Question

18．普通紙張的主要成分是纖維素，在早期的紙張生產(chǎn)中，常采用紙表面涂覆明礬的工藝，以填補(bǔ)其表面的微孔，防止墨跡擴(kuò)散，請回答下列問題：
（1）人們發(fā)現(xiàn)紙張會發(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覆明礬的工藝有關(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噴灑堿性溶液，如稀氫氧化鈉溶液或氨水等，這樣操作產(chǎn)生的主要問題是過量的堿同樣可以導(dǎo)致纖維素的水解，造成書籍污損．
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治酸性腐蝕的原理Zn（C₂H₅）₂+H₂O=ZnO+2C₂H₆↑，ZnO+2H⁺=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FeTiO₃）為原料按下列過程進(jìn)行的，請完成下列化學(xué)方程式：
①□FeTiO₃+□C+□Cl₂$\frac{\underline{\;900℃\;}}{\;}$□TiCl₄+□FeCl₃+□CO
②□TiCl₄+□O₂$\frac{\underline{\;1000-1400℃\;}}{\;}$□TiO₂+□Cl₂．

Answer 1

分析 （1）酸性腐蝕主要與造紙中涂覆明礬的工藝有關(guān)，明礬水解產(chǎn)生氫離子；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，碳酸鈣與氫離子反應(yīng)；
（2）①堿性溶液中，纖維素也水解；
②Zn（C₂H₅）₂可以與水反應(yīng)生成氧化鋅和乙烷，且ZnO與氫離子反應(yīng)；
（3）①C元素的化合價(jià)由0升高為+2價(jià)，Cl元素的化合價(jià)由0降低為-1價(jià)；
②Cl元素的化合價(jià)升高，O元素的化合價(jià)降低，結(jié)合電子、原子守恒配平．

解答 解：（1）發(fā)現(xiàn)酸性腐蝕主要與造紙中涂覆明礬的工藝有關(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；防止紙張的酸性腐蝕，可在紙漿中加入碳酸鈣等添加劑，該工藝原理的離子方程式為CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，
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噴灑堿性溶液，如稀氫氧化鈉溶液或氨水等，這樣操作產(chǎn)生的主要問題是過量的堿同樣可以導(dǎo)致纖維素的水解，造成書籍污損，
故答案為：過量的堿同樣可以導(dǎo)致纖維素的水解，造成書籍污損；
②該方法生成氧化鋅及防治酸性腐蝕的原理Zn（C₂H₅）₂+H₂O=ZnO+2C₂H₆↑，ZnO+2H⁺=Zn²⁺+H₂O，
故答案為：Zn（C₂H₅）₂+H₂O=ZnO+2C₂H₆↑，ZnO+2H⁺=Zn²⁺+H₂O；
（3）①C元素的化合價(jià)由0升高為+2價(jià)，Cl元素的化合價(jià)由0降低為-1價(jià)，由電子、原子守恒可知，反應(yīng)為2FeTiO₃+6C+7Cl₂$\frac{\underline{\;900℃\;}}{\;}$2TiCl₄+2FeCl₃+6CO，
故答案為：2FeTiO₃+6C+7Cl₂$\frac{\underline{\;900℃\;}}{\;}$2TiCl₄+2FeCl₃+6CO；
②Cl元素的化合價(jià)升高，O元素的化合價(jià)降低，結(jié)合電子、原子守恒可知反應(yīng)為TiCl₄+O₂$\frac{\underline{\;1000-1400℃\;}}{\;}$TiO₂+2Cl₂，
故答案為：TiCl₄+O₂$\frac{\underline{\;1000-1400℃\;}}{\;}$TiO₂+2Cl₂．

點(diǎn)評 本題考查氧化還原反應(yīng)，為高頻考點(diǎn)，把握習(xí)題中的信息、鹽類水解、氧化還原反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意氧化還原反應(yīng)的配平方法及應(yīng)用，題目難度不大．