Question

【化学--选修2：化学与技术】
普通纸张的主要成分是纤维素，在早期的纸张生产中，常采用纸张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______；为了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（主要成分为FeTiO₃）为原料按下列过程进行的，请完成下列化学方程式：
①______FeTiO₃+______C+______Cl₂ ______TiCl₄+______FeCl₃+______CO
②______TiCl₄+______O₂______TiO₂+______Cl₂．

Answer 1

【答案】分析：涂敷明矾呈酸性的原因是明矾中存在Al³⁺的水解，纸张发生酸性腐蚀的原因是纤维素在酸性条件下能发生水解；碳酸钙能中和H⁺，可防止纸张的酸性腐蚀，反应的离子方程式为CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；纤维素在碱性条件下同样也能发生水解，因此喷洒碱性溶液同样也能造成书籍污损；由Zn（C₂H₅）₂与水反应生成氧化锌和乙烷\、氧化锌和H⁺反应来分析防止酸性腐蚀的离子方程式；利用电子得失守恒法来配平题给的两个化学方程式．
解答：解：（1）明矾中铝离子水解产生氢离子，在酸性条件下纤维素水解，使高分子链断裂，所以纸质会变脆，破损．
故答案为：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⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O； 
（2）①纤维素不但能在酸性环境下水解，在碱性条件下同样水解．过量的碱同样可能会导致纤维素水解，造成书籍污损．
故答案为：过量的碱同样可能会导致纤维素水解，造成书籍污损；  
②由信息可知：Zn（C₂H₅）₂可以与水反应生成氧化锌和乙烷，其实反应原理相可看成锌结合水电离出来的氢氧根，最后变为
氧化锌和水，则C₂H₅结合氢变为乙烷．氧化锌可以与酸性溶液反应，从而消耗掉氢离子，起到防止腐蚀的作用．
故答案为 ②Zn（C₂H₅）₂+H₂O=ZnO+2C₂H₆↑；ZnO+H⁺=Zn²⁺+H₂O；
（3）①利用电子得失守恒法有：Cl：0→-1；Fe：+2→+3；C：0→+2
由原子守恒：TiCl₄、FeCl₃前系数同时乘以2，这样再根据Ti守恒与Fe守恒就可以配平该反应方程式了．
故答案为：2；6；7；2；2；6；   
  ②根据氧气为氧化剂，1mol氧气得到2mol电子，生成1mol氯气失去1mol电子，
故答案为：1；1；1；2．
点评：该题是一个好题，前两个小题重点考查了盐类水解的应用．最后一小题考查氧化还原反应．难度是有的，但是符合学生的认知规律，作答起来有突破口．