Question

（2011?江西）【化學--選修2：化學與技術】
普通紙張的主要成分是纖維素，在早期的紙張生產中，常采用紙張表面涂敷明礬的工藝，以填補其表面的微孔，防止墨跡擴散．請回答下列問題：
（1）人們發現紙張會發生酸性腐蝕而變脆、破損，嚴重威脅紙質文物的保存．經分析檢驗，發現酸性腐蝕主要與造紙中涂敷明礬的工藝有關，其中的化學原理是

明礬水解產生酸性環境，在酸性條件下纖維素水解，使高分子鏈斷裂

；為了防止紙張的酸性腐蝕，可在紙漿中加入碳酸鈣等添加劑，該工藝原理的化學（離子）方程式為

CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O

．
（2）為了保護這些紙質文物，有人建議采取下列措施：
①噴灑堿性溶液，如稀氫氧化鈉溶液或氨水等．這樣操作產生的主要問題是

過量的堿同樣可能會導致纖維素水解，造成書籍污損

；
②噴灑Zn（C₂H₅）₂．Zn（C₂H₅）₂可以與水反應生成氧化鋅和乙烷．用化學（離子）方程式表示該方法生成氧化鋅及防止酸性腐蝕的原理

Zn（C₂H₅）₂+H₂O=ZnO+2C₂H₆↑

、

ZnO+H⁺=Zn²⁺+H₂O

．
（3）現代造紙工藝常用鈦白粉（TiO₂）替代明礬．鈦白粉的一種工業制法是以鈦鐵礦（主要成分為FeTiO₃）為原料按下列過程進行的，請完成下列化學方程式：
①

2

FeTiO₃+

6

C+

7

Cl₂

900℃  .

2

TiCl₄+

2

FeCl₃+

6

CO
②

1

TiCl₄+

1

O₂

1000-1400℃  .

1

TiO₂+

2

Cl₂．

Answer 1

分析：涂敷明礬呈酸性的原因是明礬中存在Al³⁺的水解，紙張發生酸性腐蝕的原因是纖維素在酸性條件下能發生水解；碳酸鈣能中和H⁺，可防止紙張的酸性腐蝕，反應的離子方程式為CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；纖維素在堿性條件下同樣也能發生水解，因此噴灑堿性溶液同樣也能造成書籍污損；由Zn（C₂H₅）₂與水反應生成氧化鋅和乙烷\、氧化鋅和H⁺反應來分析防止酸性腐蝕的離子方程式；利用電子得失守恒法來配平題給的兩個化學方程式．

解答：解：（1）明礬中鋁離子水解產生氫離子，在酸性條件下纖維素水解，使高分子鏈斷裂，所以紙質會變脆，破損．
故答案為：明礬水解產生酸性環境，在酸性條件下纖維素水解，使高分子鏈斷裂；CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O； 
（2）①纖維素不但能在酸性環境下水解，在堿性條件下同樣水解．過量的堿同樣可能會導致纖維素水解，造成書籍污損．
故答案為：過量的堿同樣可能會導致纖維素水解，造成書籍污損；  
②由信息可知：Zn（C₂H₅）₂可以與水反應生成氧化鋅和乙烷，其實反應原理相可看成鋅結合水電離出來的氫氧根，最后變為
氧化鋅和水，則C₂H₅結合氫變為乙烷．氧化鋅可以與酸性溶液反應，從而消耗掉氫離子，起到防止腐蝕的作用．
故答案為 ②Zn（C₂H₅）₂+H₂O=ZnO+2C₂H₆↑；ZnO+H⁺=Zn²⁺+H₂O；
（3）①利用電子得失守恒法有：Cl：0→-1；Fe：+2→+3；C：0→+2
由原子守恒：TiCl₄、FeCl₃前系數同時乘以2，這樣再根據Ti守恒與Fe守恒就可以配平該反應方程式了．
故答案為：2；6；7；2；2；6；   
  ②根據氧氣為氧化劑，1mol氧氣得到2mol電子，生成1mol氯氣失去1mol電子，
故答案為：1；1；1；2．

點評：該題是一個好題，前兩個小題重點考查了鹽類水解的應用．最后一小題考查氧化還原反應．難度是有的，但是符合學生的認知規律，作答起來有突破口．