Номер 6, страница 93 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

6. Некоторое вещество с гидроксидом меди(II) образует ярко-синий раствор, а при дальнейшем нагревании — красный осадок. Это вещество

1) сахароза

2) фруктоза

3) сорбит

4) глюкоза

В условии задачи описаны две последовательные качественные реакции, анализ которых позволяет определить искомое вещество.

Первая стадия — образование ярко-синего раствора при взаимодействии с гидроксидом меди(II) ($Cu(OH)_2$). Эта реакция является качественной на многоатомные спирты, у которых гидроксильные группы (–OH) расположены у соседних атомов углерода. Все предложенные вещества — сахароза, фруктоза, сорбит и глюкоза — являются многоатомными спиртами, поэтому все они образуют с $Cu(OH)_2$ растворимый комплекс ярко-синего цвета. Следовательно, на основании первой стадии сделать однозначный выбор невозможно.

Вторая стадия — образование красного осадка при дальнейшем нагревании. Это качественная реакция на альдегидную группу (–CHO). Вещества, содержащие такую группу (или способные ее образовывать в условиях реакции), называются восстанавливающими. При нагревании они окисляются, а ион меди(II) ($Cu^{2+}$) восстанавливается до оксида меди(I) ($Cu_2O$), который представляет собой нерастворимое вещество красного цвета. Проанализируем предложенные варианты с этой точки зрения.

1) сахароза. Сахароза является невосстанавливающим дисахаридом. В ее молекуле нет свободной альдегидной группы, поэтому она не вступает в реакцию окисления с $Cu(OH)_2$ при нагревании. Этот вариант не подходит.

2) фруктоза. Фруктоза — это кетоза (содержит кето-группу). В щелочной среде, создаваемой реагентом, фруктоза способна изомеризоваться в альдозы (глюкозу и маннозу), которые содержат альдегидную группу. Поэтому фруктоза является восстанавливающим сахаром и дает красный осадок при нагревании, то есть соответствует условию.

3) сорбит. Сорбит — это шестиатомный спирт, продукт восстановления глюкозы. В его молекуле отсутствуют карбонильные (альдегидная или кетонная) группы, поэтому он не может окисляться и не дает красного осадка. Этот вариант не подходит.

4) глюкоза. Глюкоза — это альдоза (содержит альдегидную группу в своей ациклической форме). Она является классическим примером восстанавливающего сахара и напрямую вступает в реакцию окисления с гидроксидом меди(II) при нагревании, образуя красный осадок $Cu_2O$. Уравнение реакции:
$CH_2OH(CHOH)_4CHO + 2Cu(OH)_2 \xrightarrow{t^\circ} CH_2OH(CHOH)_4COOH + Cu_2O\downarrow + 2H_2O$
Этот вариант полностью соответствует условию.

Таким образом, оба вещества — и глюкоза, и фруктоза — удовлетворяют обоим условиям задачи. Однако глюкоза является альдозой и вступает в реакцию напрямую, в то время как кетоза-фруктоза реагирует опосредованно, через изомеризацию. В тестовых заданиях с единственным выбором глюкоза считается наиболее точным и классическим ответом, поскольку она непосредственно содержит альдегидную группу.

Ответ: 4) глюкоза