Question

普通纸张的成分是纤维素，在早期的纸张生产中，常采用纸表面涂敷明矾的工艺，以填补其表面的微孔，防止墨迹扩散，请回答下列问题：

（1）人们发现纸张会发生酸性腐蚀而变脆、破损，严重威胁纸质文物的保存。经分析检验，发现酸性腐蚀主要与造纸中涂敷明矾的工艺有关，其中的化学原理是______。为防止纸张的酸性腐蚀，可在纸浆中加入碳酸钙等添加剂，该工艺原理的化学（离子）方程式为______。

（2）为了保护这些纸质文物，有人建议采取下列措施：

①喷洒碱性溶液，如稀氢氧化钠溶液或氨水等，这样操作产生的主要问题是______。

②喷洒Zn(C₂H₅)₂。Zn(C₂H₅)₂可以与水反应生成氧化锌和乙烷。用化学（离子）方程式表示该方法生成氧化锌及防止酸性腐蚀的原理______。

（3）现代造纸工艺常用钛白粉（TiO₂）替代明矾，钛白粉的一种工业制法是以钛铁矿主要成分（FeTiO₃）为原料按下过程进行的，请完成下列化学方程式

Answer 1

【解析】（1）因为明矾中含有Al^3＋，而Al^3＋水解显酸性，在酸性条件下纤维素会发生水解使高分子链断裂；由于碳酸钙会消耗氢离子而降低溶液的酸性，从而防止纤维素水解，方程式为CaCO₃＋2H^＋=Ca^2＋＋H₂O＋CO₂↑；

（2）①因为纤维素在碱性条件下也会发生水解，同样会造成书籍的污损；

②根据产物可以写出该反应的化学方程式Zn(C₂H₅)₂+ H₂O＝ZnO＋2C₂H₆↑。因为ZnO也可以消耗氢离子，所以也能防止酸性腐蚀，方程式为ZnO＋2H^＋=Zn^2＋＋H₂O。

(3)考察氧化还原方程式的配平，依据电子得失守恒可以配平。

【答案】（1）明矾水解产生酸性环境，在酸性条件下纤维素水解，使高分子链断裂；CaCO₃＋2H^＋=Ca^2＋＋H₂O＋CO₂↑；

（2）①过量的碱同样可能会导致纤维素水解，造成书籍污损；

②Zn(C₂H₅)₂+ H₂O＝ZnO＋2C₂H₆↑、ZnO＋2H^＋=Zn^2＋＋H₂O；

（3）2 6 7 2 2 6； 1 1 1 2