高中化学 3.3 纤维素的化学加工教案1 苏教版选修2

纤维素的化学加工

【教师提问】

写出纤维素的化学式。

【学生回答】

(C6H10O5)n或[C6H7O2(OH)3]n

1、植物纤维的利用

【教师提问】

举例说明植物纤维的应用。

【学生回答】

植物纤维可用于造纸。其中木材纤维还用于制纤维板。

【教师提问】

在植物中，纤维素和木质素(非纤维素)结合在一起。造纸时用什么物质把其中的木质素溶解除去？

【学生回答】

Na2SO3

【教师提问】

木质素有何应用？

【学生回答】

在沙漠地带用于土壤保湿。

2、纤维素的水解

【教师提问】

写出下列反应的化学反应方程式。

⑴纤维素水解

⑵葡萄糖与新制的碱性氢氧化铜悬浊液反应

⑶葡萄糖与银氨溶液反应

【学生板演】

⑴(C6H10O5)n+n H2O n C6H12O6

纤维素葡萄糖

⑵CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+OH-CH2OH(CHOH)4COO-+Cu2O↓+3H2O

⑶ CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2++2OH-CH2OH(CHOH)4COO-+NH4+

+2Ag↓+3NH3+H2O 【教师提问】

用新制的碱性氢氧化铜悬浊液或银氨溶液检验纤维素水解生成的葡萄糖时，先往水解液中加入NaOH-Na2CO3混合液，其作用是什么？

【学生回答】

中和硫酸。

3、纤维素酯的制造

【教师讲解】

⑴制纤维素硝酸酯(硝酸纤维，常误称硝化纤维)

[C6H7O2(OH)3]n+3n HO—NO2[C6H7O2(ONO2)3]n+3n H2O(酯化反应)

纤维素三硝酸酯含N14.14%。含N13%左右的硝酸纤维叫火棉，用于制无烟火药。含N11%左右的硝酸纤维叫胶棉，用于制喷漆和胶片、赛璐珞等，胶棉的乙醇-乙醚溶液俗称珂罗酊，用于封制瓶口。

【课堂练习】

写出纤维素三硝酸酯发生爆炸反应的化学方程式。

【学生板演】

[C 6H7O2(ONO2)3]n 3.5n H2O+1.5n CO2↑+4.5n CO↑+1.5n N2↑

【教师讲解】

⑵制纤维素醋酸酯(醋酸纤维)

[C6H7O2(OH)3]n+3n(CH3CO)2O[C6H7O2(OCOCH3)3]n+3n CH3COOH(酯化反应)

醋酸纤维多用于制电影胶片的片基，它的优点是不易着火。

4、黏胶纤维的制造

[C 6H7O2(OH)3]n+ n NaOH[C6H7O2(OH)2ONa]n+n H2O

碱纤维素

纤维素黄原酸酯的钠盐

生成的纤维素黄原酸酯的钠盐溶于稀的NaOH溶液，称黏胶液。将黏胶液经过细孔压入稀硫酸中，重新生成纤维素，即黏胶纤维：

黏胶纤维

黏胶纤维中的长纤维叫人造丝，短纤维叫人造棉。如果把黏胶液经过狭缝压入稀硫酸中，就可以得到玻璃纸。

【课外作业】

写出有关反应的化学方程式：

⑴制硝酸纤维

⑵制醋酸纤维

⑶制黏胶纤维

【作业答案】

(略)

36．[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。请回答下列部题：

⑴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中的Al3+水解产生H+：Al3++3H2O Al(OH)3+3H+，从而使纤维素在酸性条件下水解。；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：CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O。

⑵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，如稀氢氧化钠或氨水等。这样操作产生的主要问题是导致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。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+C2H5↑；ZnO+2H+Zn2++H2O。

⑶现代造纸工艺常用钛白粉(TiO2)代替明矾。钛白粉的一种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：

①FeTiO3+C+Cl2TiCl4+FeCl3+CO

②TiCl4+O2TiO2+Cl2