Question

【化学——选修2：化学与技术】（15分）

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：

Answer

（1）明矾中铝离子水解生成氢离子，在酸性条件下纤维素水解，使高分子链断裂，所以纸质变脆，破损。CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O。（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+=Zn2++H2O（3）①2；6；7；2；2；6。②1；1；1；2。

【解析】

试题分析：（1）明矾中铝离子水解生成氢离子，在酸性条件下纤维素水解，使高分子链断裂，所以纸质变脆，破损。为了防止酸性条件腐蚀，加入碳酸钙，反应的离子方程式为：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。②由信息可知，Zn（C2H5 ）2可以与水反应生成氧化锌和乙烷，其实反应原理克看成锌结合水电离出的氢氧根离子，最后变为氧化锌和水，则乙基结合氢变为乙烷，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。（3）①利用电子的是守恒有：氯原子得到一个电子，铁失去一个电子，碳失去2个电子。由原子守恒，四氯化钛和氯化铁前系数同时乘以2，这样再根据钛守恒与铁守恒即可配平。系数为2；6；7；2；2；6。②根据氧气为氧化剂，1摩尔氧气得到2摩尔电子，生成1摩尔氯气失去1摩尔电子，故答案为：1；1；1；2。

考点：纤维素的性质，氧化还原反应的配平