6 dạng bài tập Saccarozo, Tinh bột, Xenlulozo trong đề thi Đại học có giải chi tiết - Hoá 12     

- Đisaccarit:

   + Saccarozơ: C₁₂H₂₂O₁₁ gồm gốc α-glucozơ và gốc β-fructozơ liên kết với nhau, không có tính khử ( Không tác dụng với AgNO₃/NH₃; Cu(OH)₂ đun nóng)

   + Mantozơ: C₁₂H₂₂O₁₁ gồm 2 gốc α-glucozơ liên kết với nhau; có tính khử ( tác dụng với AgNO₃/NH₃; Cu(OH)₂ đun nóng)

- Polisaccarozơ:

   + Tinh bột: (C₆H₁₀O₅)_n là hỗn hợp 2 polisaccarozơ: amilozơ ( không nhánh) và amilopectin ( phân nhánh). Mắt xích là α-glucozơ

   + Xenlulozơ: (C₆H₁₀O₅)_n, mắt xích là β- glucozơ, không nhánh, không xoắn

Dạng 1: Thủy phân saccarozơ và mantozơ

Phương pháp :

Ví dụ 1 : Thủy phân hoàn toàn 6,48g Saccarozơ rồi chia làm 2 phần bằng nhau:

Phần 1: Cho tác dụng với AgNO₃/NH₃ thu được a g kết tủa

Phần 2: Cho tác dụng với nước brom thấy b mol brom phản ứng.

Gía trị của a, b lần lượt là:

A. 4,32 và 0,02    B. 2,16 và 0,04    C. 2,16 và 0,02    D. 4,32 và 0,04

Hướng dẫn giải :

n_Saccarozơ = 0,02 mol

⇒ Mỗi phần có 0,01mol glucozơ và 0,01 mol Fructozơ

Phần 1: n_Ag = 2(n_Glucozơ + n_Fructozơ) = 0,04 mol ⇒ a = 0,04.108 = 4,32g

Phần 2: Cho tác dụng với Br₂ chỉ có glucozơ tham gia phản ứng

n_glucozơ = n_Br2 = 0,02 mol = b

→ Đáp án A

Ví dụ 2 : Thuỷ phân hỗn hợp gồm 34,2 gam saccarozơ và 68,4 gam mantozơ một thời gian thu được dung dịch X (hiệu suất phản ứng thủy phân mỗi chất đều là 75%). Khi cho toàn bộ X tác dụng với một lượng dư dung dịch AgNO₃ trong NH₃, sau phản ứng số mol Ag thu được là:

A. 0,90 mol    B. 1,00 mol    C. 0,85 mol    D. 1,05 mol

Hướng dẫn giải :

Có n_saccarozo = 0,1 mol , n_mantozo = 0,2 mol

Saccarozơ → Glucozơ + Fructozơ

0,1 mol

Mantozơ → 2Glucozơ

0,2 mol

Với H= 75% thì dung dịch X thu được chứa:

n_Glucozơ = 0,1.0,75 + 2.0,2.0,75 = 0,375 mol

n_Fructozơ = 0,1.0,75 = 0,075 mol

n_Saccarozơ dư = 0,025 mol

n_{Mantozơ dư} = 0,05 mol

Khi cho X tác dụng với dung dịch AgNO₃/NH₃

⇒ n_Ag = 2n_Glucozo + 2n_fructozo + 2n_mantozo dư = 2. ( 0,375+ 0,075 + 0,05) = 1 mol

→ Đáp án B

Ví dụ 3 : Đun nóng 34,2 gam mantozơ trong dung dịch axit sunfuric loãng. Trung hòa dung dịch thu được sau phản ứng bằng dung dịch NaOH rồi cho tác dụng hoàn toàn với dung dịch AgNO₃/NH₃ dư, đun nóng thu được 37,8 gam Ag. Hiệu suất của phản ứng thủy phân mantozơ

A. 87,5%    B. 69,27%    C. 62,5%    D. 75,0%

Hướng dẫn giải :

H% = a (%) ⇒ n_Glu = 2a.0,1=0,2a;

n_mantozơ = 0,1(1 – a) = 0,1 – 0,1a

n_Ag = 2(n_Glu + n_man) = 2.( 0,1 + 0,1a) = 0,35 ⇒ a = 0,75

⇒ H% = 75%

→ Đáp án D

Dạng 2: Thủy phân tinh bột, xenlulozơ

Phương pháp :

Ví dụ 1 : Hỗn hợp X gồm glucozơ và tinh bột được chia thành hai phần bằng nhau. Phần thứ nhất được khuấy trong nước, lọc và cho nước lọc phản ứng với dung dịch AgNO₃ dư/NH₃ thấy tách ra 2,16 gam Ag. Phần thứ hai được đun nóng với dung dịch H₂SO₄ loãng, trung hòa hỗn hợp thu được bằng dung dịch NaOH rồi cho sản phẩm tác dụng với dung dịch AgNO₃ (dư)/NH₃ thấy tách ra 6,48 gam Ag. Giả sử các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Hỗn hợp ban đầu có % khối lượng glucozơ và tinh bột lần lượt là

A. 35,29 và 64,71.    B. 64,71 và 35,29.

C. 64,29 và 35,71.    D. 35,71 và 64,29.

Hướng dẫn giải :

Gọi số mol glucozơ và tinh bột trong mỗi phần là:

n_glucozơ = a mol; n_{tinh bột} = b mol.

- Phần 1: 1glucozơ → 2Ag

n_Ag = 2n_glucozơ = 2a = 0,02 mol ⇒ a = 0,01 mol

- Phần 2:

⇒ n_{Gucozơ sinh ra} = n_b mol

Σn_glucozơ = 0,01+nb (mol)

n_Ag = 2n_glucozơ = 2 × (0,01 + n_b)= 0,06 mol.

⇒ n_b = 0,02 ⇒ b = 0,02/n

m_glucozơ = 0,01 × 180 = 1,8 gam; n_{tinh bột} = 0,02/n × 162n = 3,24 gam.

%m_glucozơ = 1,8 : ( 1,8 + 3,34).100% = 35,71%

%m_{tinh bột} = 100% - 35,71% = 64,29%

→ Đáp án D

Ví dụ 2: Để sản xuất ancol etylic, người ta dùng nguyên liệu là mùn cưa và vỏ bào từ gỗ chứa 50% xenlulozơ. Nếu muốn điều chế 1 tấn ancol etylic, hiệu suất quá trình là 70% thì khối lượng nguyên liệu cần dùng là:

A. 2000kg    B. 4200kg    C. 5000kg    D. 5300kg

Hướng dẫn giải :

→ Đáp án C

Ví dụ 3: Đem thủy phân 1kg khoai chứa 20% tinh bột trong môi trường axit. Nếu hiệu suất phản ứng là 75% thì lượng glucozơ thu được là:

A. 166,67g

B. 145,70g

C. 210,00g

D. 123,45g

Hướng dẫn giải :

→ Đáp án A

Dạng 3: Xenlulozơ tác dụng với HNO3 tạo xenlulozơ nitrat

Phương pháp :

[C₆H₇O₂(OH₃]_n + 3nHNO₃ → [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]n + 3H₂O

162n       3n.63       297n

Ví dụ 1 : Xenlulozơ trinitrat được điều chế từ xenlulozơ và axit nitric đặc có xúc tác axit sunfuric đặc, nóng. Để có 29,7 kg xenlulozơ trinitrat, cần dùng m kg axit, hiệu suất 90%. Gía trị của m là:

A. 42kg    B. 30kg    C.10kg    D. 21kg

Hướng dẫn giải :

→ Đáp án D

Ví dụ 2 : Từ 16,20 tấn xenlulozơ người ta sản xuất được 26,73 tấn xenlulozơ trinitrat. Hiệu suất của phản ứng là:

A. 75%    B. 80%    C. 85%    D. 90%

Hướng dẫn giải :

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n → [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]_n

162n → 297n (tấn)

16,20 → 16,20. 297n/162n = 29,7

H% = 26,73/29,7 .100% = 90%

→ Đáp án D

Dạng 4: Xác định số mắt xích của polisaccarit

Phương pháp :

n = Phân tử khối trung bình : M_C6H10O5

Ví dụ 1: Biết khối lượng phân tử trung bình của PVC và xenlululozơ lần lượt là 250000 và 1620000. Hệ số polimehoá của chúng lần lượt là:

A. 6200và 4000

B.4000 và 2000

C. 400và 10000

D. 4000 và 10000

Hướng dẫn giải :

(CH₂ –CHCl)_n ⇒ n = 250000 : 62,5 = 4000

(C₆H₁₀O₅)_n ⇒ n = 1620000 : 162 = 10000

→ Đáp án D

Ví dụ 2: Tinh bột có phân tử khối từ 200000 đến 1000000 đvc. Số mắt xích trong phân tử tinh bột ở vào khoảng:

A. Từ 2000 đến 6000

B. Từ 600 đến 2000

C. Từ 1000 đến 5500

D. Từ 1000 đến 6000

Hướng dẫn giải :

(C₆H₁₀O₅)_n

Khoảng của n: 200000/162 đến 1000000/162 ⇒ 1000 đến 6000

→ Đáp án D

Dạng 5: Tổng hợp đường glucozơ và tinh bột ở cây xanh

Ví dụ 1 : Phản ứng tổng hợp Glucozơ trong cây xanh cần được cung cấp năng lượng 2813 kJ cho mỗi mol Glucozo tạo thành

6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + O₂

Nếu trong 1 phút mỗi cm² lá xanh nhận được khoảng 2,09 J năng lượng từ mặt trời nhưng chỉ có 10% được sử dụng vào phản ứng tổng hợp glucozo . Với 1 ngày nắng ( từ 6h - 17h) diện tích lá xanh là 1 m², lượng Glucozo tổng hợp được là bao nhiêu ?

A. 88,26 gam     B. 88,32 gam    C. 90,26 gam    D. 90,32 gam

Hướng dẫn giải :

6h -17h = 11h = 660p

1 phút mỗi cm² nhận 2,09J năng lượng từ mặt trời

⇒ Trong 660p, 1m² lá xanh nhận được: 2,09. 104. 660 = 13794000J = 13794KJ

Mà chỉ có 10% sử dụng vào phản ứng tổng hợp glucozơ

⇒ Năng lượng nhận được cho phản ứng tổng hợp glucozơ:

13794 . 10% = 1379,4KJ

Để tổng hợp 1 mol glucozơ cần 2813 KJ

⇒ m glucozơ = (1379,4 : 2813).180 = 88,26g

→ Đáp án A

Ví dụ 2 : Để quang hợp được 162g tinh bột cần bao nhiêu thể tích không khí ( ở đktc). Biết CO₂ chiếm 0,03% thể tích không khí

A.224m³    B.448m³     C.672m³    D.896m³

Hướng dẫn giải :

→ Đáp án B

Dạng 6: Hiệu suất điều chế các hợp chất từ saccarit

Phương pháp :

Ví dụ 1: Từ 180 gam glucozơ, bằng phương pháp lên men rượu, thu được a gam ancol etylic (hiệu suất 80%). Oxi hóa 0,1a gam ancol etylic bằng phương pháp lên men giấm, thu được hỗn hợp X. Để trung hòa hỗn hợp X cần 720 ml dung dịch NaOH 0,2M. Hiệu suất quá trình lên men giấm là

A. 20%.    B. 10%.    C. 80%.    D. 90%.

Hướng dẫn giải :

n_C6H12O6 = 180/180 = 1 mol

⇒ n_C2H5OH = 2.1.80% = 1,6 mol = a

⇒ Có 0,16 mol C2H5OH tham gia phản ứng lên men giấm

C₂H₅OH + O₂ → CH₃COOH + H₂O

        0,16 →             0,16 (mol)

Trung hòa hỗn hợp này cần 720 ml NaOH 0,2 M

n_CH3COOH thực tế = n_NaOH = 0,2.0,72 = 0,144 mol

H% = 0,144/0,16 .100% = 90%

→ Đáp án D

Ví dụ 2: Thể tích dung dịch HNO₃ 67,5% (khối lượng riêng là 1,5 g/ml) cần dùng để tác dụng với xenlulozơ tạo thành 89,1 kg xenlulozơ trinitrat là (biết lượng HNO₃ bị hao hụt là 20%)

A. 55 lít.    B. 81 lít.    C. 49 lít.    D. 70 lít.

Hướng dẫn giải :

Ta có hiệu suất phản ứng: H% = 100 - 20 =80 %

⇒ m_HNO3 = 70875 (g) ⇒ m_{dung dịch} = 70875 : 67,5% = 105000 ml

V_{dung dịch} = 105000 : 1,5 = 70000(ml) = 70 (lít)

→ Đáp án D

Ví dụ 3 : Có thể tổng hợp ancol etylic từ CO₂ theo sơ đồ sau:

CO₂ → Tinh bột → Glucozơ → ancol etylic

Tính thể tích CO₂ sinh ra kèm theo sự tạo thành ancol etylic nếu CO₂ lúc đầu dùng là 1120 lít (đktc) và hiệu suất của mỗi quá trình lần lượt là 50%; 75%; 80%.

A. 373,3 lít     B. 280,0 lít    C. 149,3 lít    D. 112,0 lít

Hướng dẫn giải :

Ta có sơ đồ phản ứng: 

H% chung = 50%.75%.80% = 30%

Nhìn vào sơ đồ phản ứng ta thấy : n_CO2 ban đầu = 3n_C2H5OH = 3n_CO2 sinh ra

⇒V_CO2 = 1/3 .1120 .30% =112 lít

→ Đáp án D