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4.1世界的水 和 人类用水 地球是一颗蓝色的行星，从太空俯瞰地球，会发现绝大多数被水覆盖，水占据了地球表面大约71%，这里面主要是海洋，还有湖泊水，河流水，地下水，大气水和生物水等诸多形态的水。地球上水的比例很大，一些生物同样如此，一个正常的成年人，水的质量大约占到总质量的65-70%。下图是2014年GOE-EAST卫星拍摄的地球图片，来自NASA。  海水是流动的，对于人类来说，可用水量是不受限制的。海水是名符其实的液体矿产，平均每立方公里的海水中有3570万吨的矿物质，世界上已知的100多种元素中，80%可以在海水中找到。海水还是陆地上淡水的来源和气候的调节器，世界海洋每年蒸发的淡水有450万立方公里，其中90%通过降雨返回海洋，10%变为雨雪落在大地上，然后顺河流又返回海洋。海水淡化技术正在发展成为产业。有人预计，随着生态环境的恶化，人类解决水荒的最后途径很可能是对海水的淡化。 为什么海上的船必须到陆地补充淡水呢？是因为海水中含盐量很高，所以海水的味道是苦涩的，是不能直接饮用的，即使加热也无法将杂质彻底除去，这就需要将海水进行淡化，将其变成能饮用的淡水。世界上有十多个国家的一百多个科研机构在进行着海水淡化的研究，有数百种不同结构和不同容量的海水淡化设施在工作。一座现代化的大型海水淡化厂，每天可以生产几千、几万甚至近百万吨淡水。水的成本在不断地降低，有些国家已经降低到和自来水的价格差不多。某些地区的淡化水量达到了国家和城市的供水规模。直到16世纪，人们才开始努力从 海水中提取淡水。当时欧洲探险家在漫长的 航海旅行中，就用船上的火炉煮沸海水以制 造淡水。加热海水产生水蒸气，冷却凝结就 可得到纯水，这是日常生活的经验，也是海水淡化技术的开始。全球总储水量大约1.39x1018m³，淡水只占全球出水量的2.53%，其中大部分还分布在两极和高山的冰雪以及永久冻土层中。  上图是九寨沟，下图是马尔代夫。  1 水污染 外部因素是可利用的淡水资源少，内部因素是水污染，人类在生产生活中的用水不断增加，而且未经处理的废水、废物、生活污水的任意排放，以及化肥农药的不合理使用增加了水污染。虽然水有一定的自净能力，但是水体污染往往超过了自净能力，使一个区域的水质恶化，影响人们的正常生活。水体污染主要是指人类活动排放的污染物进入水体，引起水质下降，利用价值降低或丧失的现象。严格来说造成水的污染原因有两类：一类是人为因素造成的，主要是工业排放的废水。此外，还包括生活污水、农田排水、降雨淋洗大气中的污染物以及堆积在大地上的垃圾经降雨淋洗流入水体的污染物等。另外还有自然因素造成的水体污染，诸如岩石的风化和水解，火山喷发、水流冲蚀地面、大气降尘的降水淋洗。生物（主要是绿色植物）在地球化学循环中释放物质都属于天然污染物的来源。由于人类因素造成的水体污染占大多数，因此通常所说的水体污染主要是人为因素造成的污染情况。水体污染是指大量污染物质排入水体，超过水体的自净能力使水质恶化，水体及其周围的生态平衡遭到破坏，对人类健康、生活和生产活动等造成损失和威胁的情况。水体污染的来源主要有工业污染、农业污染和生活污染。  所以为了社会的可持续发展，人类改进、发明了许多新技术使水的利用更加高效、污染更加小。 2 水的净化 当我们打开水龙头，流出来的水是从哪里来的呢？它经过了怎样的过程才进入到我们的生活中呢？就是由自来水厂，将河流湖泊的水进行净化，然后通过自来水管道进入千家万户。  中国古代有许多关于水的诗：河流水：君不见，黄河之水天上来，奔流到海不复回。泉水：对泉能自诫,如镜静相临。海洋水：春江潮水连海平，海上明月共潮生。《论语·子罕》中“子在川上曰：逝者如斯夫，不舍昼夜。”讲的是孔子对时光如一去不复返的感慨。《论语·述而》中“源洁则流清，形端则影直”。可见水不仅仅是我们生活中常见的物质，也渗透到了我们的文化中。  纯净的水，通常情况下，是无色、无臭、清澈透明的液体。黄河之所以浑浊，是因为里面有大量的不溶性杂质，如泥沙、土壤等。某些工厂排出的废水，具有特别的颜色或者气味，是因为里面有可溶性的杂质。 我们的城市用水，必须经过自来水厂净化处理。有时需要利用明矾这种物质溶于水后形成的胶状物，对杂质进行吸附，使杂志沉降。那么明矾这种物质的净化能力如何呢？我们可以做一个简单的定性实验。 【学生实验】学生实验：取2个烧杯，各盛大半烧杯浑浊的天然水（河水），向其中1个烧杯中加入一些明矾粉末，搅拌溶解后，静置约3分钟观察，对比。  明矾溶于水后，生成了絮状物，表面积非常大，容易吸附杂质。除了明矾之外，活性炭也通常用于吸附杂质，只不过活性炭既可以用于吸附液体中的杂质，也可以吸附气体中的杂质。我们生活中的净水器、防毒面具的滤毒罐就是利用了活性炭的吸附性。下图是活性炭的微观结构。  明矾是什么？ 明矾性味酸涩，寒，有毒。故有抗菌作用、收敛作用等，可用做中药。明矾还可用于制备铝盐、发酵粉、油漆、鞣料、澄清剂、媒染剂、造纸、防水剂等，还可用于食品添加剂。在我们的生活中常用于净水，和做食用膨胀剂，像炸麻圆、油条里都可能含有。 明矾有毒吗？ 炸油条（饼）或膨化食品时，若在面粉里加入小苏打后，再加入明矾，则会加快二氧化碳的产生，大大加快了膨化的速度。这样就可以使油条（饼）在热油锅中一下子就鼓起来，得到香脆可口的油条（饼）了。油条、馒头、面条、膨化食品等食品在加工过程中可能会使用含铝食品添加剂，长期食用对人体伤害很大，尤其对儿童生长发育和智力都会造成影响。国家卫计委等五部门规定，从2014年7月1日起，馒头、发糕等面制品(除油炸面制品、挂浆用的面糊、裹粉、煎炸粉外)不能添加含铝膨松剂硫酸铝钾和硫酸铝铵，也就是俗称的“明矾”，复合型膨松剂(即泡打粉)的主要成分也是上述两种物质。膨化食品中，不再允许使用任何含铝食品添加剂。 3 硬水软化 经过自来水厂净化的水，虽然看起来清澈透明，但是不能直接饮用，因为里面依然存在较多的可溶性钙镁化合物。（新闻：长期饮用“生水”对于人体健康的影响）。那么如何证明呢？如果我们在烧水的水壶中观察到了：内壁有黄白色的水垢，就证明了使用的水中具有较多的钙镁化合物，但是经过了煮沸之后，多数可溶性钙镁化合物“出来”了，变成了其他物质，就适宜直接饮用了。然而如果把热水灌入暖壶中，时间长了也会发现，暖壶的内壁也会有水垢，这就证明了，加热煮沸的方法，可以降低水中可溶性钙镁化合物的含量，但是无法彻底除去。我们通常把含有较多可溶性钙镁化合物的水称作“硬水”，把含量较少或者不含可溶性钙镁化合物的水称作“软水”。煮沸的过程，实际上就是硬水变成软水的过程，即硬水软化的过程。我们通常喝的“凉白开”，就是硬水煮沸之后，降温得到的软水。 硬水软水都是清澈透明的，如何鉴别它们呢？ 【学生实验】硬水软水鉴别：把等量的肥皂水分别滴加到盛有等量的软水硬水的试管中，振荡，对比产生泡沫、浮渣的情况。  硬水不仅不适宜饮用，而且用硬水洗衣服，因为泡沫少，所以衣服不容易洗净，就要加更多的肥皂。在工业生产中，锅炉用水硬度高了也非常危险，一旦水垢在锅炉管道结垢，而又没有及时发现疏通，就有可能造成管道局部过热，严重时可能引起爆炸。  家庭的电热水器，内部有电加热装置，每隔一段时间必须清理，否则导热性就会受影响。  4 总结 公众号：河北中考化学 人教版，2011年修订课标 翻转课堂 数据分析 |
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