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，常采用紙表面涂明礬的工藝，以填補其表面的微孔，防止墨跡擴散，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，嚴重威脅紙質(zhì)文物的保存．經(jīng)分析檢驗，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能會導(dǎo)致纖維素水解，造成書箱污損；
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+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（主要成分為FeTiO₃）為原料按下列過程進行的，請完成下列化學(xué)方程式：
①2 FeTiO₃+6 C+7 Cl₂ $\frac{\underline{\;900℃\;}}{\;}$2 TiCl₄+2 FeCl₃+6CO
②1 TiCl₄+1 O₂ $\frac{\underline{\;1000-1400℃\;}}{\;}$1 TiO₂+2 Cl₂．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)題意紙張會發(fā)生酸性腐蝕而變脆、破損，結(jié)合明礬水解顯酸性及碳酸鈣能中和H⁺，可防止紙張的酸性腐蝕，據(jù)此解答；
（2）①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籍污損；
②由題意：噴灑Zn（C₂H₅）₂．Zn（C₂H₅）₂可以與水反應(yīng)生成氧化鋅和乙烷，氧化鋅能夠與氫離子反應(yīng)，消耗氫離子，據(jù)此寫出反應(yīng)方程式和離子方程式；
（3）分析反應(yīng)中各元素化合價變化，找出元素化合價升高的元素和化合價降低的元素，依據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒規(guī)律結(jié)合原子個數(shù)守恒規(guī)律書寫方程式．

解答 解：（1）依據(jù)題意紙張會發(fā)生酸性腐蝕而變脆、破損，而明礬水解產(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；碳酸鈣能夠消耗溶液中氫離子，減弱溶液酸性，反應(yīng)離子方程式：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．過量的堿同樣可能會導(dǎo)致纖維素水解，造成書籍污損；
故答案為：過量的堿同樣可能會導(dǎo)致纖維素水解，造成書籍污損；
②由信息可知：Zn（C₂H₅）₂可以與水反應(yīng)生成氧化鋅和乙烷，其實反應(yīng)原理相可看成鋅結(jié)合水電離出來的氫氧根，最后變?yōu)檠趸�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：Zn（C₂H₅）₂+H₂O=ZnO+2C₂H₆↑；ZnO+2H⁺=Zn²⁺+H₂O；
（3）①令FeTiO₃的系數(shù)為1，根據(jù)Ti原子守恒可知，TiCl₄的系數(shù)為1，由Fe原子守恒可知FeCl₃的系數(shù)為1，由O原子守恒可知CO的系數(shù)為3，根據(jù)C原子守恒可知C的系數(shù)為3，根據(jù)Cl原子守恒可知氯氣的系數(shù)為$\frac{7}{2}$，同時擴大2倍，配平后方程式為：2FeTiO₃+6C+7Cl₂+6C$\frac{\underline{\;900℃\;}}{\;}$2TiCl₄+2FeCl₃+6CO，
故答案為：2，6，7；2，2，6；
②反應(yīng)中Cl：-1價→0價，O：0價→-2價，要使氧化劑、還原劑得失電子守恒，則TiCl₄的系數(shù)為1，O₂系數(shù)為1，依據(jù)原子個數(shù)守恒，TiO₂系數(shù)為1，Cl₂系數(shù)為2，方程式：TiCl₄+O₂$\frac{\underline{\;1000℃-1400℃\;}}{\;}$TiO₂+2Cl₂；
故答案為：1；1；1；2．

點評 本題考查了化學(xué)方程式書寫，側(cè)重考查氧化還原反應(yīng)方程式配平，明確鹽類水解規(guī)律、氧化還原反應(yīng)基本概念、得失電子守恒規(guī)律是解題關(guān)鍵，題目難度中等．