水电解纸
主题:我们身边的水
本文是五个学生综合实践活动的成果。阐述了水的组成和性质，对我们生活中的水进行了分类和比较，并在此基础上阐述了各自的用途。最后，分析了长江流域镇江段和古运河流域的水污染状况及其原因，并初步提出了治理思路。
关键词:水，水周围，分类，用途，水污染
水(H2O)是由氢和氧组成的无机物，常温常压下是无色无味的透明液体。水是最常见的物质之一，是包括人类在内的所有生命的重要资源，也是生物体最重要的组成部分。水在生命的进化中扮演了重要的角色。
1水的属性
1.1物理性质水在常温常压下是无色无味的透明液体。20℃时，水的导热系数为0.006 J/s？6?1cm？6?1K，冰的导热系数是0.023 J/s？6?1cm？6?1K，当雪的密度为0.1×103 kg/m3时，雪的导热系数为0.00029 J/s？6?1cm？6?1K .在3.98℃时，水的最大密度为1×103kg/m3。当温度高于3.98℃时，水的密度随温度的升高而降低。在0 ~ 3.98℃时，水不服从热胀冷缩规律，但密度随温度升高而增大。0℃时，水的密度为0.99987×103 kg/m3，冰的密度为0.9167×103 kg/m3。水是一种很好的溶剂，大多数无机化合物和少数有机化合物都溶于水。
1.2化学性质
1.2.1水的热稳定性。水的热稳定性很强。水蒸气加热到2000K以上，只有少量会分解成氢和氧，但水在带电的情况下会分解成氢和氧。
2H2O 2H2↑ + O2↑
1.2.2水与金属反应。许多活性金属能与水反应，如钠、钾和铁。
2Na + 2H2O = H2 ↑+ 2NaOH
3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2
1.2.3水与非金属反应。少数非金属能与水反应，如氟气、氯气和碳。
Cl2 +H2O HCl + HClO
1.2.4水和一些金属氧化物和非金属氧化物能与水反应。如氧化钠、氧化钙、二氧化碳、二氧化硫等。
Na2O + H2O = 2NaOH
SO2 + H2O H2SO3
1.2.5与其他物质反应。
NH3 + H2O NH3。H2O
氯化钙+ H2O →氢氧化钙+乙炔
2水的分类及其应用
2.1普通水、重水和超重水
氢的核素有三种，分别是普通氢(核内1质子，又称氘)、重氢(核内1质子和1中子，又称氘)和超重氢(核内1质子和2中子，又称氚)。普通水的分子式是H2O。重水也叫氧化氘或氘水，分子式是D2O。重水是一种无色、无嗅、无味的液体，但其物理性质与普通水略有不同。比如重水的密度是1.1044g/cm3(25℃)，而普通水的密度是0.99701g/cm3(25℃)。这就是重水这个名字的由来。重水的熔点为3.81℃，沸点为101.42℃。盐在重水中的溶解度小于在普通水中的溶解度。比如在25℃下，100g普通水可以溶解35.92gNaCl，而100g重水只能溶解30.56gNaCl，很多物质与重水反应比普通水慢。重水对生物有不利影响。植物种子浸泡在重水里无法发芽，鱼在重水里会很快死亡。普通水大约含有0.015%的重水。电解水时，普通氢(H2)的释放速度比特定氢(D2)快6倍，因此电解水残液中的重水被富集。目前生产重水的方法有电解法、精馏法和化学交换法。重水在反应堆中主要用作慢化剂(也叫慢化剂)和冷却剂。重水分解过程中产生的氘是一种重要的热核燃料。在化学和生物学中，重水被用作示踪剂来研究反应机理。超重水的化学分子式是T2O，每个重水分子由两个氚原子和一个氧原子组成。超重水在天然水中极为罕见，其比例不到十亿分之一。超重水的生产成本比比水高几万倍。
2.2生活中的水
2.2.1自来水经过过滤、沉淀、消毒后的天然水，主要成分是水，其次是一些离子如Ca2+、Mg2+、Cl-等。自来水虽然经过处理，但仍有大肠杆菌等细菌和一些其他溶质的痕迹，所以自来水不能直接饮用。自来水的密度比纯净水大，没有固定的沸点。自来水加热煮沸后即可饮用，可直接作为工业用水。
2.2.2矿泉水矿泉水是从地下深处自然涌出或人工裸露的未受污染的地下矿泉水。矿泉水含有多种对人体有益的矿物质和微量元素，如锂、锶、硒、锌、溴、钼等。，具有较强的生理功能，对人体有一定的保健作用。一般情况下，矿泉水的化学成分、流量、水温在自然波动范围内都是比较稳定的。
2.2.3纯净水纯净水由河流、湖泊、自来水等制成。通过蒸馏、电渗析、离子交换和反渗透。是通过复杂的深度净化程序达到无菌纯度。纯净水最大限度的去除了水中的各种元素，只留下水分子。在去除有害物质的同时，也去除了有益物质，所以不能长期喝纯净水，要和矿泉水一起喝。
2.2.4磁化水磁化水是用高科技超导磁体对水进行磁化，改变水分子结构而得到的一种水。水经过磁化后，其理化性质发生了很大的变化，主要表现在电导率、PH值、密度、挥发性、溶解氧(DO)和不溶物溶解度的增加。在大多数磁场下，磁化水的表面张力增加，沸点降低。在少数磁场下，表面张力降低，沸点升高。磁化水的冰点变化不大。磁化水因其与普通水不同的结构和性质，在生产生活中有很多用途。医学上对人的高血压、糖尿病、血稠、肾结石等疾病有一定的刺激和疗效。喝磁化水对消除运动疲劳也有一定作用。磁化水在工业上的使用具有阻垢、防垢、除尘和提高混凝土强度的作用。农业上用磁化水灌溉农作物，可以激活各种生物酶，增强酶的生物活性，促进叶绿素的形成，提高光合作用，从而促进农作物的生长发育，提高农作物的产量和品质。用磁化水养鱼，可以增强鱼的生长、抗病、抗寒能力。
2.2.5超水在密闭容器内将普通水加热蒸发成蒸汽，并使蒸汽在应时毛细管(内径在nm量级)内冷凝。这样得到的水被称为超级水，也有人不科学地称之为纳米水。经过处理后，超水缔合结构发生了很大变化，形成了链状六角环结构聚合物，其粒径达到nm数量级。由于超水结构的特殊性，它具有一些不同于普通水的性质:①它的密度是普通水的1.4倍(ρChao = 1.4ρPu)；②其粘度系数比普通水高15倍(η Chao =15η Pu)，挥发性低；③超水的冰点为-100℃，在700℃时仍保持其特性。加热到900~1000℃时成为普通水，在-100~700℃下无论加热、冷却或长期存放，其特性都不会发生变化。超水的活性很高，很容易进入其他物质的分子之间。一些与普通水不相容的物质，如燃油，可以很好地与超级水溶解，水进入油分子之间，改变了分子间的相互作用，使分子结构更加松散。含有一定比例超水的燃料油燃点低，燃烧充分。一方面可以提高燃烧率和机械效率，另一方面可以减少空气污染，具有巨大的经济效益和社会效益。用超水作溶剂，低温下可制成液体溶液，根据其低挥发性和高粘度系数，也可制成易挥发不渗透的溶液，在工业上有很大用途。
2.2.6再生水是指人们在生活和生产中使用的优质杂排水(不含粪便和厨房排水)、杂排水(不含粪便和污水)、生活污水(废水)，能达到一定的水质标准，并能在一定范围内重复使用，其水质介于上层水(清水)和下层水(污水)之间。“中水”有多种解释。在污水工程中称为“中水”，在工厂中称为“循环水”或“再生水”，也有人称之为“中水”。一般以水质作为区分标志。处理后的中水水质必须满足以下条件:(1)符合卫生要求:其指标主要包括大肠菌群、细菌总数、余氯、悬浮物、COD、BOD5等。(2)满足人的感官要求，没有不愉快的感觉，其衡量指标有浊度、色度、气味等。(3)满足设备结构要求，即水质不易引起设备和管道的严重腐蚀和结垢，其测量指标包括PH值、硬度、蒸发残渣、溶解物质等。处理后的废水一般用于冲洗厕所、喷洒道路、绿化、洗车以及作为冷却水的补充水。
2.3硬水和软水
2.3.1软水含钙离子和镁离子很少或没有。一般硬度低于8度的水就是软水。
2.3.2硬水含有较多的钙离子和镁离子。一般硬度高于8度的水就是硬水。硬水会影响洗涤剂的效果，用硬水加热会有更多水垢。一般来说，硬水在用于工业之前应该先软化。
2.4淡水和盐水
2.4.1含盐量少或不含盐的淡水一般用作民用水或工业用水。
2.4.2盐水含盐量较多，如北方的盐湖水，部分地下水和海水为盐水。