Giải bài tập SGK Hóa 12 Bài 7: Luyện tập Cấu tạo và tính chất của cacbohiđrat

Để phân biệt các dung dịch glucozơ, saccarozơ và anđehit axetic có thể dùng dãy chất nào sau đây làm thuốc thử?

A. Cu(OH)₂ và AgNO₃/NH₃

B. Nước brom và NaOH

C. HNO₃ và AgNO₃/NH₃

D. AgNO₃/NH₃ và NaOH

Phương pháp giải

Để phân biệt các dung dịch trên cần nắm được đặc điểm cấu tạo của các chất → tính chất hóa học khác nhau → chọn thuốc thử thích hợp.

Hướng dẫn giải

Để phân biệt các dung dịch glucozơ, saccarozơ và anđehit axetic:

• Cho Cu(OH)₂ vào các mẫu thử có hai mẫu thử cho dung dịch màu xanh là glucozơ và saccarozơ. Không có hiện tượng gì ở nhiệt độ thường là anđehit axetic.
• Anđehit axetic tráng bạc với thuốc thử AgNO₃/NH₃

CH₃CHO + AgNO₃+ 3NH₃ + H₂O → CH₃COONH4 + 2Ag↓ + 2NH₄NO₃

• Đun nóng hai mẫu thử ở trên, mẫu thử nào có kết tủa đỏ gạch là glucozơ, còn lại là saccarozơ.

C₅H₁₁O₅CHO + 2Cu(OH)₂ → C₅H₁₁O₅COOH + Cu₂O↓ + 2H₂O

→ Đáp án A.

Khi đốt cháy hoàn toàn một tập hợp chất hữu cơ thu được hỗn hợp khí CO₂ và hơi nước có tỉ lệ mol là 1 : 1. Chất này có thể làm men rượu. Chất đó là chất nào trong các chất sau?

A. Axit axetic

B. Glucozơ

C. Saccarozơ

D. Fructozơ

Phương pháp giải

Để xác định tên hợp chất hữu cơ theo yêu cầu đề bài, ta thực hiện các bước sau:

• Bước 1: Từ tỉ lệ mol giữa CO₂ và H₂O suy ra dạng tổng quát của hợp chất
• Bước 2: Kết hợp với dữ kiện chất này có thể làm men rượu, suy ra chất cần tìm.

Hướng dẫn giải

Khi đốt cháy: n_H2O = n_CO2 = 1 : 1 → Hợp chất có dạng C_nH_2nO_m

Mà chất này có thể lên men rượu → chất đó phải là glucozơ

Ta có phương trình hóa học của phản ứng

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

n_H2O : n_CO2 = 1 : 1

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH+ 2CO₂ ↑

→ Đáp án B.

3. Giải bài 3 trang 37 SGK Hóa 12

Trình bày phương pháp hóa học để phân biệt các dung dịch riêng biệt trong mỗi nhóm chất sau:

a) Glucozơ, glixerol, anđehit axetic

b) Glucozơ, saccarozơ, glixerol

c) Saccarozơ, anđehit axetic và tinh bột

Phương pháp giải

Để phân biệt các dung dịch trên cần nắm được đặc điểm cấu tạo của các chất → tính chất hóa học khác nhau → chọn thuốc thử thích hợp.

Hướng dẫn giải

Câu a: Phân biệt glucozơ, glixerol, anđehit axetic

• Cho dung dịch Cu(OH)₂ vào lần lượt từng ống nghiệm: Hai mẫu thử cho dung dịch màu xanh và glucozơ và glixerol.
• Đun nóng cả hai mẫu thử trên, mẫu nào có kết tủa đỏ gạch (Cu₂O) là glucozơ, còn lại không thay đổi màu xanh là glixerol.

Phương trình hóa học:

Câu b: Phân biệt glucozơ, saccarozơ, glixerol

• Cho mẫu thử tác dụng với dung dịch AgNO₃/NH₃, đun nhẹ nhận ra glucozơ do có xuất hiện kết tủa trắng (Ag)
• Hai mẫu thử còn lại đem đun nóng với dung dịch H₂SO₄ sau đó cho tác dụng tiếp với dung dịch AgNO₃/NH₃, đun nhẹ nhận ra saccarozơ.
• Mẫu còn lại là glixerol.

Phương trình hóa học:

(phản ứng thủy phân saccarozơ trong môi trường axit tạo glucozơ, rồi glucozơ tráng bạc)​

Câu c: Phân biệt saccarozơ, anđehit axetic và tinh bột

• Cho dung dịch iot vào ống nghiệm , ống nghiệm nào có màu xanh tím xuất hiện là hồ tinh bột.
• Cho dung dịch AgNO₃/NH₃ vào hai mẫu thử nào có kết tủa trắng là anđehit axetic.

Phương trình hóa học:

Từ 1 tấn tinh bột chứa 20% tạp chất trơ có thể sản xuất được bao nhiêu kg glucozơ, nếu hiệu suất của quá trình sản xuất là 75%?

Phương pháp giải

Để tính khối lượng glucozơ từ những dữ kiện đề bài, ta thực hiện các bước:

• Bước 1: Tính khối lượng tinh bộ nguyên chất, suy ra khối lượng glucozơ theo phương trình hóa học (x).
• Bước 2: Vì hiệu suất quá trình là 75% nên khối lượng glucozơ thực tế là x.H%

Hướng dẫn giải

Từ 1 tấn tinh bột chứa 20% tạp chất trơ → có 80% tinh bột nguyên chất

Vậy m_{tinh bột} = \(\frac{1000.80}{10}\) = 800 (kg)

Theo phương trình hóa học:

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆.

 162n kg                         180n kg

  800kg                              x kg.

\(\Rightarrow x = \frac{800.180n}{162n} = 888,89 \ (kg)\)

Do phản ứng có hiệu suất H = 75% nên lượng glucozơ thực tế thu được là: \(\frac{{888,89.75}}{{100}} = 666,67\,kg\)

Tính khối lượng glucozơ tạo thành khi thủy phân:

a) 1 kg bột gạo có 80% tinh bột, còn lại là tạp chất trơ

b) 1 kg mùn cưa có 50% xenlulozơ, còn lại là tạp chất trơ

c) 1 kg saccarozơ

Giả thiết rằng các phản ứng xảy ra hoàn toàn.

Phương pháp giải

Muốn tính khối lượng glucozơ tạo thành khi thủy phân ở các trường hợp, ta tính theo phương trình hóa học (dựa vào tỉ lệ về khối lượng) cụ thể như sau:

a) Tính lượng tinh bột có trong bột gạo

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O  →  nC₆H₁₂O₆

162n kg                                 180n kg

0,8 kg                                       x kg

→ x

b) Tính lượng xenlulozo có trong mùn cưa

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O  →  nC₆H₁₂O₆

162n kg                          180n kg

0,5 kg                                 y kg

→ y

c) C₁₂H₂₂O₁₂ + H₂O  → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆                         

                                   Glucozơ      xenlulozơ

  342 kg                      180 kg

   1 kg                          z kg

→ z

Hướng dẫn giải

Câu a

Ta có:

m_{tinh bột} = \(\frac{80}{100}\) = 0,8 (kg)

Dựa vào phương trình ta có:

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆.

   162n kg                    180n kg

   0,8 kg                       x kg

\(\Rightarrow x = \frac{0,8.180n}{162n} = 0,8889 \ (kg)\)

Câu b

Ta có:

m_xenlulozơ= 50/100 = 0,5kg

Dựa vào phương trình ta có:

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆.

162n kg                    180n kg

0,5 kg                         y kg

\(\Rightarrow y = \frac{0,5 . 180n}{162n} = 0,556 \ (kg)\)

Câu c

Dựa vào phương trình ta có:

C₁₂H₂₂O₁₁+ H₂O → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

342 kg                        180 kg

1 kg                             z kg

\(\Rightarrow z = \frac{180}{342} = 0,5263 \ (kg)\)

Đốt cháy hoàn toàn 16,2 gam một cacbohiđrat X thu được 13,44 lít khí CO₂ (đktc) và 9,0 gam nước.

a) Tìm công thức đơn giản nhất của X, X thuộc loại cacbohiđrat nào đã được học?

b) Đun 16,2 gam X trong dung dịch axit thu được dung dịch Y. Cho tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO₃/NH₃ thu được bao nhiêu gam Ag? Giả sử hiệu suất của quá trình bằng 80%?

Phương pháp giải

Để xác định dữ kiện theo yêu cầu đề bài, ta thực hiện các bước:

Câu a:

• Bước 1: Tính n_CO2, n_H2O
• Bước 2: Bảo toàn nguyên tố C: n_C=n_CO2, n_H=2n_H2O suy ra m_O=m_cacbohiđrat – mC – mH →  nO
• Bước 3: Lập tỉ lệ C : H : O→ CTĐGN

Câu b: Viết phương trình hóa học, tính toán khối lượng bạc theo phương trình.

Hướng dẫn giải

Câu a: Công thức đơn giản nhất của X

Gọi công thức của X là C_xH_yO_z

Theo bài,ta có số mol CO₂, H₂O lần lượt là:

n_CO2 = 13,44 : 22,4 = 0,6 mol

n_H2O = 9 : 18 = 0,5 mol

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố C, H ta có:

n_C = n_CO2 = 0,6 mol   (1)

và n_H = 2n_H2O = 1 mol    (2)

Ta lại có:

m_O = m_cacbohiđrat  – m_C – m_H = 16,2 - 0,6.12 - 1.1 = 8 gam

Suy ra số mol oxi là n_O = 8 : 16 = 0,5 mol (3)

Từ (1), (2) và (3) ta có tỉ lệ:

C : H : O = x : y : z = 0,6 : 1 : 0,5 = 6 : 10 : 5 → CTĐGN: C₆H₁₀O₅

Công thức phân tử của X là (C₆H₁₀O₅)_n → X là polisaccarit.

Câu b

Ta có phương trình phản ứng:

(C₆H₁₀O₅)_n      +      nH₂O  →  nC₆H₁₂O₆

1 mol                                            n mol

                                                    a mol

⇒ a = (16,2/162n).n = 0,1 mol

C₅H₁₁O₅CH=O + 2AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O → C₅H₁₁O₅COONH₄ + 2Ag ↓ + 2NH₄NO₃.

Theo phương trình, ta có: n_Ag = 0,1.2 = 0,2 mol

Vì hiệu suất phản ứng bằng 80%