强力推荐研究性学习课题报告
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研究性学习报告
课题:我们身边的水
摘要:本文是我们小组八位同学综合实践活动的成果,阐述了水的组成、性质,对我们生活中的水进行了分类和比较,在此基础上阐述了它们的各自用途。最后分析了长江流域和古运河流域镇江段水质污染状况及其原因,并初步提出治理构想。
关键词:水,身边的水,分类,用途,水质污染
水污染:据环境部门监测,全国城镇每天至少有 1 亿吨污水未经处理直接排入水体。全国七大水系中一半以上河段水质受到污染,
全国 1/3 的水体不适于鱼类生存,1/4 的水体不适于灌溉,90% 的城市水域污染严重,50% 的城镇水源不符合饮用水标准,40% 的水
源已不能饮用,南方城市总缺水量的 60% — 70% 是由于水源污染
造成的。.
截至 1996 年底,全国 600 余座城市年排水量为 353 亿立方米,处理量为 83 亿立方米,处理率仅 23%。城市市政系统年纳污水 209 亿立方米,建有城市污水处理厂 153 座,集中处理
量为 23.8 亿立方米,处理率为 11.4%。尽管全国每年新增城市污水处理能力 3 亿立方米,但仍以每年处理能力缺口 21 亿立方米的速
度在不断增大。到了2050年,城市市政系统年纳污水为1385亿立方米,2100年将达到2435亿立方米这相当于长宽高都是61813.8米的正方体,若平铺为高1CM的长方体,底面将覆盖将近2537个中国。《国家环境保护“九五”计划和 2010 年远景目标》要求,到 2002 年,全国要新增城市污水处理能力 2000 万吨/日。集中处理率达 25%。据测算,仅处理厂的配套管网投资将达 850
亿元,至 2010 年,城市集中污水处理率将达 40%。预计将新增城市污水处理厂 1000 余座。
根据统计,中国有3.2亿农民没有饮用水;大约有1.9亿农民是喝受
到污染的水。此外,灌溉农田的水散发着恶臭,而且漂浮着一些污染的泡沫。而这样条件下生产的食物,却登上了中国人的餐桌。
如此严重的污染更应该引起我们的关注!
水(H2O)是由氢、氧两种元素组成的无机物,在常温常压下为无色无味的透明液体。水是最常见的物质之一,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。
1水的性质
1.1物理性质水在常温常压下为无色无味的透明液体。在20℃时,水的热导率为0.006 J/s?cm?K,冰的热导率为0.023 J/s?cm?K,在雪的密度为0.1×103 kg/m3时,雪的热导率为0.00029 J/s?cm?K。水的密度在3.98℃时最大,为1×103kg/m3,温度高于3.98℃时,水的密度随温度升高而减小,在0~3.98℃时,水不服从热胀冷缩的规律,密度随温度的升高而增加。水在0℃时,密度为0.99987×103 kg/m3,冰在0℃时,密度为0.9167×103 kg/m3。水是良好的溶剂,大部分无机化合物和少部分有机化合物可溶于水。
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,也只有极少量分解为氢气和氧气,但水在通电的条件下会分解为氢气和氧气。
2H2O 2H2↑ + O2↑
1.2.2水与金属反应。很多活泼的金属能与水反应,如钠、钾、铁等。2Na + 2H2O = H2 ↑+ 2NaOH
3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2
1.2.3水与非金属反应。少部分非金属能与水反应,如氟气、氯气、碳等。
Cl2 +H2O HCl + HClO
1.2.4水与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与其它物质反应。
NH3 + H2O NH3.H2O
CaC2 + H2O → Ca(OH)2 + C2H2↑
2水的分类及其应用
2.1普通水、重水、超重水
氢元素有三种核素,分别为普通氢(核中1个质子,又叫氕)、重氢(核中有1个质子,1个中子,又叫氘)、超重氢(核中1个质子,2个中子,又叫氚),它们分别与氧结合形成普通水、重水和超重水。普通水的分子式为H2O。重水又叫氧化氘或氘水,分子式是D2O。重水是无色、无臭、无味的液体,但它的一些物理性质跟普通水稍有差异。例如,重水的密度是1.1044g/cm3(25℃),而普通水是
0.99701g/cm3(25℃)。这是重水得名的由来。重水的熔点是3.81℃,沸点是101.42℃。盐类在重水里的溶解度比在普通水里小。例如,重水只能溶解100g,而35.92gNaCl普通水中能溶解100g℃,25在.
30.56gNaCl。许多物质跟重水发生反应,反应比普通水慢。重水对生物有不利影响。植物种子浸在重水里不能发芽,鱼类在重水中会很快死亡。一般的普通水中含重水约0.015%。电解水时,由于普通氢气(H2)比重氢(D2)放出快6倍,所以电解水的残留液中重水被富集。目前生产重水的方法有电解法、精馏法和化学交换法。重水的主要用途是在反应堆中作慢化剂(又叫减速剂)和冷却剂。重水分解时产生的氘是重要的热核燃料。在化学和生物学中,重水用作示踪物质来研究反应机理等。超重水的化学分子式为T2O,每个重水分子由两个氚原子和一个氧原子构成。超重水在天然水中极其稀少,其比例不到十亿分之一。超重水的制取成本比重水还要高上万倍。
2.2生活中的水
2.2.1自来水天然水经过过滤、沉淀、消毒以后的水,主要成分是水,其次有一些离子如Ca2+、Mg2+、Cl-等等。虽然自来水经过处理后,但还有微量的细菌如大肠杆菌,另外还有一些其他的溶质,因此自来水不能直接饮用。自来水的密度大于纯水的密度,没有固定的沸点。自来水在加热沸腾后可以饮用,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经人工揭露、未受污染的地下矿水。矿泉水含有对人体有益的多种矿物质和微量元素,如锂、锶、硒、锌、溴、钼等,生理功能强,对人体有一定的保健作用。在通常情况下,矿泉水的化学成分、流量、水温等动态在天然波动范围内相对稳定。
纯净水是以江河湖水、自来水等为水源,采用蒸馏法、纯净水2.2.3.