Question

（2011?江西）【化學(xué)--選修2：化學(xué)與技術(shù)】
普通紙張的主要成分是纖維素，在早期的紙張生產(chǎn)中，常采用紙張表面涂敷明礬的工藝，以填補(bǔ)其表面的微孔，防止墨跡擴(kuò)散．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）人們發(fā)現(xiàn)紙張會(huì)發(fā)生酸性腐蝕而變脆、破損，嚴(yán)重威脅紙質(zhì)文物的保存．經(jīng)分析檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)酸性腐蝕主要與造紙中涂敷明礬的工藝有關(guān)，其中的化學(xué)原理是

明礬水解產(chǎn)生酸性環(huán)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(xué)（離子）方程式為

CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O

．
（2）為了保護(hù)這些紙質(zhì)文物，有人建議采取下列措施：
①?lài)姙�堿性溶液，如稀氫氧化鈉溶液或氨水等．這樣操作產(chǎn)生的主要問(wèn)題是

過(guò)量的堿同樣可能會(huì)導(dǎo)致纖維素水解，造成書(shū)籍污損

；
②噴灑Zn（C₂H₅）₂．Zn（C₂H₅）₂可以與水反應(yīng)生成氧化鋅和乙烷．用化學(xué)（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(xiàn)代造紙工藝常用鈦白粉（TiO₂）替代明礬．鈦白粉的一種工業(yè)制法是以鈦鐵礦（主要成分為FeTiO₃）為原料按下列過(guò)程進(jìn)行的，請(qǐng)完成下列化學(xué)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(fā)生酸性腐蝕的原因是纖維素在酸性條件下能發(fā)生水解；碳酸鈣能中和H⁺，可防止紙張的酸性腐蝕，反應(yīng)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(fā)生水解，因此噴灑堿性溶液同樣也能造成書(shū)籍污損；由Zn（C₂H₅）₂與水反應(yīng)生成氧化鋅和乙烷\、氧化鋅和H⁺反應(yīng)來(lái)分析防止酸性腐蝕的離子方程式；利用電子得失守恒法來(lái)配平題給的兩個(gè)化學(xué)方程式．

解答：解：（1）明礬中鋁離子水解產(chǎn)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(zhì)會(huì)變脆，破損．
故答案為：明礬水解產(chǎn)生酸性環(huán)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(huán)境下水解，在堿性條件下同樣水解．過(guò)量的堿同樣可能會(huì)導(dǎo)致纖維素水解，造成書(shū)籍污損．
故答案為：過(guò)量的堿同樣可能會(huì)導(dǎo)致纖維素水解，造成書(shū)籍污損；  
②由信息可知：Zn（C₂H₅）₂可以與水反應(yīng)生成氧化鋅和乙烷，其實(shí)反應(yīng)原理相可看成鋅結(jié)合水電離出來(lái)的氫氧根，最后變?yōu)?br />氧化鋅和水，則C₂H₅結(jié)合氫變?yōu)橐彝椋�氧化鋅可以與酸性溶液反應(yīng)，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(shù)同時(shí)乘以2，這樣再根據(jù)Ti守恒與Fe守恒就可以配平該反應(yīng)方程式了．
故答案為：2；6；7；2；2；6；   
  ②根據(jù)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(diǎn)評(píng)：該題是一個(gè)好題，前兩個(gè)小題重點(diǎn)考查了鹽類(lèi)水解的應(yīng)用．最后一小題考查氧化還原反應(yīng)．難度是有的，但是符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，作答起來(lái)有突破口．