高中生研究性学习报告.docx
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1、高中生研究性学习报告 中学生探讨性学习报告中学生探讨性学习报告课题:我们身边的水摘要:本文是我们五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。最终分析了长江流域和古运输河流域镇江段水质污染状况及其缘由,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(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亮液体。水是最常见的物质之一,是包括人类在内全部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亮液体。在20时
2、,水的热导率为0.006J/scmK,冰的热导率为0.023J/scmK,在雪的密度为0.1103kg/m3时,雪的热导率为0.00029J/scmK。水的密度在3.98时最大,为1103kg/m3,温度高于3.98时,水的密度随温度上升而减小,在03.98时,水不听从热胀冷缩的规律,密度随温度的上升而增加。水在0时,密度为0.99987103kg/m3,冰在0时,密度为0.9167103kg/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201*K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
3、解为氢气和氧气。2H2O2H2+O21.2.2水与金属反应。许多活泼的金属能与水反应,如钠、钾、铁等。2Na+2H2O=H2+2NaOH3Fe+4H2OFe3O4+4H21.2.3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+H2OHCl+HClO1.2.4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=2NaOHSO2+H2OH2SO31.2.5与其它物质反应。NH3+H2ONH3.H2OCaC2+H2OCa(OH)2+C2H22水的分类及其应用2.1一般水、重水、超重水氢元素有三种核素,分别为一般氢(核中1个质子,
4、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一般水、重水和超重水。一般水的分子式为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一般水稍有差异。例如,重水的密度是1.1044g/cm3(25),而一般水是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一般水里小。例如,在25,100g一般水中能溶解35.92gNaCl,而100g重水只能溶解30.56gNaCl。很多物质跟重水发生反应,反应比一般水慢。重
5、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。一般的一般水中含重水约0.015。电解水时,由于一般氢气(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探讨反应机理等。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。超重水在自然水中极其稀有,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自来水自然水经过过滤、沉淀、消毒
6、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,因此自来水不能干脆饮用。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,可干脆作为工业用水。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,对人体有肯定的保健作用。在通常状况下,矿泉水的化学成分、流量、水温等动态在自然波动范围内相对稳定。2.2.3纯净水纯净水是以江河湖水、自来水等为水源,采纳蒸馏法、电渗析法、离子交
7、换法、反渗透法等处理工艺制成的。就是经过困难深层的净化程序达到无菌纯净。纯净水是把水中各种元素最大限度的去除,只保留水分子,在去除有害物质的同时,也去除了有益的物质,因此不能长期饮用纯净水,要和矿泉水搭配喝2.2.4磁化水磁化水是使水经过高科技超导磁体的磁化,使水分子结构发生改变而得到的一种水。水磁化后,其物理化学性质发生了很大改变,主要表现为电导率增大,PH值上升,密度减小,挥发性加快,溶解氧(DO)上升,难溶物质在其中的溶解度增大等。在大多数磁场下得到磁化水表面张力增大、沸点降低;在极少数磁场下,表面张力下降、沸点上升。磁化后的水的冰点改变不大。由于磁化水具有不同于一般水的结构和性质,使它
8、在生产和生活中有许多用途。在医疗上,它对人的高血压、糖尿病、血稠、肾结石等疾病都有肯定的刺激和疗效。饮用磁化水对消退运动疲惫也具有肯定的作用。在工业上运用磁化水具有抑垢防垢、灭尘、提高混凝土的强度等用途。在农业上用磁化水对农作物进行浇灌,可以激活各种生物酶,增加酶的生物活性,促进叶绿素的形成,提高光合作用,从而促进作物的生长发育,提高作物的产量和质量。用磁化水养鱼,使鱼类的生长和抗病抗寒实力得到加强。2.2.5超水将一般水在密闭容器中加热蒸发为水蒸汽,并使水蒸汽在石英毛细管(内径在nm数量级)中凝聚,这样得到的水叫超水,有人不科学地称之为纳米水。经过处理得到的超水缔合结构发生了很大改变,形成一
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