4.1世界的水 和 人類用水
地球是一顆藍色的行星，從太空俯瞰地球，會發現絕大多數被水覆蓋，水占據了地球表面大約71%，這里面主要是海洋，還有湖泊水，河流水，地下水，大氣水和生物水等諸多形態的水。地球上水的比例很大，一些生物同樣如此，一個正常的成年人，水的質量大約占到總質量的65-70%。下圖是2014年GOE-EAST衛星拍攝的地球圖片，來自NASA。
海水是流動的，對于人類來說，可用水量是不受限制的。海水是名符其實的液體礦產，平均每立方公里的海水中有3570萬噸的礦物質，世界上已知的100多種元素中，80%可以在海水中找到。海水還是陸地上淡水的來源和氣候的調節器，世界海洋每年蒸發的淡水有450萬立方公里，其中90%通過降雨返回海洋，10%變為雨雪落在大地上，然后順河流又返回海洋。海水淡化技術正在發展成為產業。有人預計，隨著生態環境的惡化，人類解決水荒的最后途徑很可能是對海水的淡化。
為什么海上的船必須到陸地補充淡水呢？是因為海水中含鹽量很高，所以海水的味道是苦澀的，是不能直接飲用的，即使加熱也無法將雜質徹底除去，這就需要將海水進行淡化，將其變成能飲用的淡水。世界上有十多個國家的一百多個科研機構在進行著海水淡化的研究，有數百種不同結構和不同容量的海水淡化設施在工作。一座現代化的大型海水淡化廠，每天可以生產幾千、幾萬甚至近百萬噸淡水。水的成本在不斷地降低，有些國家已經降低到和自來水的價格差不多。某些地區的淡化水量達到了國家和城市的供水規模。直到16世紀，人們才開始努力從 海水中提取淡水。當時歐洲探險家在漫長的 航海旅行中，就用船上的火爐煮沸海水以制 造淡水。加熱海水產生水蒸氣，冷卻凝結就 可得到純水，這是日常生活的經驗，也是海水淡化技術的開始。全球總儲水量大約1.39x1018m3，淡水只占全球出水量的2.53%，其中大部分還分布在兩極和高山的冰雪以及永久凍土層中。
上圖是九寨溝，下圖是馬爾代夫。
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水污染
外部因素是可利用的淡水資源少，內部因素是水污染，人類在生產生活中的用水不斷增加，而且未經處理的廢水、廢物、生活污水的任意排放，以及化肥農藥的不合理使用增加了水污染。雖然水有一定的自凈能力，但是水體污染往往超過了自凈能力，使一個區域的水質惡化，影響人們的正常生活。水體污染主要是指人類活動排放的污染物進入水體，引起水質下降，利用價值降低或喪失的現象。嚴格來說造成水的污染原因有兩類：一類是人為因素造成的，主要是工業排放的廢水。此外，還包括生活污水、農田排水、降雨淋洗大氣中的污染物以及堆積在大地上的垃圾經降雨淋洗流入水體的污染物等。另外還有自然因素造成的水體污染，諸如巖石的風化和水解，火山噴發、水流沖蝕地面、大氣降塵的降水淋洗。生物（主要是綠色植物）在地球化學循環中釋放物質都屬于天然污染物的來源。由于人類因素造成的水體污染占大多數，因此通常所說的水體污染主要是人為因素造成的污染情況。水體污染是指大量污染物質排入水體，超過水體的自凈能力使水質惡化，水體及其周圍的生態平衡遭到破壞，對人類健康、生活和生產活動等造成損失和威脅的情況。水體污染的來源主要有工業污染、農業污染和生活污染。
所以為了社會的可持續發展，人類改進、發明了許多新技術使水的利用更加高效、污染更加小。
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水的凈化
當我們打開水龍頭，流出來的水是從哪里來的呢？它經過了怎樣的過程才進入到我們的生活中呢？就是由自來水廠，將河流湖泊的水進行凈化，然后通過自來水管道進入千家萬戶。
中國古代有許多關于水的詩：河流水：君不見，黃河之水天上來，奔流到海不復回。泉水：對泉能自誡,如鏡靜相臨。海洋水：春江潮水連海平，海上明月共潮生。《論語·子罕》中“子在川上曰：逝者如斯夫，不舍晝夜。”講的是孔子對時光如一去不復返的感慨。《論語·述而》中“源潔則流清，形端則影直”。可見水不僅僅是我們生活中常見的物質，也滲透到了我們的文化中。
純凈的水，通常情況下，是無色、無臭、清澈透明的液體。黃河之所以渾濁，是因為里面有大量的不溶性雜質，如泥沙、土壤等。某些工廠排出的廢水，具有特別的顏色或者氣味，是因為里面有可溶性的雜質。
我們的城市用水，必須經過自來水廠凈化處理。有時需要利用明礬這種物質溶于水后形成的膠狀物，對雜質進行吸附，使雜志沉降。那么明礬這種物質的凈化能力如何呢？我們可以做一個簡單的定性實驗。
【學生實驗】學生實驗：取2個燒杯，各盛大半燒杯渾濁的天然水（河水），向其中1個燒杯中加入一些明礬粉末，攪拌溶解后，靜置約3分鐘觀察，對比。
明礬溶于水后，生成了絮狀物，表面積非常大，容易吸附雜質。除了明礬之外，活性炭也通常用于吸附雜質，只不過活性炭既可以用于吸附液體中的雜質，也可以吸附氣體中的雜質。我們生活中的凈水器、防毒面具的濾毒罐就是利用了活性炭的吸附性。下圖是活性炭的微觀結構。
明礬是什么？
明礬性味酸澀，寒，有毒。故有抗菌作用、收斂作用等，可用做中藥。明礬還可用于制備鋁鹽、發酵粉、油漆、鞣料、澄清劑、媒染劑、造紙、防水劑等，還可用于食品添加劑。在我們的生活中常用于凈水，和做食用膨脹劑，像炸麻圓、油條里都可能含有。
明礬有毒嗎？
炸油條（餅）或膨化食品時，若在面粉里加入小蘇打后，再加入明礬，則會加快二氧化碳的產生，大大加快了膨化的速度。這樣就可以使油條（餅）在熱油鍋中一下子就鼓起來，得到香脆可口的油條（餅）了。油條、饅頭、面條、膨化食品等食品在加工過程中可能會使用含鋁食品添加劑，長期食用對人體傷害很大，尤其對兒童生長發育和智力都會造成影響。國家衛計委等五部門規定，從2014年7月1日起，饅頭、發糕等面制品(除油炸面制品、掛漿用的面糊、裹粉、煎炸粉外)不能添加含鋁膨松劑硫酸鋁鉀和硫酸鋁銨，也就是俗稱的“明礬”，復合型膨松劑(即泡打粉)的主要成分也是上述兩種物質。膨化食品中，不再允許使用任何含鋁食品添加劑。
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硬水軟化
經過自來水廠凈化的水，雖然看起來清澈透明，但是不能直接飲用，因為里面依然存在較多的可溶性鈣鎂化合物。（新聞：長期飲用“生水”對于人體健康的影響）。那么如何證明呢？如果我們在燒水的水壺中觀察到了：內壁有黃白色的水垢，就證明了使用的水中具有較多的鈣鎂化合物，但是經過了煮沸之后，多數可溶性鈣鎂化合物“出來”了，變成了其他物質，就適宜直接飲用了。然而如果把熱水灌入暖壺中，時間長了也會發現，暖壺的內壁也會有水垢，這就證明了，加熱煮沸的方法，可以降低水中可溶性鈣鎂化合物的含量，但是無法徹底除去。我們通常把含有較多可溶性鈣鎂化合物的水稱作“硬水”，把含量較少或者不含可溶性鈣鎂化合物的水稱作“軟水”。煮沸的過程，實際上就是硬水變成軟水的過程，即硬水軟化的過程。我們通常喝的“涼白開”，就是硬水煮沸之后，降溫得到的軟水。
硬水軟水都是清澈透明的，如何鑒別它們呢？
【學生實驗】硬水軟水鑒別：把等量的肥皂水分別滴加到盛有等量的軟水硬水的試管中，振蕩，對比產生泡沫、浮渣的情況。
硬水不僅不適宜飲用，而且用硬水洗衣服，因為泡沫少，所以衣服不容易洗凈，就要加更多的肥皂。在工業生產中，鍋爐用水硬度高了也非常危險，一旦水垢在鍋爐管道結垢，而又沒有及時發現疏通，就有可能造成管道局部過熱，嚴重時可能引起爆炸。
家庭的電熱水器，內部有電加熱裝置，每隔一段時間必須清理，否則導熱性就會受影響。
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總結
公眾號：河北中考化學
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數據分析
