高中化学淀粉纤维素的教案设计

　　一、破布制糖
　　在一百多年前，便有人做过破布制糖的实验：把破布放进浓度为70%左右的硫酸中，加热一段时间，破布便不见了，被分解成糖——葡萄糖。破布怎么会变成糖呢？
　　原来，破布的主要成分是纤维素。当纤维素受到酸类的作用时，那巨大的分子会发生分裂，形成较小的分子，并且与水相结合，变成糖——葡萄糖。在化学上，这叫作纤维素的＂水解反应＂。纤维素是由碳、氢、氧、三种元素组成的。所不同的是，只是分子中的三种化学元素的比例不一样罢了。
　　破布既然能制糖，那么，破布的兄弟们——含有纤维素的木屑、稻草、麦秆及许多农副产品，当然也能制糖。利用纤维素水解制葡萄糖，如今已成了一项庞大的工业——＂水解工业＂。
　　现在，人们在水解工厂里，先把一些含有纤维素的农副产品晒干、切碎，然后放进耐酸搪瓷缸中，再加入硫酸(一般浓度为62%以上，若用盐酸的话，浓度为39~41%)，不断进行搅拌、加热。经过4~5小时，加水稀释，加入石灰乳中和、过滤，这时的滤液虽是澄清的，但含有杂质，常是棕褐色的。工人们往滤液中加入脱色剂活性炭，滤液一下子便变成无色的了。接着，把滤液加热熬浓，冷却，便析出雪白的晶体——葡萄糖。
　　据统计，1吨干木屑，可以制成650千克葡萄糖！葡萄糖是重要的药剂，也是很重要的化工原料。
　　二、纸——人类文明的重要使者
　　人类的文明和进步离不开纸。纸有各种用途，但主要用于写字、绘画、包装和印刷等。当今社会迅速发展，知识总量急剧增加，纸的需求量越来越大。人类与纸息息相关。纸是人类文明的重要使者之一。
　　我国是世界上首先发明纸的国家。在纸发明以前，我国通常用竹木简或帛做书写材料。但竹木简太笨重，阅读、携带均不方便。据说汉武帝时，文人东方朔向皇帝上了个奏本，竟用了3000片竹简，派了两个人才抬进宫去。丝帛的价格昂贵，非一般人所用得起。东汉的蔡伦，总结了前人造纸的经验，改进了造纸术，于公元105年奏报朝廷。他用树皮、破布、麻头和旧鱼网做造纸原料，经过淘洗、泡沤、舂碎、蒸煮等工序，就可直接加工成纸。纸的质量和产量都高了，使用普遍起来。为了纪念蔡伦的功绩，人们把这种纸叫做＂蔡侯纸＂。更可贵的是，这些原料来源广泛，价钱便宜。现代用木浆造纸，正是受到蔡伦用树皮造纸的启发。
　　蔡伦改进造纸方法的成功，是人类文化史上的一件大事。从此纸开始大量生产，为以后书籍的印刷和文化事业的发展创造了物质条件。我国发明的造纸术，后来传播到世界各地。6世纪时，就传到了朝鲜、越南和日本，之后又经阿拉伯地区传到包括西欧在内的其他各国，为促进人类文明作出了巨大贡献。
　　现代造纸的原料是植物纤维，像芦苇、稻草、麦秸、蔗渣等。为了把植物纤维制成纸浆，可以用机械法(磨碎)或化学处理法。化学处理法又分为亚硫酸盐法、硫酸盐法、烧碱法等，使纤维原料中的非纤维素成分溶解除去而得到化学纸浆。制成纸浆后，再经过漂白、打浆、抄纸(铺成薄层)、烘干而成纸。
　　造纸需大量的`树木，树木砍伐过量，要破坏生态环境。据报载，＂美国木材40%最终成了纸产品，从卫生纸、纸盒到信笺和礼品包装等。光是报纸和杂志每年就耗掉2.5亿棵以上的树木＂。为了减少用木材造纸，美国现在用苎麻(一种生长迅速的植物)、玉米皮、甜菜废弃物和禾秆等混在一起造纸。今后，树木不再是造纸的唯一原料了。
　　我国纸产量居世界第三位，造纸厂上万家。造纸用的植物原料仅约40%用于造出纸浆纸，其余约60%作为废液排入江河，严重污染水体，极大地破坏了饮水资源，并且严重影响造纸工业的发展。造纸黑液的排放是造成我国河流严重污染的一大公害。可喜的是中科院生态研究中心经过八年艰苦努力，终于攻克了草浆造纸黑液污染治理问题，造纸污染问题的解决大有希望。
　　三、人为何不能靠吃草生活？
　　1.草和粮食成分不同：草的主要成分是纤维素，粮食的主要成分是淀粉，前者为β－葡萄糖，后者为α－葡萄糖，二者在结构上虽然差别甚微，只是第一个碳原子上的羟基排列不同，但性质和功能截然不同。
　　2.人的消化液中所含的酶只能使淀粉水解成人体能吸收的葡萄糖，却不能使纤维素水解。
　　3.牛羊的消化系统里寄生了某些微生物，可以分泌使纤维素水解的酶，这种酶可使纤维素迅速水解成葡萄糖。
　　4.目前正研究从木霉菌中提取纤维素酶，以将纤维素转化为葡萄糖，这样就可将纤维素制成饲料和食品。
　　5.农业和林业的下脚料中木质纤维素甚多，它们包含木质素、纤维素和半纤维素。木质素不能被生物催化降解，而且还干扰纤维素的发酵，因此解决木质素的广泛利用问题，将有助于纤维素的转化研究。
　　 综合能力训练题
　　1.在一定条件下，纤维素跟浓HNO3和浓H2SO4的混合酸反应而生成硝酸纤维，该反应的类型属于
　　A.硝化 B.磺化 C.酯化 D.氧化
　　答案：C
　　2.蔗糖3.42 g与淀粉3.24 g混合并完全水解，若生成m g葡萄糖和n g果糖，则m n为
　　A.1 3 B.1 5 C.5 1 D.3 1
　　答案：D
　　3.某种白色粉末状物质A，难溶于冷水，在热水中形成糊状物，滴入碘液即呈蓝色，在一定条件下与水作用生成B。经测定已知B分子中氢、氧原子之比为2 1,碳原子比氢原子数少10个，B的化学式量为342，B能溶于水并发生银镜反应。B在一定条件下水解生成C，C也能发生银镜反应。判断A、B、C各是什么物质？
　　答案：A.淀粉 B.麦芽糖 C.葡萄糖
　　4.用淀粉为原料制取酒精，若有1 kg 含40%淀粉的植物果实，经过反应制得227 g 80%的酒精。淀粉的转化率为________。
　　解析：设转化的淀粉质量为x
　　(C6H10O5)n ~ nC6H12O6 ~ 2nC2H5OH
　　162n 2n 46
　　x 227 g 80%
　　x=320 g
　　转化率=  100%=80%。
　　答案：80%