Question

19．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．
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CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑．
（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过量的碱同样可能会导致纤维素水解，造成书籍污损．
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Zn（C₂H₅）₂+H₂O=ZnO+2C₂H₆↑、ZnO+2H⁺=Zn²⁺+H₂O．
（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：
①2FeTiO₃+6C+7Cl₂$\frac{\underline{\;900℃\;}}{\;}$2TiCl₄+2FeCl₃+6CO
②1TiCl₄+1O₂$\frac{\underline{\;1000-1400℃\;}}{\;}$1TiO₂+2Cl₂．

Answer 1

分析 （1）明矾水解显酸性，可促进纤维素水解；加入碳酸钙与酸反应；
（2）①喷洒碱性溶液，纤维素在碱性条件下水解；
②喷洒Zn（C₂H₅）₂．Zn（C₂H₅）₂可以与水反应生成氧化锌和乙烷，生成ZnO与酸反应，降低酸性；
（3）①Fe、C元素的化合价升高，Cl元素的化合价降低；
②O元素的化合价降低，Cl元素的化合价升高，结合电子、原子守恒配平．

解答 解：（1）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；
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CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑，
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⁺+H₂O+CO₂↑；
（2）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为Zn（C₂H₅）₂+H₂O=ZnO+2C₂H₆↑、ZnO+2H⁺=Zn²⁺+H₂O，
故答案为：Zn（C₂H₅）₂+H₂O=ZnO+2C₂H₆↑、ZnO+2H⁺=Zn²⁺+H₂O；
（3）①Fe、C元素的化合价升高，Cl元素的化合价降低，由电子、原子守恒可知反应为2FeTiO₃+6C+7Cl₂$\frac{\underline{\;900℃\;}}{\;}$ 2TiCl₄+2FeCl₃+6CO，
故答案为：2；6；7；2；2；6；
②O元素的化合价降低，Cl元素的化合价升高，由电子、原子守恒可知反应为TiCl₄+O₂$\frac{\underline{\;1000-1400℃\;}}{\;}$TiO₂+2Cl₂，
故答案为：1；1；1；2．

点评 本题考查物质的性质及应用，为高频考点，把握物质的性质、发生的反应、性质与用途为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意电子、原子守恒配平氧化还原反应的应用，题目难度不大．