第五节 水

水是宝贵的自然资源

水在地球上分布很广，覆盖地球表面近 3/4。大气中含有水蒸气，土壤和岩层里以及动植物体内含有大量的水。人体内含水量约占人体质量的2/3，每人每天维持生命和生活约需用 40～50 升水。水是生物体进行新陈代谢的必不可少的物质，没有水，人类就不能生存。植物也必须在水的参与下， 才能进行光合作用，合成糖类等物质。

水是工农业生产中的重要资源，一切工业生产都需要用水。例如，生产1 吨钢约需 200 吨水，生产 1 吨合成纤维约需 1000 吨水，生产 1 吨纸需 250～

500 吨水。农业生产需要消耗大量的水，对工业发达的国家来说，农业用水是工业用水的 2～3 倍。

随着经济的发展、人口的增加和人民生活水平的提高，人类对水的需求量越来越大。人们渐渐认识到，水并不是取之不尽、用之不竭的资源。地球上水的总量约有 13.6 亿立方千米，其中 97.2％在海洋中， 2.15％是冰山和冰川，人们可以利用的淡水只有 0.65％左右。世界上不少地区已出现水的匮乏和不足，水的问题越来越被人们重视。对我国来说，由于降水在空间和时间分布上的不均衡，少水的北方地区，人均占有水资源的量相当于世界上最干旱的国家；水量比较丰富的南方，也常常发生季节性干旱。因此，解决水的问题在我国具有更加重要的意义。要发展工农业生产，要提高人民的生活水平，就要开发、保护和合理利用水资源和节约用水。

水的物理性质和水的净化

自然界中不存在纯净的水，在化学研究里常把蒸馏水视为纯净的水。 通常条件下，水是无色、无味的透明液体。在 101 千帕的压强下，水的

凝固点为 0℃，沸点为 100℃。水在 4℃时密度最大，为 1 克/厘米 3。冰的密度比水小，因而能浮在水面上，这有利于水中生物在寒冷季节里的生存。

通常生活用水多是江河、湖泊、水库里的水，这些水含有多种杂质和细菌，往往带有异味。自来水厂引入江河、湖泊的水后，先通过自然沉降除去泥沙，再加入一些化学药剂和通入氯气，除去悬浮的杂质、异味，并杀死细菌。经过这样净化的水才可以供人们饮用。

图 1-10 河水净化过程示意图

水的电解

若将直流电通入水中，将会引起什么变化呢？

［实验 1—12］把水电解器的玻璃管中注满水*，接通直流电源，观察电极表面发生的现象（图 1—11)。通电一段时间后，比较电解器两支玻璃管中产生的气体的体积。

【议一议】在电解过程中，两支玻璃管中积聚的各是什么气体？

为了了解分别跟电源负极相连和电源正极相连的玻璃管内产生的气体各是什么物质，我们可用燃着的木条进行试验。体积小的气体可使燃着的木条燃烧得更旺，这种气体是氧气；体积大的气体能够燃烧，这种气体是氢气。

图 1-11 水的电解

通过上述实验不难看出，将直流电通入水中，水将发生化学变化，这一变化称作水的电解，可表示如下：

水氢气+氧气

(H2O) (H2) (O2)

【议一议】电解水和碳酸氢铵受热时所发生的反应，有什么共同的特点？ 这两个反应的共同特点是反应物只有一种，而生成物却不止一种。像这

类由一种物质生成两种或两种以上其它物质的反应，叫做分解反应。

水的污染是人类的一大灾难

水除了含有天然杂质外，还受着污染的威胁。生活垃圾、粪便、医院和工厂的废水不经处理任意排放到自然水源中去，其中所含有的病源微生物会造成水的污染。特别是工农业生产排放的废水中，往往含有汞、镉等极毒物质和洗涤剂、杀虫剂、除草剂等有毒物质，它们不仅直接危害人体健康，而且还使水里的鱼、蛤蚌和牡蛎等含有毒素，人们误食了这些水产品，也会中毒、染病或死亡。例如，水俣(yǔ)病就是世界上第一个由于水污染引起的公害病。1953～1956 年，在日本熊本县水俣市发现有许多死鱼飘浮在海面，海藻枯萎，海鸟在飞翔中也会突然堕入海中。不少人开始口齿不清，步履不稳， 表情痴呆，随后便耳聋眼瞎，全身麻木，精神失常，最终狂叫而死。这种病称为水俣病，截止到 1976 年，水俣病的患者达 1386 人。经近十年的研究查明，这种病是由水俣地区一家工厂排放出的废水污染了水俣湾和不知火海所造成的。

为防止水的污染，保障人民的生命安全，保护生态环境的平衡，我国政府规定了向自然水源里排放的废水中杂质含量的允许标准。凡超过排放标准

的废水，必须先进行处理，达到规定标准后，才允许排放。在我国，水的污染防治已纳入法制轨道。《中华人民共和国水污染防治法》明确规定：

——一切单位和个人都有责任保护水环境并有权对污染、损害水环境的行为进行监督和检举。因水污染危害直接受到损失的单位和个人有权要求致害者排除危害和赔偿损失。

——禁止向水体排放、倾倒工业废渣、城市垃圾及其它废弃物。

为了国家的繁荣、人民的健康，我们应该增强环境保护的意识，并且以法律为准绳，切实防止环境污染，使我们未来的生活更加美满。