2024年高中化学新教材同步讲义 选择性必修第三册 第4章　实验活动3　糖类的性质（含解析）

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实验活动3　糖类的性质实验目的1．加深对葡萄糖、蔗糖和淀粉等代表性糖类物质性质的认识。2．通过实验认识糖类还原性的检验方法。实验用品试管、烧杯、胶头滴管、酒精灯、陶土网、三脚架、试管夹、火柴。葡萄糖、蔗糖、淀粉、10%葡萄糖溶液、10%蔗糖溶液、10% NaOH溶液、淀粉溶液、2% AgNO3溶液、2%氨水、5% CuSO4溶液、10% H2SO4溶液、pH试纸。实验步骤1．葡萄糖2.蔗糖3.淀粉问题讨论1．写出蔗糖和淀粉水解反应的化学方程式。提示　蔗糖水解反应的化学方程式为eq \o(C12H22O11,\s\do12(蔗糖))＋H2Oeq \o(――→,\s\up7(酸或酶))eq \o(C6H12O6,\s\do12(葡萄糖))＋eq \o(C6H12O6,\s\do12(果糖))；淀粉水解反应的化学方程式为eq \o((C6H10O5)n,\s\do12(淀粉))＋nH2Oeq \o(――→,\s\up7(酸或酶))eq \o(nC6H12O6,\s\do12(葡萄糖))。2．请结合糖类的性质，推测急救患者补充能量时，一般使用葡萄糖溶液，而不选择其他糖类溶液的可能原因。提示　葡萄糖是一种重要的营养物质，易于被人体吸收，经酶的催化发生氧化反应放出热量，提供了维持生命活动所需要的能量。故低血糖的患者可利用静脉注射葡萄糖溶液的方式来迅速补充营养。1．下列实验操作和结论错误的是(　　)A．用银氨溶液可鉴别麦芽糖和蔗糖B．用银镜反应可证明蔗糖是否转化为葡萄糖，但不能证明是否完全转化C．浓硫酸可使蔗糖脱水变黑，证明蔗糖含C、H、O三种元素D．蔗糖溶液中滴加几滴稀硫酸，加热几分钟，然后加入银氨溶液中，没有银镜产生，证明蔗糖不水解答案　D解析　麦芽糖含有醛基，能与银氨溶液反应，蔗糖不含醛基，不能与银氨溶液反应，故A结论正确；蔗糖脱水变黑炭化，证明蔗糖含C、H、O三种元素，故C结论正确；验证蔗糖是否水解，先在蔗糖溶液中滴加几滴稀H2SO4，加热几分钟，加入过量的氢氧化钠中和硫酸，再加入银氨溶液，水浴加热，若生成银镜，则证明蔗糖已发生水解，故D结论不正确。2．某学习小组设计的蔗糖水解反应如图所示(夹持装置省略)。下列说法错误的是(　　)A．稀硫酸和热水浴都能加快蔗糖水解速率B．滴加NaOH溶液的目的是调溶液的pH至碱性C．加热至沸腾后试管内生成黑色沉淀D．实验现象证明蔗糖水解有还原性物质生成答案　C解析　稀硫酸是蔗糖水解反应的催化剂，催化剂能加快反应速率，热水浴相当于对反应体系加热，温度升高，反应速率加快，故A正确；酸性条件下，新制的氢氧化铜会与稀硫酸发生酸碱中和反应，影响后续蔗糖水解产物的检验，滴加NaOH溶液的目的是调溶液的pH至碱性，消除稀硫酸对后续实验的影响，故B正确；蔗糖在稀硫酸存在、水浴加热时发生水解生成葡萄糖和果糖，葡萄糖分子结构中有醛基，具有还原性，与新制氢氧化铜发生氧化还原反应，加热至沸腾后，试管内生成砖红色氧化亚铜沉淀，故C错误；结合C项分析，氢氧化铜转化为氧化亚铜，Cu元素化合价降低，被还原，证明蔗糖水解有还原性物质生成，故D正确。3．直链形的不饱和油酸(C17H33COOH)与蔗糖反应可以制得非天然油脂，其反应示意图如图所示(注：图中反应式不完整)。下列说法不正确的是(　　)A．甘油和蔗糖都可以在一定条件下发生消去反应B．天然油脂、蔗糖、非天然油脂都能发生水解反应C．该非天然油脂与氢氧化钠溶液共热后的产物可与溴的四氯化碳溶液反应D．蔗糖、葡萄糖分别与银氨溶液反应，有相同的实验现象答案　D解析　甘油和蔗糖分子中都含有羟基，且连接羟基的碳原子的相邻碳原子上有氢原子，故二者都能发生消去反应，A项正确；天然油脂、非天然油脂中都含有酯基，能发生水解反应，蔗糖在酸或酶作用下也能发生水解反应生成葡萄糖和果糖，B项正确；该非天然油脂中含有不饱和碳碳键，水解后的产物可与溴的四氯化碳溶液反应，C项正确；蔗糖中不含醛基，不能发生银镜反应，而葡萄糖和银氨溶液能发生银镜反应，故现象不同，D项错误。4．实验室探究淀粉的水解反应：(1)实验用品：淀粉、20%硫酸、蒸馏水、氢氧化钠溶液、银氨溶液、碘水。实验步骤：在试管1和2中各加入0.5 g淀粉，在试管1中加入4 mL 20%硫酸，在试管2中加入4 mL蒸馏水，都水浴加热3～4 min。从试管1中取出适量溶液于试管3中，从试管2中取出适量溶液于试管4中。用NaOH溶液中和试管1中的溶液至碱性，在试管1和2中都加入银氨溶液，水浴加热后，观察试管内壁有无银镜出现。在试管3和4中都加入碘水，观察现象。将实验现象和结论填入下表。试写出试管1中淀粉在硫酸存在下发生反应的化学方程式：__________________。(2)实验用品：淀粉、唾液、新制的氢氧化铜。实验操作：在试管中加入0.5 g淀粉，加入少许唾液和蒸馏水，加热，在水解液中加入新制的氢氧化铜，加热，观察现象。现象：________________________________________________________________________；结论：________________________________________________________________________。(3)比较实验(1)(2)可得出的结论是_______________________________________________。答案　(1)①出现银镜　②出现蓝色或未出现蓝色　③淀粉发生了水解　④未出现银镜　⑤出现蓝色　⑥淀粉没有水解　eq \o((C6H10O5)n,\s\do12(淀粉))＋nH2Oeq \o(――→,\s\up7(稀硫酸),\s\do5(△))eq \o(nC6H12O6,\s\do12(葡萄糖))　(2)有砖红色沉淀产生　淀粉在唾液的作用下水解生成了葡萄糖　(3)淀粉在酸或酶的作用下都能水解生成葡萄糖解析　(1)试管1中已形成碱性溶液，则进行银镜反应时有银镜产生，说明淀粉已发生了水解。如果试管3中淀粉已完全水解，则因没有淀粉的存在，加入碘水不会看到蓝色，如果试管3中淀粉只是部分水解，则因有淀粉的存在，加入碘水仍会看到蓝色。试管2和4中均是淀粉的水溶液，因没有催化剂，不会发生水解，所以试管4中加入碘水会看到蓝色，试管2中因没有葡萄糖的存在，加入银氨溶液不会产生银镜。淀粉在稀硫酸存在下发生水解反应的化学方程式为eq \o((C6H10O5)n,\s\do12(淀粉))＋nH2Oeq \o(――→,\s\up7(稀硫酸),\s\do5(△))eq \o(nC6H12O6,\s\do12(葡萄糖))。(2)唾液中存在淀粉酶，所以淀粉会发生水解，淀粉的水解产物与新制的氢氧化铜在加热条件下反应会生成砖红色沉淀。(3)通过实验(1)(2)可以看出，淀粉的水解既可以在稀硫酸的作用下进行，也可以在生物酶的作用下进行，而且产物都是葡萄糖。实验内容实验现象原因解释实验1取少量葡萄糖，观察状态，将其加入试管后加水振荡，观察其溶解状况葡萄糖为无色晶体；迅速溶于水常温、常压下葡萄糖为无色晶体；易溶于水实验2在洁净的试管中配制约2 mL银氨溶液，加入1 mL 10%葡萄糖溶液，振荡。然后在水浴中加热，观察现象有银镜生成CH2OH(CHOH)4CHO＋2[Ag(NH3)2]OHeq \o(――→,\s\up7(△))2Ag↓＋3NH3＋CH2OH(CHOH)4COONH4＋H2O实验3在另一支试管中加入2 mL 10% NaOH溶液，滴入5滴5% CuSO4溶液，振荡。再加入2 mL 10%葡萄糖溶液，加热，观察现象先有蓝色絮状沉淀生成，后有砖红色沉淀生成CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋ Na2SO4；CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHeq \o(――→,\s\up7(△))CH2OH(CHOH)4COONa＋Cu2O↓＋3H2O实验内容实验现象原因解释实验1取少量蔗糖，观察状态，将其加入试管后加水振荡，观察其溶解状况蔗糖为无色晶体；迅速溶于水常温、常压下蔗糖为无色晶体；易溶于水实验2用以上实验中的方法制备Cu(OH)2, 再加入2 mL 10%蔗糖溶液。加热，观察现象无明显现象蔗糖分子中无醛基，是非还原糖实验3在另一支试管中加入1 mL 10%蔗糖溶液和5滴10% H2SO4溶液，加热煮沸。再加入10% NaOH溶液至溶液呈碱性，加入新制备的Cu(OH)2，加热，观察现象出现砖红色沉淀蔗糖的水解产物分子中含有醛基，具有还原性实验内容实验现象原因解释实验1取少量淀粉，观察状态，将其加入试管后加水振荡，再加热煮沸，观察其溶解状况淀粉是白色粉末状物质，不溶于冷水。在热水中淀粉会部分溶解，形成胶状的淀粉糊淀粉的物理性质实验2用以上实验中的方法制备Cu(OH)2，再加入2 mL淀粉溶液，加热，观察现象无明显现象淀粉分子中无醛基，是非还原糖实验3在另一支试管中加入1 mL淀粉溶液和2 mL 10% H2SO4溶液，加热煮沸。再加入10% NaOH溶液至溶液呈碱性，加入新制备的Cu(OH)2，加热，观察现象出现砖红色沉淀淀粉的水解产物中含有醛基，具有还原性试管加入碘水后的现象加入银氨溶液后的现象结论1①__________③______3②__________2④__________⑥______4⑤__________