: Chọn C.

Để phân biệt dung dịch của ba chất hồ tinh bột, saccarozơ, glucozơ đựng riêng biệt trong ba lọ mất nhãn, ta có thể dùng thuốc thử là $Cu(OH)_{2}$/ $OH^{-}$, $t^{0}$. Cụ thể:

- Tinh bột: không phản ứng nên nhận biết được.

- Saccarozơ, glucozơ: phản ứng khi nguội cho dung dịch màu xanh lam.

+ Glucozơ phản ứng khi đun nóng cho kết tủa đỏ gạch: nhận biết được.

+ Saccarozơ không phản ứng khi đun nóng: nhận biết được.

6. Lên men một lượng tinh bột để sản xuất ancol etylic, toàn bộ lượng $CO_{2}$ sinh ra cho qua dung dịch $Ca(OH)_{2}$ dư thu được 750g kết tủa. Cho hiệu suất phản ứng lên men là 80%. Khối lượng tinh bột phải dùng là

A.940g.

B.949,2g.

C.950,5g.

D.1000g.

Giải: Chọn B.

- Các phương trình hóa học:

$2nCO_{2}+2nCa(OH)_{2}\rightarrow 2nCaCO_{3}+2nH_{2}O$ (3)

- Từ (1)-(3) ta thấy:

+ Số mol $(C_{6}H_{10}O_{5})_{n}$ (lí thuyết) là:

$n_{(C_{6}H_{10}O_{5})_{n}}$ = $\large \frac{1}{2n}$$n_{CaCO_{3}}$ = $\large \frac{1}{2n}$.$\large \frac{750}{100}$ = $\large \frac{3,75}{n}$mol

+ Khối lượng $(C_{6}H_{10}O_{5})_{n}$ (lí thuyết) là:

$m_{(C_{6}H_{10}O_{5})_{n}}$ = $\large \frac{3,75}{n}$.162n = 607,5g

- Khối lượng $(C_{6}H_{10}O_{5})_{n}$ (thực tế) là:

$m'_{(C_{6}H_{10}O_{5})_{n}}$ = 607,5.$\large \frac{100}{80}$.$\large \frac{100}{80}$ = 949,2g

(Vì hiệu suất của mỗi quá trình lên men là 80%).

7. Xenlulozơ và tinh bột khác nhau về

A.sản phẩm của phản ứng thủy phân.

B. độ tan trong nước.

C.thành phần phân tử.

D. cấu trúc mạch phân tử.

Trả lời:

Chọn D. Xenlulozơ và tinh bột khác nhau về cấu trúc mạch phân tử.

8. Nhận xét nào sau đây là đúng?

A. Xenlulozơ và tinh bột đều có phân tử khối nhỏ.

B. Xenlulozơ có phân tử khối nhỏ hơn tinh bột.

C. Xenlulozơ và tinh bột có phân tử khối bằng nhau.

D. Xenlulozơ và tinh bột đều có phân tử khối rất lớn nhưng phân tử khối của xenlulozơ lớn hơn nhiều so với tinh bột.

Trả lời:

Chọn D. Xenlulozơ và tinh bột đều có phân tử khối rất lớn nhưng phân tử khối của xenlulozơ lớn hơn nhiều so với tinh bột (xenlulozơ là 1000000 đến 2400000, tinh bột là 150000 đến 600000).

9. Viết phương trình hóa học của dãy chuyển hóa: saccarozơ → canxi → saccarat → saccarozơ → glucozơ → ancol etylic → axit axetic → natri axetat → metan → anđehit fomic.

Trả lời: Các phương trình hóa học là:

$C_{12}H_{22}O_{11}+Ca(OH)_{2}+H_{2}O\rightarrow C_{12}H_{22}O_{11}.CaO.2H_{2}O$

$C_{12}H_{22}O_{11}.CaO.2H_{2}O+CO_{2}\rightarrow C_{12}H_{22}O_{11}+CaCO_{3}+2H_{2}O$

$C_{12}H_{22}O_{11}+H_{2}O\overset{H^{+},t^{0}}{\rightarrow}C_{6}H_{12}O_{6}+C_{6}H_{12}O_{6}$ (glucozơ + fructozơ)

$C_{6}H_{12}O_{6}\xrightarrow[30-35^{0}C]{enzim}2C_{2}H_{5}OH+2CO_{2}$

$CH_{3}COOH+NaOH\rightarrow CH _{3}COONa+H_{2}O$

$CH _{3}COONa+NaOH\xrightarrow[t^{0}]{CaO}CH_{4}+Na_{2}CO_{3}$

$CH_{4}+O_{2}\overset{xt,t^{0}}{\rightarrow}HCHO+H_{2}O$

10. Đốt cháy hoàn toàn 0,01mol một cacbohiđrat X thu được 5,28g $CO_{2}$ và 1,98g $H_{2}O$. Xác định CTPT của X, biết tỉ lệ khối lượng H và O trong X là $m_{H}$ : $m_{O}$ = 0,125 : 1.

Giải:

- Phương trình hóa học phản ứng cháy là:

- Suy ra: x = 12; y = 22.

- Theo đề bài: $\large \frac{m_{H}}{m_{O}}$ = $\large \frac{0,125}{1}$

Với $m_{H}$ = 22, suy ra $m_{O}$ = 176 và $n_{O}$ = $\large \frac{176}{16}$ = 11 mol.

Vậy: CTPT của X là $C_{12}H_{22}O_{11}$.

11. Tính khối lượng glucozơ thu được khi dùng 1 tấn khoai chứa 20% tinh bột để sản xuất glucozơ. Biết hiệu suất của quá trình lên men là 70%.

Giải:

- Phương trình hóa học:

$(C_{6}H_{10}O_{5})_{n}+nH_{2}O\overset{H^{+},t^{0}}{\rightarrow}nC_{6}H_{12}O_{6}$

- Khối lượng tinh bột trong 1 tấn khoai là: = 0,2.1 = 0,2 tấn

- Khối lượng glucozơ thu được (lí thuyết) là:

$m_{glucozo}$ = $\large \frac{0,2.180n}{162n}$ = 0,222 tấn.

- Khối lượng glucozơ thu được (thực tế) là:

$m'_{glucozo}$ = 0,222.0,7 = 0,1554 tấn = 155,4 kg

12. Để sản xuất ancol etylic người ta dùng nguyên liệu là mùn cưa và vỏ bào từ gỗ chứa 50% xenlulozơ. Muốn điều chế 1 tấn ancol etylic với hiệu suất quá trình là 70% thì khối lượng nguyên liệu cần dùng là bao nhiêu?

Giải:

- Phương trình hóa học điều chế ancol etylic từ xenlulozơ là:

$(C_{6}H_{10}O_{5})_{n}+nH_{2}O\overset{H^{+},t^{0}}{\rightarrow}nC_{6}H_{12}O_{6}$

$nC_{6}H_{12}O_{6}\xrightarrow[30-35^{0}C]{enzim}2nC_{2}H_{5}OH+2nCO_{2}$

- Khối lượng nguyên liệu cần dùng là:

= $\large \frac{162n}{92n}$.$\large \frac{100}{70}$.$\large \frac{100}{50}$ = 5,031 tấn = 5031 kg.