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8.2第4课时　糖类
【学习目标】
1.知道糖类的组成、重要性质和主要应用。
2.认识葡萄糖的分子结构和特征反应。
3.能够设计实验确认淀粉水解的产物及水解的程度。
【合作探究】
【学习情境】
随着人类生活水平的提高,社会上相继出现了许多“富贵病”,如肥胖、糖尿病等。糖尿病患者的饮食中不能出现富含糖类的食品,所以我们在超市可以看到一些饮料、饼干、奶粉、营养麦片、八宝粥的食品外包装上标有“无糖”“无蔗糖”字样。从化学角度上看,这些食品真的无糖吗 本课时我们将学习有关糖类的知识。
任务1　葡萄糖的氧化反应
【新知生成】
糖类和　　　　是重要的人体供能物质,两者的组成元素均为　　　　。
一、 常见糖类的组成、物理性质
物质 葡萄糖 蔗糖 淀粉 纤维素
组成 (化学式) 　　 　　 　　　,相对分子 质量从几万 到几十万 　　　,相对分子 质量在200万以上
物理性质 　　 　　 　　 　　
　　二、 葡萄糖的性质
1.葡萄糖的氧化:C6H12O6(s)+6O2(g)　　　　　　　ΔH=　　　　kJ·mol-1
2.葡萄糖的特征反应:
(1)与银氨溶液反应
实验操作
实验现象 最终试管内壁出现　　
实验结论 葡萄糖具有　　　　性,能被　　　　氧化
　　(2)与新制的Cu(OH)2悬浊液反应
实验操作
实验现象 试管内产生　　
实验结论 葡萄糖具有　　　　性,能够被新制的　　　　氧化
　　【答案】油脂　C、H、O　一、 C6H12O6　C12H22O11　(C6H10O5)n　(C6H10O5)n　易溶于水,有甜味　易溶于水,有甜味　不溶于冷水,无甜味　不溶于水,无甜味　二、 1.6CO2(g)+6H2O(l)　-2803　2.(1)光亮的银镜　还原　银氨溶液　(2)砖红色沉淀　还原　Cu(OH)2碱性悬浊液
【核心突破】
典例1　已知:葡萄糖的结构简式为,下列有关说法错误的是(　　)。
A.葡萄糖能与钠反应放出氢气
B.葡萄糖能与银氨溶液反应
C.葡萄糖是人体重要的能量来源
D.葡萄糖在一定条件下能水解
【答案】D
【解析】葡萄糖分子中含有羟基,能与钠反应放出氢气,A项正确;葡萄糖能与银氨溶液反应,B项正确;葡萄糖在人体内代谢生成CO2和H2O,放出大量的能量,C项正确;葡萄糖是单糖,不能水解,D项错误。
【归纳总结】
葡萄糖的特征反应
1.与银氨溶液反应
(1)银氨溶液的配制方法:将2%的稀氨水逐滴加到2 mL 2%的稀AgNO3溶液中,边滴边振荡,至最初产生的沉淀恰好溶解为止。
(2)实验成功的条件:水浴加热,碱性环境,试管要洁净,不能搅拌。
(3)清洗银镜的方法:先用稀HNO3溶解,再用清水冲洗。
(4)应用:检验葡萄糖。
2.与新制Cu(OH)2悬浊液反应
(1)新制Cu(OH)2悬浊液的制备:取10% NaOH溶液2 mL,逐滴加入5%的CuSO4溶液4~5滴,并振荡。
(2)实验成功的条件:碱性环境,以保证悬浊液是Cu(OH)2,并加热至沸腾。
(3)应用:检验葡萄糖。
训练1　下列有关银镜反应实验的说法正确的是(　　)。
A.试管先用热烧碱溶液洗涤,然后用蒸馏水洗涤
B.向2%的稀氨水中滴入2%的硝酸银溶液,配得银氨溶液
C.可采用水浴加热,也能直接加热
D.可用浓盐酸洗去银镜
【答案】A
【解析】银镜反应实验成功与否与试管是否洁净有很大关系。先用碱液洗涤试管,主要是除去油垢,A项正确;配制银氨溶液是将2%的氨水逐滴加到2%的AgNO3溶液中,且边滴加边振荡,直到最初的沉淀恰好溶解为止,B错误;银镜反应实验一定是水浴加热,C项错误;盐酸不能洗去银镜,应用稀硝酸浸泡洗涤,D项错误。
任务2　糖类的水解反应
【新知生成】
一、实验探究:淀粉的水解
实验操作 实验现象 实验结论
向两支试管中分别加入4 mL淀粉溶液 滴加碘水 溶液变 　　　色 淀粉溶液遇 碘变　　
加入4 mL 20%的H2SO4溶液,水浴加热4~5 min,待溶液冷却后分装两支试管 滴加碘水 溶液不变 　　　色 淀粉已经完全水解
用氢氧化钠溶液中和,加入新制氢氧化铜悬浊液,加热 有　　色沉淀 生成具有还原性的　　
二、淀粉水解的应用
古人用粮食酿酒涉及了淀粉→葡萄糖→乙醇的转化,请用化学方程式表示该途径:　 。
【答案】一、 蓝　蓝　蓝　砖红　葡萄糖　二、 (C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6,C6H12O62C2H5OH+2CO2↑
【核心突破】
典例2　某同学设计了如下实验方案用以检验淀粉水解的情况。
下列结论正确的是(　　)。
A.淀粉尚有部分未水解
B.淀粉已完全水解
C.淀粉没有水解
D.淀粉已发生水解,但不知是否完全水解
【答案】D
【解析】由于在水解液中加入了过量NaOH溶液,I2会与碱发生反应而导致无法判断中和液中是否还有淀粉存在,因此也就无法判断淀粉是否水解完全。若改为向水解液中直接加入碘水,则可证明淀粉是否水解完全。
【归纳总结】
1.原理
淀粉在20% H2SO4溶液的作用下,加热发生水解反应,其水解过程是分步进行的,最终水解产物为葡萄糖。水解过程如下:
2.检验淀粉水解及水解程度的实验步骤:
3.实验现象及结论:
情况 现象A 现象B 结论
1 溶液呈蓝色 未产生银镜 未水解
2 溶液呈蓝色 出现银镜 部分水解
3 溶液不呈蓝色 出现银镜 完全水解
【特别提醒】
1.淀粉的检验,必须直接取水解液加入碘水,不能取中和液,因为碘能与NaOH反应。
2.因反应是用硫酸作催化剂,而银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应的溶液必须呈碱性,所以应先加碱中和再检验。
训练2　为检验淀粉水解的情况,进行如图所示的实验。试管甲和丙均用60~80 ℃的水浴加热5~6 min,试管乙不加热,待试管甲中的溶液冷却后再进行后续实验。
实验①:取少量甲中溶液,加入新制氢氧化铜悬浊液,加热,没有砖红色沉淀出现。
实验②:取少量乙中溶液,滴加几滴碘水,溶液变为蓝色,但取少量甲中溶液做此实验时,溶液不变蓝色。
实验③:取少量丙中溶液,加入NaOH溶液调节至碱性,再滴加碘水,溶液颜色无明显变化。
下列结论错误的是(　　)。
A.淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行
B.欲检验淀粉是否完全水解,最好在冷却后的水解液中直接滴加碘水
C.欲检验淀粉的水解产物具有还原性,可在水解液中加入新制氢氧化铜悬浊液并加热
D.若用唾液代替稀硫酸,则实验①可能出现预期的现象
【答案】C
【解析】题中实验甲与乙、甲与丙都是对照实验,前者探究温度的影响,后者探究催化剂的影响,通过对照实验可知A项正确;因为I2可与NaOH发生反应,故用I2检验淀粉是否存在时,不能有NaOH存在,B项正确;用新制Cu(OH)2悬浊液检验水解产物的还原性,必须在碱性环境中进行,故在水解液中先加NaOH调节至碱性后,再加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热,C项错误;若用唾液代替稀硫酸,则不必加碱中和,直接加入新制Cu(OH)2悬浊液,加热即可出现预期现象,D项正确。
【课堂小结】
【随堂检测】
1.在化学魔术中,一张白纸在用碘溶液喷洒后会呈现蓝色字迹,其奥秘在于这张白纸曾用一种“隐秘墨水”书写过。这种“隐秘墨水”是(　　)。
A.食盐水 B.白醋
C.淀粉溶液 D.蔗糖溶液
【答案】C
【解析】淀粉具有遇碘变蓝的特性,所以这种“隐秘墨水”为淀粉溶液,故C项正确。
2.糖类物质是绿色植物光合作用的产物。下列有关糖类的说法正确的是(　　)。
A.化学组成符合通式Cn(H2O)m的都是糖类
B.糖类被称为碳水化合物是因为糖类分子中都含有碳原子和水
C.糖类物质都有甜味
D.糖类是人类及动物所需能量的重要来源
【答案】D
【解析】化学组成符合通式Cn(H2O)m的不一定是糖类,如醋酸(C2H4O2),A项错误;糖类被称为碳水化合物是因为大多数糖类化学式符合Cn(H2O)m,而不是因为糖类分子中都含有碳原子和水,B项错误;糖类物质不一定有甜味,如淀粉、纤维素等没有甜味,C项错误;糖类物质是绿色植物光合作用的产物,是动植物所需能量的重要来源,D项正确。
3.某同学做葡萄糖的还原性实验,现有4 mL 0.5 mol·L-1 CuSO4溶液和4 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液,将它们混合后,滴入1.0 mL 10%的葡萄糖溶液,加热煮沸,结果没有看到砖红色沉淀生成。这是因为(　　)。
A.葡萄糖浓度太大 B.加热时间不够
C.CuSO4溶液的量不够 D.NaOH溶液的量不够
【答案】D
4.为了检验淀粉的水解情况,某同学设计了以下三个实验方案,并根据实验现象,得出了相应的结论。
方案A:淀粉溶液水解液溶液显蓝色
结论:淀粉完全没有水解。
方案B:淀粉溶液水解液无砖红色沉淀析出
结论:淀粉完全没有水解。
方案C:淀粉溶液水解液中和液有银镜现象
结论:淀粉已经水解完全了。
根据上述操作及现象首先回答结论是否正确,然后简要说明理由。
(1)方案A:　 。
(2)方案B:　 　。
(3)方案C:　 　。
【答案】(1)结论不正确,如果淀粉只是发生部分水解,则未水解的淀粉遇碘(I2)也会呈蓝色　(2)结论不正确,如果淀粉发生水解会生成葡萄糖,但由于水解液没有用NaOH溶液中和,所以加入的新制Cu(OH)2悬浊液会溶于硫酸,从而无法氧化葡萄糖,也就无砖红色沉淀生成　(3)结论不正确,该实验只能证实淀粉已经发生或正在发生水解,不能证明是否仍有淀粉存在,所以无法证明淀粉已经水解完全
【解析】说明淀粉未水解的关键是实验证明没有水解产物葡萄糖生成;说明淀粉部分水解的关键是既要用实验证明有水解产物葡萄糖生成,还要用实验证明仍有未水解的淀粉存在;说明淀粉水解完全的关键是要用实验证明淀粉已不存在。淀粉水解的条件是在淀粉溶液中加入稀硫酸并加热,而证明水解产物葡萄糖的存在无论是用新制的Cu(OH)2悬浊液还是银氨溶液都必须在碱性环境中才能进行,所以在加鉴别试剂前必须用NaOH溶液中和硫酸,在做题时必须十分关注有无此步骤。
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