糖类-苏教版高中化学必修2教案设计

第4课时糖类

目标与素养：1.知道糖类的组成、重要性质和主要应用。(宏观辨识与微观探析)2.认识葡萄糖的分子结构和特征反应。(宏观辨识与微观探析)3.能够设计实验确定淀粉水解的产物及水解的程度。(科学探究与创新意识)

一、糖类的组成与物理性质

1．组成：糖类是由C、H、O三种元素组成的一类有机物，其组成大多可以用C n(H2O)m表示，过去曾被称为碳水化合物。

2．常见糖类物质

多糖。

二、葡萄糖的性质

1．生理氧化

1 mol葡萄糖缓慢氧化放出

2 80

3 kJ能量，热化学方程式为C6H12O6(s)＋6O2(g)―→6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－2 803 kJ·mol－1。

2．与银氨溶液反应

3.与新制Cu(OH)2悬浊液反应

实验操作

实验现象 试管内产生了砖红色沉淀

实验结论

葡萄糖具有还原性，能被新制Cu(OH)2悬浊液氧化

4.在酒化酶作用下，葡萄糖转化为乙醇的化学方程式为C 6H 12O 6――→酒化酶

2C 2H 5OH ＋2CO 2↑。 三、淀粉的水解反应及糖类的用途 1．淀粉的主要性质探究

(1)淀粉溶液――――→滴加碘水现象：溶液变蓝，结论：淀粉遇I 2变蓝色。 (2)淀粉溶液―――――――→加入硫酸溶液△(4～5 min )

――→冷却溶液――→分装

→若生成砖红色沉淀，说明淀粉水解生成葡萄糖。

在上述实验中，H 2SO 4的作用是催化剂，加入NaOH 的作用是中和水解液中的H 2SO 4，使溶液呈碱性条件，便于检验产物。

(3)淀粉水解的化学方程式：

。

2．糖类的用途

(1)葡萄糖：用于制镜工业、医药、糖果制造业。

(2)淀粉：人类的营养物质，为人体提供能量，生产葡萄糖，酿酒。 (3)纤维素：生产葡萄糖、制造酒精。 淀粉和纤维素制酒精和醋酸的反应流程如下：

淀粉(纤维素)―――――→一定条件水解

葡萄糖――――→酒化酶

酒精―→乙酸。

在检验淀粉水解产物时，为什么要先加

入NaOH 溶液？

[提示] 中和水解液中的稀硫酸，调节溶液的pH 至碱性，确保下步实验顺利进行。因为葡萄糖与银氨溶液、Cu(OH)2悬浊液的反应是在碱性环境中进行的。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)糖类都能发生水解反应。

( ) (2)淀粉和纤维素均用(C 6H 10O 5)n 表示，二者互为同分异构体。 ( ) (3)葡萄糖溶液和淀粉溶液可利用碘水来鉴别。

( )

(4)葡萄糖发生银镜反应的原因是分子中含有—CHO。( )

[提示](1)×(2)×(3)√(4)√

2．下列有关葡萄糖的说法错误的是( )

A．葡萄糖的分子式是C6H12O6

B．葡萄糖能与新制银氨溶液反应

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

D[葡萄糖的分子式是C6H12O6，A项正确；葡萄糖能与新制银氨溶液反应，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。]

3．将下列糖类与相应的用途连接起来。

(1)葡萄糖A．生产葡萄糖和酒精

(2)蔗糖B．医疗输液

(3)淀粉C．食用白糖、冰糖

(4)纤维素D．加强胃肠蠕动

[答案](1)—B (2)—C (3)—A (4)—D

(1)实验步骤

①在洁净的试管中加入2 mL 2%的AgNO3溶液；

②边振荡试管，边逐滴滴加2%的稀氨水，至析出的沉淀恰好溶解为止；

③滴加1 mL 10%的葡萄糖溶液振荡，水浴加热。

(2)实验现象：可观察到有光亮的银镜生成。

(3)注意事项：做银镜反应时，为了保证能够在试管内壁生成光亮的银镜，需要注意下面几点：

①选用洁净的试管；

②银氨溶液现配现用。配制银氨溶液时，要逐滴将稀氨水加入到硝酸银溶液中，到生成的沉淀刚好完全溶解为止，氨水不要过量；

③水浴加热。

(4)应用：工业上制镜或热水瓶胆镀银。

2．与新制氢氧化铜悬浊液的反应

(1)实验步骤

在洁净的试管里加入2 mL 10%的NaOH溶液，滴加5%的CuSO4溶液4～5滴，再加入2 mL 10%的葡萄糖溶液，加热，观察现象。

(2)实验现象

试管中先出现蓝色溶液，加热后产生砖红色沉淀，它是Cu2O。

(3)注意事项

①氢氧化铜溶液久置容易分解为氧化铜，并且氢氧化铜沉降下来也不利于与葡萄糖接触反应，所以本实验需用新制的氢氧化铜悬浊液；

②在配制时要保证溶液显碱性，一般操作是将硫酸铜溶液往氢氧化钠溶液中滴加出现蓝

色絮状沉淀即可；

③本实验加热煮沸，效果更好。

(4)应用：这个反应的现象明显，常被用来检验病人的尿液中是否含有葡萄糖，以确定病人是否患有糖尿病。

微点拨：(1)含醛基有机物(如葡萄糖)具有还原性，能被氧气、新制Cu(OH)2悬浊液、溴水、酸性高锰酸钾溶液等氧化剂氧化。

(2)葡萄糖和麦芽糖含醛基，能与新制Cu(OH)2悬浊液反应，淀粉和纤维素不含醛基，不能与新制Cu(OH)2悬浊液反应。

(3)含醛基的有机物均能与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀，且反应条件均为碱性环境和加热。

【典例1】实验室做葡萄糖和银氨溶液反应的实验时：

(1)配制银氨溶液时向盛有________溶液的试管中逐滴滴加________溶液，边滴边振荡直到________为止。

(2)加热时应用________加热。

(3)实验结束时用________清洗试管。

(4)下列可用该实验原理检验的是________(填字母)。

A．淀粉和纤维素B．葡萄糖和蔗糖

C．蔗糖和淀粉D．葡萄糖和乙酸乙酯

[解析]配制银氨溶液时应向盛有AgNO3溶液的试管中逐滴滴加稀氨水至最初产生的沉淀恰好溶解为止，葡萄糖的银镜反应采用水浴加热，实验结束时用稀硝酸清洗银镜。发生银镜反应是葡萄糖的特征性质，蔗糖、淀粉、纤维素及乙酸乙酯均不发生此反应。

[答案](1)AgNO3稀氨水沉淀恰好溶解(2)水浴(3)稀硝酸(4)BD

1．下列关于某病人尿糖检验的做法正确的是( )

A．取尿样，加入新制Cu(OH)2悬浊液，观察发生的现象

B．取尿样，加H2SO4中和，再加入新制Cu(OH)2悬浊液，观察发生的现象

C．取尿样，加入新制Cu(OH)2悬浊液，煮沸，观察发生的现象

D．取尿样，加入银氨溶液，观察发生的现象

C[葡萄糖的检验应在碱性条件下与新制Cu(OH)2悬浊液共热，或与银氨溶液共热。]

(1)水解规律

(2)水解条件

蔗糖、淀粉的水解均用稀硫酸作催化剂，并且水浴加热。

2．淀粉水解程度的判断

实验流程

3．实验现象及结论

情况现象A 现象B 结论

①溶液呈蓝色未产生砖红色沉淀未水解

②溶液呈蓝色出现砖红色沉淀部分水解

③溶液不呈蓝色出现砖红色沉淀完全水解

(1)检验淀粉时，必须直接取水解液加入碘水，不能取中和液，因为碘能与NaOH溶液反应。

(2)淀粉的水解实验是用稀硫酸作催化剂，而银镜反应或与新制Cu(OH)2反应的实验必须在碱性条件下进行，所以检验淀粉的水解产物前应先加入NaOH溶液至溶液呈碱性。

【典例2】为检验淀粉水解的情况，进行如下图所示的实验，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。

甲乙丙

实验1：取少量甲中溶液，加入新制氢氧化铜，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加碘

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

C[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正确；用新制Cu(OH)2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并加热，C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，加热即可出现预期现象，D正确。]

检验淀粉水解程度的实验中常出现的两个错误

(1)未用NaOH溶液中和作催化剂的硫酸

因为淀粉水解最终产物均为葡萄糖，为检验其水解产物或水解程度，通常是利用银氨溶液或新制Cu(OH)2来检验葡萄糖来说明问题的，而葡萄糖这两个反应均是在碱性条件下进行的，所以必须用NaOH溶液将淀粉的水解所用催化剂硫酸中和掉。

(2)在中和液中滴加碘水来检验淀粉

因为中和液中NaOH过量，而过量NaOH会消耗I2，影响淀粉的检验，所以应在水解液中加碘水。

2．为了检验淀粉水解产物，某学生设计了如下实验方案： 淀粉液――→试剂1①△水解液――→试剂2②混合液――→试剂3③△砖红色沉淀

回答下列问题：

(1)试剂1是________，作用是__________________。 (2)试剂2是________，作用是__________________。

如果实验过程中没有加入试剂2而直接加入试剂3，能否实现实验目的________(填“能”或“不能”)，若不能，其原因是___________________________(若能，此题不答)。

(3)如何检验第①步实验已基本完成____________________。

[解析] 淀粉在稀硫酸作用下水解生成葡萄糖，葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液加热至沸腾产生砖红色沉淀。但葡萄糖与新制Cu(OH)2须在碱性环境中反应，即需要中和水解液中的H 2SO 4。

[答案] (1)稀硫酸 催化剂

(2)NaOH溶液中和H2SO4不能H2SO4与新制Cu(OH)2反应生成CuSO4和水，CuSO4与葡萄糖不反应

(3)向水解液中滴入几滴碘水，观察溶液是否变蓝色

1．葡萄糖的结构简式为CH2OH—CHOH—CHOH— CHOH—CHOH—CHO，其对应的性质中不正确的是( )

A．与钠反应放出氢气

B．可与乙酸发生酯化反应

C．能发生银镜反应

D．可使小苏打溶液冒出气泡

D[葡萄糖分子中含有羟基，故能与钠反应放出氢气；与乙酸发生酯化反应；在碱性加热条件下，能发生银镜反应；无羧基，所以不与NaHCO3反应，D错误。]

2．下列说法不正确的是( )

A．葡萄糖不可能由纤维素制取

B．葡萄糖在酒化酶作用下转化为乙醇和二氧化碳

C．葡萄糖是人体能量的重要来源

D．淀粉水解的最终产物是葡萄糖

A[葡萄糖可由淀粉水解生成，在催化剂作用下可分解为乙醇和CO2，在人体中发生缓慢氧化，提供人体活动所需要的能量。纤维素在一定条件下水解可制取葡萄糖。] 3．青苹果不如熟苹果甜，某学生在探究实验中发现，青苹果汁遇碘溶液显蓝色，熟苹果汁能与新制Cu(OH)2悬浊液反应，这说明( )

A．青苹果汁中只含淀粉不含葡萄糖

B．苹果转熟时葡萄糖聚合成淀粉

C．苹果转熟时淀粉水解为葡萄糖

D ．熟苹果汁中只含葡萄糖不含淀粉

C [由题给实验现象可知，青苹果汁中含淀粉，熟苹果汁中含葡萄糖。] 4．下列关于淀粉和纤维素的叙述中不正确的是( ) A ．它们的通式都是(C 6H 10O 5)n ，二者互为同分异构体 B ．它们都是混合物

C ．它们都可以发生水解，其最终产物都是葡萄糖

D ．它们都是天然高分子化合物

A [通式相同，但通式中n 不同，不是同分异构体，是混合物，属于高分子化合物。] 5．分别取1 mol 葡萄糖进行下列实验：

(1)与足量的金属钠反应，产生的氢气在标准状况下的体积是________L 。 (2)与醋酸反应生成酯，从理论上讲完全酯化需________g 醋酸。

(3)若使之全部转化为CO 2和H 2O ，所需氧气的体积在标准状况下为________L ，反应的化学方程式为_______________________。

(4)与新制的Cu(OH)2反应的现象是__________________。

[解析] (1)1 mol 葡萄糖中含有5 mol 羟基，与足量的金属钠反应，产生2.5 mol 氢气，标准状况下的体积是56 L 。

(2)1 mol 葡萄糖中含有5 mol 羟基，可以与5 mol 醋酸发生酯化反应，故完全酯化所需醋酸的质量为5 mol×60 g·mol －1＝300 g 。

(3)葡萄糖燃烧的化学方程式为C 6H 12O 6＋6O 2――→点燃

6CO 2＋6H 2O,1 mol 葡萄糖完全燃烧所需氧气为6 mol ，标准状况下体积为134.4 L 。

(4)葡萄糖与新制的Cu(OH)2在加热条件下反应生成砖红色的Cu 2O 沉淀。

[答案] (1)56 (2)300 (3)134.4 C 6H 12O 6＋6O 2――→点燃6CO 2＋6H 2O (4)生成砖红色沉淀