Question

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，该工艺原理的离子方程式为__________。

（2）为了保护这些纸质文物，有人建议采取如下措施：喷洒Zn(C2H5)2。Zn(C2H5)2可以与水反应生成氧化锌和乙烷，生成的氧化锌可以防止酸性腐蚀。用该方法生成氧化锌的化学方程式为__________________。

（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＋O2TiO2＋2Cl2

（4）某新型“纸电池”以碳纳米管和金属锂为两极，造纸用的纤维素在一种离子液体M中溶解作隔离膜，电池工作时的总反应式为xLi＋C（碳纳米管）  LixC，下列有关说法正确的是

A．放电时Li+由正极向负极移动

B．充电池的阳极反应式为LixC－xe－= xLi＋＋ C

C．M可能为羧酸、醇等含活泼氢的有机物

D．锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低

Answer

（1）明矾水解形成酸性环境，在酸性条件下纤维素水解，使高分子链断裂（1分）

CaCO3＋2H＋＝Ca2＋＋CO2↑＋H2O（1分） （2）Zn(C2H5)2＋H2O＝ZnO＋2C2H6↑ （2分）

（3）①2 6 7 2 2 6 （2分） （4）B（2分）

【解析】

试题分析：（1）明矾电离产生的铝离子为弱碱阳离子，水解显酸性，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；碳酸钙能中和氢离子，可防止纸张的酸性腐蚀，反应的离子方程式为CaCO3＋2H＋＝Ca2＋＋CO2↑＋H2O，所以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；

（2）由信息可知：Zn(C2H5)2可以与水反应生成氧化锌和乙烷，化学方程式为：Zn(C2H5)2＋H2O＝ZnO＋2C2H6↑，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。

（3）①令FeTiO3的系数为1，根据Ti原子守恒可知，TiCl4的系数为1，由Fe原子守恒可知FeCl3的系数为1，由O原子守恒可知CO的系数为3，根据C原子守恒可知C的系数为3，根据Cl原子守恒可知氯气的系数为7/2，同时扩大2倍，配平后方程式为：2FeTiO3+6C+7Cl2＝2TiCl4+2FeCl3+6CO。

（4）A．放电时是原电池，Li+由负极向正极移动，A正确；B．充电池的阳极失去电子，发生氧化反应，则电极反应式为LixC－xe－= xLi＋＋ C，B正确；C．醇等有机物不是电解质，不能作电解质溶液，C错误；D．锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）高，D错误，大小B。

【考点定位】本题主要是考查了化学方程式书写、原电池原理的应用，侧重考查氧化还原反应方程式配平

【名师点晴】氧化还原反应的实质是反应过程中发生了电子转移，而氧化剂得电子的总数(或元素化合价降低总数)必然等于还原剂失电子总数(或元素化合价升高总数)，根据这一原则可以对氧化还原反应的化学方程式进行配平。配平的步骤：（1）标好价：正确标出反应前后化合价有变化的元素的化合价。（2）列变化：列出元素化合价升高和降低的数值。（3）求总数：求元素化合价升高数和降低数的总数，确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数。（4）配系数：用观察法配平其他各物质的化学计量数。（5）细检查：利用“守恒”三原则(即质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒)，逐项检查配平的方程式是否正确。