内容正文:
专题11 糖类
题型01 糖类的组成和分类
题型02 单糖
题型03 二糖
题型04 多糖——淀粉与纤维素
题型05 检验淀粉水解程度的方法
题型06 能与银氨溶液或新制Cu(OH)2反应的物质
题型01 糖类的组成和分类知识积累
1.结构与组成
从分子结构上看,糖类是 、 和它们的脱水缩合物。糖类是由碳、氢、氧三种元素组成的有机化合物,其组成大多以通式Cm(H2O)n表示,所以糖类也叫碳水化合物。
2.分类
(1)单糖:凡是 的糖称为单糖。如葡萄糖、果糖、核糖和脱氧核糖等。
(2)寡糖(低聚糖):1 mol糖水解后能产生 mol单糖的称为寡糖或低聚糖。若水解生成 mol单糖,则称为二糖,常见的二糖有麦芽糖、乳糖和蔗糖等。
(3)多糖:1 mol糖水解后能产生 mol以上单糖的称为多糖,如淀粉、纤维素和糖原等。
【典例1】从分子结构上看,糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。据此分析下列物质中属于糖类的是
A.CH2OH(CHOH)2CHO
B.CH3CH(OH)CH2CHO
C.
D.
【变式1-1】《尚书·洪范篇》有“稼稿作甘”之句,“甘”即饴糖。饴糖的主要成分是一种二糖,1mol该二糖完全水解可生成2mol葡萄糖。饴糖的主要成分是
A.淀粉 B.纤维素 C.果糖 D.麦芽糖
【变式1-2】葡萄糖是单糖的主要原因是
A.在糖类中含碳原子数最少 B.不能水解生成更简单的糖
C.分子结构中只有一个醛基 D.能与新制Cu(OH)2悬浊液反应
【变式1-3】下列关于糖类的叙述正确的是
①含有碳、氢、氧三种元素的有机化合物属于糖类 ②糖类是碳和水的化合物,又称碳水化合物
③凡是能溶于水且具有甜味的物质都属于糖类
④糖类是多羟基醛或多羟基酮及能水解生成它们的物质 ⑤符合Cm(H2O)n的有机物都是糖类
A.①② B.③⑤ C.④ D.①④
题型02 单糖
知识积累
1.葡萄糖与果糖
分子式
结构简式
官能团
二者关系
葡萄糖
C6H12O6
CH2OH(CHOH)4CHO
—OH、—CHO
互为同分异构体
果糖
C6H12O6
CH2OH(CHOH)3
COCH2OH
、—OH
2.葡萄糖的主要性质
(1)CH2OH(CHOH)4CHO+H2CH2OH(CHOH)4CH2OH(醛基,还原反应)
(2)CH2OH(CHOH)4CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O(醛基,氧化反应)
(3)CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O(醛基,氧化反应)
(4)C6H12O6+6O26CO2+6H2O(生理氧化,提供能量)
(5)
【典例2】下列关于葡萄糖和果糖的说法错误的是3.核糖与脱氧核糖
核糖与脱氧核糖分别是生物体的遗传物质核糖核酸(RNA)与脱氧核糖核酸(DNA)的重要组成部分,它们都是含有5个碳原子的单糖——戊糖。
核糖的结构简式:
CH2(OH)CH(OH)CH(OH)CH(OH)CHO;
脱氧核糖的结构简式:
CH2(OH)CH(OH)CH(OH)CH2CHO。
A.葡萄糖中不含醛基,而果糖中含有醛基
B.葡萄糖和果糖都能与H2在一定条件下作用生成己六醇
C.葡萄糖与乙酸作用生成葡萄糖五乙酸酯
D.葡萄糖和果糖都是单糖,互为同分异构体
【变式2-1】已知葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,由此得知葡萄糖不能发生的反应是
①加成 ②还原 ③与Na反应生成H2 ④氧化 ⑤取代 ⑥水解
A.①②③ B.③⑤ C.⑥ D.①②④⑥
【变式2-2】我国科学家开发出的一种新型催化剂能实现CO2转化为葡萄糖和脂肪。下列说法正确的是
A.CO2和H2制乙酸反应的原子利用率为100%
B.葡萄糖分子中含两种官能团:羟基和醛基
C.脂肪是高分子化合物
D.葡萄糖和脂肪在一定条件下都能发生水解反应
【变式2-3】糖尿病患者的糖代谢功能紊乱,其血液和尿液中的葡萄糖含量会超出正常范围。下列叙述错误的是
A.葡萄糖的分子式是C6H10O5
B.可用银氨溶液来检测糖尿病人尿液中的葡萄糖
C.食物中的淀粉在人体内水解的最终产物是葡萄糖
D.控制高热量食品的摄入和增加体育活动,可预防糖尿病的发生
题型03 二糖
知识积累
1.来源、用途及物理性质
类别
蔗糖
麦芽糖
分子式
C12H22O11
C12H22O11
物理性质
无色晶体,易溶于水,有甜味
白色晶体,易溶于水,有甜味
来源
甘蔗、甜菜
发芽的谷粒和麦芽
用途
甜味剂
制饴糖
联系
互为同分异构体
2.化学性质——水解反应
蔗糖、麦芽糖都能发生水解反应,化学方程式为
【典例3】麦芽糖主要存在于发芽的谷粒中,其中α-D-(+)-麦芽糖的结构如图所示,下列相关说法正确的是
A.麦芽糖是一种常见的低聚糖
B.如图麦芽糖分子结构中无醛基,因此属于非还原性糖
C.麦芽糖由一分子葡萄糖和一分子果糖脱水缩合形成
D.将麦芽糖水解液调至碱性后,可发生银镜反应,证明部分麦芽糖发生了水解
【变式3-1】蔗糖中滴加浓硫酸,会有以下一系列变化:首先蔗糖发黑,之后固体体积膨胀,并产生刺激性气味的气体。下列关于该过程的分析不正确的是
A.蔗糖发黑体现了浓硫酸的脱水性
B.产生刺激性气味的气体的过程中体现了浓硫酸的强氧化性
C.蔗糖在稀硫酸水浴加热条件下发生水解只能生成葡萄糖
D.刺激性气味的气体能使品红溶液褪色
【变式3-2】以下哪种物质是麦芽糖水解的最终产物
A. B.
C. D.
【变式3-3】下列关于蔗糖属于非还原型糖,而其水解产物具有还原性的实验方案的说法中,正确的是
A.验证蔗糖属于非还原型糖的操作顺序:④③
B.验证蔗糖属于非还原型糖的操作顺序:③⑤
C.验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序:①④⑤
D.验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序:①⑤②④⑤
题型04 多糖——淀粉与纤维素
知识积累
1.相似点
(1)都属于天然 ,属于多糖,分子式都可表示为 。
②都能发生水解反应,水解的最终产物都是 。化学方程式为:
(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6
③都不能发生银镜反应。
2.不同点
①纤维素比淀粉更难水解。
②常温下,淀粉遇单质碘变 色,可用于检验淀粉的存在。
5.用途
(1)淀粉可作食物,可用于生产葡萄糖和酒精。
(2)纤维素可用于纺织工业、造纸,制造纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯、黏胶纤维等。
【典例4】下列说法中正确的是
A.碘化钾溶液能使淀粉显蓝色
B.纤维素的水解难于淀粉的水解
C.用淀粉制乙醇仅发生了水解反应
D.淀粉和纤维素都可用(C6H10O5)n表示,但淀粉能发生银镜反应,而纤维素不能
【变式4-1】下列关于纤维素的说法中,不正确的是
A.竹笋含有丰富的纤维素,但不能为人体提供能量,因为人体内没有使纤维素水解的酶
B.随着生物酶技术的发展,将来人类也可以像牛一样吃草充饥
C.人体不能分泌出纤维素水解酶,所以不能消化纤维素
D.纤维素在人体内不能水解,所以与人类的营养无关
【变式4-2】利用粮食酿酒的过程如图所示,下列说法正确的是
淀粉糊精麦芽糖葡萄糖乙醇
A.温度越高越有利于加快淀粉水解
B.麦芽糖和葡萄糖属于同系物
C.葡萄糖转化成乙醇时被氧化
D.葡萄糖和乙醇均能使酸性溶液褪色
【变式4-3】中国科研人员在国际上首次实现二氧化碳人工合成淀粉的方法,部分核心反应如下。用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.淀粉与纤维素互为同分异构体
B.DHA难溶于水,易溶于有机溶剂
C.3.0gHCHO与DHA的混合物中含碳原子数为0.1NA
D.第一步反应中,生成1molCH3OH转移电子数为2NA
题型05 检验淀粉水解程度的方法
知识积累
检验淀粉水解程度的方法:
【典例5】检验淀粉水解程度的实验如下:
步骤1:向淀粉溶液中加入稀,加热几分钟,冷却后取少量水解液于一支试管中,向试管加入碘水,溶液显蓝色。
步骤2:另取少量水解液于试管中,加入NaOH溶液至碱性,再加入新制悬浊液加热至沸腾,有砖红色沉淀生成。
下列说法正确的是
A.步骤1如果不加入稀,淀粉就不会发生水解
B.步骤1中的实验现象说明淀粉没有发生水解
C.步骤2中的实验现象说明淀粉的水解产物具有氧化性
D.步骤1和步骤2的实验现象说明淀粉部分发生水解
【变式5-1】某学生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.淀粉具有还原性,含醛基 B.淀粉已完全水解
C.淀粉没有水解 D.淀粉水解产物具有还原性,含醛基
【变式5-2】通过实验来验证淀粉水解可生成还原糖包括下列操作过程,这些操作过程正确的顺序是
①取少量淀粉加水制成溶液 ②加热煮沸 ③加入碱液至溶液呈碱性 ④加入新制Cu(OH)2 ⑤加入几滴稀硫酸 ⑥再加热
A.①②⑤⑥④③ B.①⑤②④⑥③
C.①⑤②③④⑥ D.①⑥④⑤③②
【变式5-3】要检验淀粉的水解程度,提供了以下实验操作过程:①取少量淀粉加水制成溶液、②加热、③加入碱液,中和并呈碱性、④加入银氨溶液、⑤加入几滴稀硫酸、⑥再加热(水浴)、⑦加入几滴碘水。甲、乙、丙三位同学分别做了以下三个实验,指出他们的实验目的或现象:
(1)甲:①→⑤→②→③→④→⑥,现象:无银镜产生。
甲同学的实验结论是________________________________________________________。
(2)乙:①→⑤→②→③→④→⑥,现象:有银镜产生;①→⑤→②→⑦,现象:溶液变蓝。乙同学的实验结论是________________________________________________________。
(3)丙:①→⑤→②→⑦,现象: _______________________________________________。
丙同学的实验结论是证明淀粉已完全水解。
题型06 能与银氨溶液或新制Cu(OH)2反应的物质
知识积累
能与银氨溶液或新制Cu(OH)2反应的物质有:
(1)醛,如HCHO、CH3CHO等。
(2)甲酸(HCOOH)。
(3)甲酸盐,如HCOONa等。
(4)甲酸酯,如HCOOCH3等。
(5)还原糖,如葡萄糖、麦芽糖等。
【典例6】下列物质中,在一定条件下既能发生水解反应,又能发生银镜反应的是
A.蔗糖 B.麦芽糖
C.乙酸乙酯 D.葡萄糖
【变式6-1】可用于检验葡萄糖分子是否存在醛基的是
①银氨溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③FeCl3溶液 ④新制Cu(OH) 2悬浊液
A.②③ B.①④ C.①③ D.全部
【变式6-2】用来证明棉花和淀粉都是多糖的实验方法是
A.放入氧气中燃烧,检验燃烧产物都是CO2和H2O
B.放入银氨溶液中微热,都不发生银镜反应
C.加入浓硫酸后微热,都脱水而变黑
D.分别放入稀酸后煮沸几分钟,用NaOH溶液中和反应后的溶液,再加入新制的Cu(OH)2悬浊液共热,都生成红色沉淀
【变式6-3】下列糖类物质能与新制Cu(OH)2悬浊液、银氨溶液反应的是
A.麦芽糖 B.蔗糖 C.纤维素 D.淀粉
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专题11 糖类
题型01 糖类的组成和分类
题型02 单糖
题型03 二糖
题型04 多糖——淀粉与纤维素
题型05 检验淀粉水解程度的方法
题型06 能与银氨溶液或新制Cu(OH)2反应的物质
题型01 糖类的组成和分类知识积累
1.结构与组成
从分子结构上看,糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。糖类是由碳、氢、氧三种元素组成的有机化合物,其组成大多以通式Cm(H2O)n表示,所以糖类也叫碳水化合物。
2.分类
(1)单糖:凡是不能水解的糖称为单糖。如葡萄糖、果糖、核糖和脱氧核糖等。
(2)寡糖(低聚糖):1 mol糖水解后能产生2~10_mol单糖的称为寡糖或低聚糖。若水解生成2 mol单糖,则称为二糖,常见的二糖有麦芽糖、乳糖和蔗糖等。
(3)多糖:1 mol糖水解后能产生10_mol以上单糖的称为多糖,如淀粉、纤维素和糖原等。
【典例1】从分子结构上看,糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。据此分析下列物质中属于糖类的是
A.CH2OH(CHOH)2CHO
B.CH3CH(OH)CH2CHO
C.
D.
【答案】A
【详解】根据糖类的定义可以看出,A项是多羟基醛属于糖类;B项是单羟基醛,C、D项是多羟基酸,它们不属于糖类。
【变式1-1】《尚书·洪范篇》有“稼稿作甘”之句,“甘”即饴糖。饴糖的主要成分是一种二糖,1mol该二糖完全水解可生成2mol葡萄糖。饴糖的主要成分是
A.淀粉 B.纤维素 C.果糖 D.麦芽糖
【答案】D
【详解】淀粉、纤维素是多糖,果糖是单糖,1mol麦芽糖完全水解可生成2mol葡萄糖,因此饴糖的主要成分是麦芽糖。
答案选D。
【变式1-2】葡萄糖是单糖的主要原因是
A.在糖类中含碳原子数最少 B.不能水解生成更简单的糖
C.分子结构中只有一个醛基 D.能与新制Cu(OH)2悬浊液反应
【答案】B
【解析】糖类物质分为单糖、低聚糖、多糖,是按照能否水解为更简单的糖来分类的,而不是以官能团和碳原子数目的多少分类的。单糖不能再水解,而低聚糖、多糖都可以再水解。
【变式1-3】下列关于糖类的叙述正确的是
①含有碳、氢、氧三种元素的有机化合物属于糖类 ②糖类是碳和水的化合物,又称碳水化合物
③凡是能溶于水且具有甜味的物质都属于糖类
④糖类是多羟基醛或多羟基酮及能水解生成它们的物质 ⑤符合Cm(H2O)n的有机物都是糖类
A.①② B.③⑤ C.④ D.①④
【答案】C
【详解】①糖类含有碳、氢、氧三种元素,但含有碳、氢、氧三种元素的化合物的种类很多,如醇、醛、羧酸等,所以不能用“含有碳、氢、氧”来定义糖类,①错误;
②大多数糖类化合物可用通式Cm(H2O)n表示,但是糖类不是碳和水的化合物,②错误;
③有甜味的物质不一定是糖类,糖类也不一定有甜味,③错误;
④糖类是多羟基醛或多羟基酮及能水解生成它们的物质, ④正确;
⑤大多数糖类化合物可用通式Cm(H2O)n表示,有些糖的分子式并不符合Cm(H2O)n,符合Cm(H2O)n通式的物质不一定都是糖类化合物,⑤错误;
综上所述,正确的有④,故选C。
题型02 单糖
知识积累
1.葡萄糖与果糖
分子式
结构简式
官能团
二者关系
葡萄糖
C6H12O6
CH2OH(CHOH)4CHO
—OH、—CHO
互为同分异构体
果糖
C6H12O6
CH2OH(CHOH)3
COCH2OH
、—OH
2.葡萄糖的主要性质
(1)CH2OH(CHOH)4CHO+H2CH2OH(CHOH)4CH2OH(醛基,还原反应)
(2)CH2OH(CHOH)4CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O(醛基,氧化反应)
(3)CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O(醛基,氧化反应)
(4)C6H12O6+6O26CO2+6H2O(生理氧化,提供能量)
(5)
3.核糖与脱氧核糖
核糖与脱氧核糖分别是生物体的遗传物质核糖核酸(RNA)与脱氧核糖核酸(DNA)的重要组成部分,它们都是含有5个碳原子的单糖——戊糖。
核糖的结构简式:
CH2(OH)CH(OH)CH(OH)CH(OH)CHO;
脱氧核糖的结构简式:
CH2(OH)CH(OH)CH(OH)CH2CHO。
【典例2】下列关于葡萄糖和果糖的说法错误的是
A.葡萄糖中不含醛基,而果糖中含有醛基
B.葡萄糖和果糖都能与H2在一定条件下作用生成己六醇
C.葡萄糖与乙酸作用生成葡萄糖五乙酸酯
D.葡萄糖和果糖都是单糖,互为同分异构体
【答案】A
【详解】A.果糖中不含有醛基,葡萄糖中含有醛基,A错误;
B.葡萄糖分子中含有5个—OH和1个—CHO,果糖分子中含有5个—OH和1个,醛基和羰基都能与H2发生加成反应,生成己六醇,B正确;
C.葡萄糖分子中含有5个—OH,能与乙酸作用生成葡萄糖五乙酸酯,C正确;
D.葡萄糖和果糖都是单糖,分子式均为C6H12O6,结构不同,二者互为同分异构体,D正确。
【变式2-1】已知葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,由此得知葡萄糖不能发生的反应是
①加成 ②还原 ③与Na反应生成H2 ④氧化 ⑤取代 ⑥水解
A.①②③ B.③⑤ C.⑥ D.①②④⑥
【答案】C
【分析】CH2OH(CHOH)4CHO中既有—OH又有—CHO,故既具有醇的性质又具有醛的性质。
【详解】因含有醛基,可以发生加成反应、还原反应、氧化反应;因含有羟基,可以发生氧化反应、可以与Na发生反应生成H2,;含有烷基,可以发生取代反应,而它属于单糖,故不能发生水解反应。故答案选C。
【变式2-2】我国科学家开发出的一种新型催化剂能实现CO2转化为葡萄糖和脂肪。下列说法正确的是
A.CO2和H2制乙酸反应的原子利用率为100%
B.葡萄糖分子中含两种官能团:羟基和醛基
C.脂肪是高分子化合物
D.葡萄糖和脂肪在一定条件下都能发生水解反应
【答案】B
【详解】A.2CO2+4H2CH3COOH+ 2H2O,反应中有水生成,原子利用率不是100%,故A错误;
B.葡萄糖为单糖,含羟基和醛基两种官能团,故B正确;
C.脂肪属于油脂,不是高分子化合物,故C错误;
D.葡萄糖为单糖,不能发生水解反应,故D错误;
故选:B。
【变式2-3】糖尿病患者的糖代谢功能紊乱,其血液和尿液中的葡萄糖含量会超出正常范围。下列叙述错误的是
A.葡萄糖的分子式是C6H10O5
B.可用银氨溶液来检测糖尿病人尿液中的葡萄糖
C.食物中的淀粉在人体内水解的最终产物是葡萄糖
D.控制高热量食品的摄入和增加体育活动,可预防糖尿病的发生
【答案】A
【详解】A.葡萄糖是多羟基的醛,其分子式是C6H12O6,故A错误;
B.葡萄糖是多羟基的醛,醛基能和银氨溶液发生银镜反应,所以能用银氨溶液来检测糖尿病人尿液中的葡萄糖,故B正确;
C.淀粉属于多糖,在人体内酶的作用下发生水解,水解的最终产物是葡萄糖,故C正确;
D. 控制高热量食品的摄入和增加体育活动,可促进糖代谢,从而预防糖尿病的发生,故D正确;
故答案:A。
题型03 二糖
知识积累
1.来源、用途及物理性质
类别
蔗糖
麦芽糖
分子式
C12H22O11
C12H22O11
物理性质
无色晶体,易溶于水,有甜味
白色晶体,易溶于水,有甜味
来源
甘蔗、甜菜
发芽的谷粒和麦芽
用途
甜味剂
制饴糖
联系
互为同分异构体
2.化学性质——水解反应
蔗糖、麦芽糖都能发生水解反应,化学方程式为
【典例3】麦芽糖主要存在于发芽的谷粒中,其中α-D-(+)-麦芽糖的结构如图所示,下列相关说法正确的是
A.麦芽糖是一种常见的低聚糖
B.如图麦芽糖分子结构中无醛基,因此属于非还原性糖
C.麦芽糖由一分子葡萄糖和一分子果糖脱水缩合形成
D.将麦芽糖水解液调至碱性后,可发生银镜反应,证明部分麦芽糖发生了水解
【答案】A
【详解】A.1分子麦芽糖能水解出2分子单糖,麦芽糖是一种常见的低聚糖,故A正确;
B.麦芽糖中含有醛基,是还原性糖,故B错误;
C.麦芽糖由2分子葡萄糖脱水缩合形成的,故C错误;
D.麦芽糖水解生成葡萄糖,麦芽糖和葡萄糖都能在碱性条件下发生银镜反应,所以有银镜现象的出现,无法确定麦芽糖是否水解,故D错误。
【变式3-1】蔗糖中滴加浓硫酸,会有以下一系列变化:首先蔗糖发黑,之后固体体积膨胀,并产生刺激性气味的气体。下列关于该过程的分析不正确的是
A.蔗糖发黑体现了浓硫酸的脱水性
B.产生刺激性气味的气体的过程中体现了浓硫酸的强氧化性
C.蔗糖在稀硫酸水浴加热条件下发生水解只能生成葡萄糖
D.刺激性气味的气体能使品红溶液褪色
【答案】C
【详解】A.浓硫酸具有脱水性,能将有机物分子中的H原子和O原子按个数比2∶1的比例脱除,蔗糖中加入浓硫酸,白色固体变黑,体现浓硫酸的脱水性,A分析正确;
B.浓硫酸脱水过程中产生大量气体,使固体体积膨胀,发生反应,产生刺激性气味的气体的过程中体现浓硫酸的强氧化性,B分析正确;
C.蔗糖在稀硫酸作催化剂、水浴加热条件下发生水解反应,生成葡萄糖和果糖,C分析不正确;
D.产生的刺激性气味的气体中含有SO2,能使品红溶液褪色,D分析正确;
故选C。
【变式3-2】以下哪种物质是麦芽糖水解的最终产物
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】麦芽糖的分子式为C12H22O11,麦芽糖水解的最终产物为葡萄糖,葡萄糖的分子式为C6H12O6,葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO;答案选A。
【变式3-3】下列关于蔗糖属于非还原型糖,而其水解产物具有还原性的实验方案的说法中,正确的是
A.验证蔗糖属于非还原型糖的操作顺序:④③
B.验证蔗糖属于非还原型糖的操作顺序:③⑤
C.验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序:①④⑤
D.验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序:①⑤②④⑤
【答案】D
【详解】A.蔗糖属于非还原型糖,不能发生银镜反应,则验证蔗糖属于非还原型糖的操作顺序:④⑤,故A错误;
B.蔗糖属于非还原型糖,不能发生银镜反应,则验证蔗糖属于非还原型糖的操作顺序:④⑤,故B错误;
C.在碱性条件下加银氨溶液,生成光亮的银镜,可说明水解产物具有还原性,则水解后先加NaOH至碱性,再加银氨溶液,则验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序为①⑤②④⑤,故C错误;
D.在碱性条件下加银氨溶液,生成光亮的银镜,可说明水解产物具有还原性,则水解后先加NaOH至碱性,再加银氨溶液,则验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序为①⑤②④⑤,故D正确;
故答案为D。
题型04 多糖——淀粉与纤维素
知识积累
1.相似点
(1)都属于天然有机高分子,属于多糖,分子式都可表示为(C6H10O5)n。
②都能发生水解反应,水解的最终产物都是C6H12O6(葡萄糖)。化学方程式为:
(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6
③都不能发生银镜反应。
2.不同点
①纤维素比淀粉更难水解。
②常温下,淀粉遇单质碘变蓝色,可用于检验淀粉的存在。
5.用途
(1)淀粉可作食物,可用于生产葡萄糖和酒精。
(2)纤维素可用于纺织工业、造纸,制造纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯、黏胶纤维等。
【典例4】下列说法中正确的是
A.碘化钾溶液能使淀粉显蓝色
B.纤维素的水解难于淀粉的水解
C.用淀粉制乙醇仅发生了水解反应
D.淀粉和纤维素都可用(C6H10O5)n表示,但淀粉能发生银镜反应,而纤维素不能
【答案】B
【详解】A.碘化钾溶液不能使淀粉显蓝色,只有碘单质才能使淀粉显蓝色,A项错误;
B.纤维素大多数处于结晶态而难溶于水,纤维素比淀粉更难水解,B项正确;
C.用淀粉制乙醇的过程:淀粉被水解为葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下生成乙醇,其中第一阶段反应是水解反应,第二阶段反应是氧化还原反应,C项错误;
D.淀粉和纤维素都是非还原性糖,都不能发生银镜反应,D项错误;
故答案选B。
【变式4-1】下列关于纤维素的说法中,不正确的是
A.竹笋含有丰富的纤维素,但不能为人体提供能量,因为人体内没有使纤维素水解的酶
B.随着生物酶技术的发展,将来人类也可以像牛一样吃草充饥
C.人体不能分泌出纤维素水解酶,所以不能消化纤维素
D.纤维素在人体内不能水解,所以与人类的营养无关
【答案】D
【详解】A.人体不能分泌出纤维素水解酶,所以不能消化纤维素,故A正确;
B.将来人类可以依靠生物酶技术在人体内合成或口服纤维素水解酶,而将纤维素水解成可供人类直接吸收利用的单糖,故B正确;
C.人体不能分泌出纤维素水解酶,不能消化纤维素,故C正确;
D.纤维素加强胃肠蠕动,具有通便功能,故D错误;
答案选D。
【变式4-2】利用粮食酿酒的过程如图所示,下列说法正确的是
淀粉糊精麦芽糖葡萄糖乙醇
A.温度越高越有利于加快淀粉水解
B.麦芽糖和葡萄糖属于同系物
C.葡萄糖转化成乙醇时被氧化
D.葡萄糖和乙醇均能使酸性溶液褪色
【答案】D
【详解】
A.淀粉水解需要用到液化酶、酶糖化,温度太高酶会失去活性,选项A错误;
B.麦芽糖与葡萄糖所含的官能团数目不同,组成上不符合同系物相差n个的定义,选项B错误;
C.葡萄糖转化成乙醇,碳元素的价态降低,属于被还原,选项C错误;
D.葡萄糖含有羟基和醛基,乙醇含有羟基,均能使酸性溶液褪色,选项D正确;
答案选D。
【变式4-3】中国科研人员在国际上首次实现二氧化碳人工合成淀粉的方法,部分核心反应如下。用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.淀粉与纤维素互为同分异构体
B.DHA难溶于水,易溶于有机溶剂
C.3.0gHCHO与DHA的混合物中含碳原子数为0.1NA
D.第一步反应中,生成1molCH3OH转移电子数为2NA
【答案】C
【详解】A.淀粉与纤维素的链节的分子式相同,但聚合度n不同,则淀粉与纤维素的分子式不同,二者不互为同分异构体,A不正确;
B.DHA分子中含有2个羟基,能与水分子间形成氢键,所以其在水中的溶解度较大,B不正确;
C.DHA的分子式为C3H6O3,最简式为CH2O,与HCHO的最简式相同,则3.0gHCHO与DHA的混合物中,含0.1molCH2O,则含碳原子数为0.1NA,C正确;
D.第一步反应为CO+2H2→CH3OH,转移电子数为4e-,则生成1molCH3OH转移电子数为4NA,D不正确;
故选C。
题型05 检验淀粉水解程度的方法
知识积累
检验淀粉水解程度的方法:
【典例5】检验淀粉水解程度的实验如下:
步骤1:向淀粉溶液中加入稀,加热几分钟,冷却后取少量水解液于一支试管中,向试管加入碘水,溶液显蓝色。
步骤2:另取少量水解液于试管中,加入NaOH溶液至碱性,再加入新制悬浊液加热至沸腾,有砖红色沉淀生成。
下列说法正确的是
A.步骤1如果不加入稀,淀粉就不会发生水解
B.步骤1中的实验现象说明淀粉没有发生水解
C.步骤2中的实验现象说明淀粉的水解产物具有氧化性
D.步骤1和步骤2的实验现象说明淀粉部分发生水解
【答案】D
【详解】A.硫酸是淀粉溶液水解的催化剂,所以步骤1加入稀H2SO4,目的是为了加快淀粉的水解速率,并不是不加入稀淀粉就不会发生水解,A错误;
B.淀粉水解生成葡萄糖,又淀粉遇碘变蓝,可能是因为淀粉部分发生水解,则步骤1中的实验现象不能说明淀粉没有发生水解,B错误;
C.氢氧化铜变为砖红色氧化亚铜沉淀,即铜元素被还原,所以步骤2中的实验现象说明淀粉的水解产物具有还原性,C错误;
D.淀粉水解生成葡萄糖,且葡萄糖能和氢氧化铜作用生成砖红色沉淀,淀粉遇碘变蓝,所以步骤1和步骤2的实验现象说明淀粉部分发生水解,D正确;
故选D。
【变式5-1】某学生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.淀粉具有还原性,含醛基 B.淀粉已完全水解
C.淀粉没有水解 D.淀粉水解产物具有还原性,含醛基
【答案】D
【详解】淀粉为多糖,遇碘变蓝色,淀粉在酸性环境下水解生成葡萄糖,加入氢氧化钠溶液调节溶液呈碱性,再加入碘水,因为碘水能够与氢氧化钠反应,所以不能通过溶液不变蓝说明溶液中不含淀粉。在碱性环境下加入新制的氢氧化铜悬浊液,加热至沸腾,产生砖红色沉淀,说明水解液中含有葡萄糖,则淀粉已经水解,所以通过上述实验能够证明淀粉已经水解,但无法确定是否完全水解。
A.淀粉不含醛基,水解产物葡萄糖具有醛基,故A错误;
B.根据上述分析,淀粉已经水解,但不能确定淀粉已完全水解,故B错误;
C.有银镜生成,说明有葡萄糖生成,说明淀粉已经水解,故C错误;
D.淀粉水解产物能发生银镜反应,说明具有还原性,含醛基,故D正确。
故选D。
【变式5-2】通过实验来验证淀粉水解可生成还原糖包括下列操作过程,这些操作过程正确的顺序是
①取少量淀粉加水制成溶液 ②加热煮沸 ③加入碱液至溶液呈碱性 ④加入新制Cu(OH)2 ⑤加入几滴稀硫酸 ⑥再加热
A.①②⑤⑥④③ B.①⑤②④⑥③
C.①⑤②③④⑥ D.①⑥④⑤③②
【答案】C
【详解】淀粉水解的实验步骤为:取少量纯淀粉加适量水配成溶液;在淀粉溶液中加入3~5滴稀硫酸;将混合液煮沸几分钟、冷却;由于水解完毕生成还原性糖葡萄糖,与新制Cu(OH)2悬浊液发生氧化反应须在碱性条件下,所以,在冷却后的溶液中加入NaOH溶液,调pH至碱性,加入新制Cu(OH)2悬浊液,水浴加热。其实验结果为有砖红色沉淀产生。所以该实验中操作步骤的排列正确顺序为:①⑤②③④⑥,答案选C。
【变式5-3】要检验淀粉的水解程度,提供了以下实验操作过程:①取少量淀粉加水制成溶液、②加热、③加入碱液,中和并呈碱性、④加入银氨溶液、⑤加入几滴稀硫酸、⑥再加热(水浴)、⑦加入几滴碘水。甲、乙、丙三位同学分别做了以下三个实验,指出他们的实验目的或现象:
(1)甲:①→⑤→②→③→④→⑥,现象:无银镜产生。
甲同学的实验结论是________________________________________________________。
(2)乙:①→⑤→②→③→④→⑥,现象:有银镜产生;①→⑤→②→⑦,现象:溶液变蓝。乙同学的实验结论是________________________________________________________。
(3)丙:①→⑤→②→⑦,现象: _______________________________________________。
丙同学的实验结论是证明淀粉已完全水解。
【答案】(1)证明淀粉还没开始水解
(2)证明淀粉已发生水解,但还有剩余
(3)溶液不变蓝
【详解】(1)不存在能发生银镜反应的葡萄糖,故能证明淀粉还没开始水解。(2)有银镜产生,证明淀粉已经水解;溶液变蓝,证明淀粉还有剩余。(3)淀粉已完全水解,加入碘水时溶液不变蓝。
题型06 能与银氨溶液或新制Cu(OH)2反应的物质
知识积累
能与银氨溶液或新制Cu(OH)2反应的物质有:
(1)醛,如HCHO、CH3CHO等。
(2)甲酸(HCOOH)。
(3)甲酸盐,如HCOONa等。
(4)甲酸酯,如HCOOCH3等。
(5)还原糖,如葡萄糖、麦芽糖等。
【典例6】下列物质中,在一定条件下既能发生水解反应,又能发生银镜反应的是
A.蔗糖 B.麦芽糖
C.乙酸乙酯 D.葡萄糖
【答案】B
【详解】A.蔗糖能发生水解反应,但本身无还原性,不能发生银镜反应,A不符合题意;
B.麦芽糖蔗糖能发生水解反应,本身有还原性,能发生银镜反应,B符合题意;
C.乙酸乙酯能发生水解反应,但本身无还原性,不能发生银镜反应,C不符合题意;
D.葡萄糖是单糖,不能发生水解反应,D不符合题意;
故合理选项是B。
【变式6-1】可用于检验葡萄糖分子是否存在醛基的是
①银氨溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③FeCl3溶液 ④新制Cu(OH) 2悬浊液
A.②③ B.①④ C.①③ D.全部
【答案】B
【详解】利用醛基的还原性,选用能发生特征反应的试剂。
【变式6-2】用来证明棉花和淀粉都是多糖的实验方法是
A.放入氧气中燃烧,检验燃烧产物都是CO2和H2O
B.放入银氨溶液中微热,都不发生银镜反应
C.加入浓硫酸后微热,都脱水而变黑
D.分别放入稀酸后煮沸几分钟,用NaOH溶液中和反应后的溶液,再加入新制的Cu(OH)2悬浊液共热,都生成红色沉淀
【答案】D
【详解】A.棉花和淀粉放入氧气中燃烧,检验燃烧产物都是CO2和H2O,不能证明棉花和淀粉都是多糖,故A错误;
B.棉花和淀粉中没有醛基,放入银氨溶液中微热,都不发生银镜反应,不能证明棉花和淀粉都是多糖,故B错误;
C.棉花和淀粉加入浓硫酸后微热,都脱水而变黑,不能证明棉花和淀粉都是多糖,故C错误;
D.多糖在H2SO4存在下水解生成单糖(葡萄糖),再加入新制的Cu(OH)2悬浊液共热时生成Cu2O沉淀,该操作可以证明棉花和淀粉都是多糖,故D正确;
故选D。
【变式6-3】下列糖类物质能与新制Cu(OH)2悬浊液、银氨溶液反应的是
A.麦芽糖 B.蔗糖 C.纤维素 D.淀粉
【答案】A
【解析】麦芽糖分子中含—CHO,为还原性糖。蔗糖、纤维素、淀粉均不是还原性糖。
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