水的化学性质.docx

水（化学式：H二O）是由氢、氧两种元素组成的无机物，无毒在常温常压下为无色无味的透明液体，被称为 人类生命的源泉水，包括天然水（河流、湖泊、大气水、海水、地下水等）｛含杂质｝,蒸镭水是纯净水，人工制 水（通过化学反应使氢氧原子结合得到的水）水是地球上最常见的物质之一，是包括无机化合、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作用它是一种狭义不可再生，广 义可再生资源纯水可以导电，但十分微弱（导电性在口常生活中可以忽略），属于极弱的电解质口常生活中的水由于溶解 了其他电解质而有较多的正负离子，导电性增强开水也有保质期?有流言称白开水放置吋间过长会使 细菌增加，超过16个小吋就不能饮 用，而且长吋间惹沸会导致亚硝酸 盐含量增加，事实如何呢？如何避免细菌滋生更多事实上，水在60度以下，的确会滋生细菌，但细菌在水中的生长受温度、湿度以及容器的洁净程度、 保温程度、密封性等因素影响准备白开水时，最好用密封性好的干净容器存放，以避免空气中杂菌的 污染，并且一次不要准备太多水中的亚硝酸盐更多实验表明，在密闭空间中、在不低于95度的温度下，将水持续加热150分钟，水中亚硝酸盐的含量为0.1471mg/L：而根据国家标准，肉制品的亚硝酸盐含量应低于30mg/kg,远比水的含量高。

性质三态变化众所周知，水有三态，分别为：固态、液态、气态但是水却不止只有三态，还有：超临界流体、超固体、超流体、费米子凝聚态、等离子态、玻色■爱因斯坦凝聚态等等物理通常是无色、无味的液体沸点：99.975°C (气压为一个标准大气压时，也就是101.375kPa)凝固点：0°C三相点：o.orc最大相对密度时的温度：3.982°C比热容：4.186kJ/ (kg-°C) O.IMPa 15°C蒸发潜热：2257.2kJ/ (kg) O.IMPa 100°C密度：水的密度在3.98°C时最大，为1xl03kg/m3,水在0°C时，密度为0.99987x103 kg/m3,冰在0°C时, 密度为 0.9167x103 kg/m3o临界温度：374.2°C导热率:在20°C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0.1x103 kg/m3时，雪的热导率为0.00029 J/s cm Ko浮力分类：悬浮、漂浮、沉底、上浮、下沉不同温度下水的各类物理参数:水密度的变化水的密度在3.982C吋最大，为1000kg/m3,温度高于3.982°C时（也可以忽略为4°C）,水的密度随温度升 高而减小，在0〜3.984°C时，水热缩冷涨，密度随温度的升高而增加。

原因：主要由分子排列决定也可以说由蛍键导致由于水分子有很强的极性，能通过较键结合成缔合分子 液态水，除含有简单的水分子（H匚0）夕卜，同吋还含有缔合分子（H30） 2和（HI0） 3等，当温度在0°C水未结 冰时，大多数水分子是以（HD0） 3的缔合分子存在，当温度升高到3.98°C （101.375kPa）时水分子多以（HZ0） 2缔合分子形式存在，分子占据空I'可相对减小，此时水的密度最大如果温度再继续升高在3.982°C以上，-•般物 质热胀冷缩的规律即占主导地位了水温降到0°C时，水结成冰，水结冰时几乎全部分子缔合在一起成为一个巨大 的缔合分子，在冰中水分子的排布是每一个氧原子有四个氢原子为近邻两个氢键这种排布导致成是种敞开结构，冰 的结构中有较大的空隙，所以冰的密度反比同温度的水小化学化学式：H匚O相对分子质量：18.016化学实验：水的电解方程式：2HJO=通电二丁+2 t （分解反应）分子构成：氢原子、氧原子水具有以下化学性质：1 •稳定性：在2000°C以上才开始分解水的电离：纯水中存在下列电离平衡：HDO二二可逆二二FT +OH-或H匚O+HDO二可逆二f O+ +OW。

注：“耳C? ”为水合蛍离子，为了简便，常常简写成H* ,更准确的说法为H9O犷，纯水中孩离子物质的量浓 度为 1（? 7 mol/Lo2•水的氧化性：水跟较活泼金属或碳反应时，表现氧化性，氢被还原成氢气2Na+2H2 O=2NaOH+H2 TMg+2HDO=Mg （OH） 2 |+H2 ：3Fe+4HDO （水蒸气）=FeaOD+4HC （加热）C+H匚O二CO+HZl （高温）3•水的还原性：水跟氟单质反应时，表现还原性，氧被还原成氧气2Fz +2HZ O=4HF+O2 f<> 4冰的电解: 水在直流电作用下，分解生成氢气和氧气，工业上用此法制纯氢和纯氧2H2 O=2H2 t+02 To5 •水化反应：水可跟活泼金属的碱性氧化物、大多数酸性氧化物以及某些不饱和桂发生水化反应NaJO+HUO=2NaOHCaO+HDO=Ca （OH） □SOD+HQO二H匚SODPUOD+3 H匚 0 二 2HLiPOHCH2 =CH2 +H2 O -- C2 Hs OH6 .水解反应盐的水解：氮化物水解：Mg匚NH+6HHO （力口热）=3Mg （OH） 2 J+2NH3 ：NaAIOa+HCI+HlJO=AI （OH） 3 J+NaCI （NaCI 少量）碳化钙水解：CaCJ （电石）+2H匚O （饱和氯化钠）=Ca （OH） 2 +C2 Hz ]卤代炷水解：CaHDBr+HaO （加热下的氢氧化钠溶液）＜--C2 Hs OH+HBr 醇钠水解：Cz Hs ONa+Hz 0仝2 H5 OH+NaOH酯类水解：CHDCOOCCH口+1~1口0 （铜或银催化并且加热）＜--CH3 COOH+C2 H5 OH多糖7K解：（C匚H□匚O匚）n+nH2 O--nC6 H. 2 O6丙膳水解：CH3 CH2 CN+H2 O—CH3 CH2 C（OH）NHCHa CH2 C（OH）NH+H2 OtCHs CH2 c（oh）2 NH2 -＞CHa CH2 CONHz +H2 O—CHs CH2 COOH+NH3酰胺水解：—CO—NH—+H2 Ot—COOH+NH□—6•水分子的直径数量级为10的・40次方，一般认为水的直径为2-3个此单位。

7 •水的电离： 纯水有极微弱的导电能力，因为水有微弱的电离，存在着水的解离平衡H2 O -- H・ +OH_ 298.15K（即：25摄氏度）时纯水的离子积为10/48•水是两性物质，既有氢离子（W ）,也有氢氧根离子（OH-）但纯净蒸耀水是中性的9•水的PH值冰在25°C下PH值为7（中性），随着温度的变化仍为中性软硬度FI常生活中的水可分为软水和硬水，溶有佼多可溶性钙、镁和铁盐的水叫做硬水水中含有的Ca2+, Mg2+等 离子的总浓度称为硬度水的硬度的单位为mol・m・3或mmol・dm・3根据水的硬度对以将水分类为：硬度/(mmol-dm-3)>4.53.0~4.51.5-3.00.5-1.5<0.5名称极硬水硬水中硬水软水极软水工业上也有其他定义：以1dm3水中含有的MgO与CaO总量相当于10mg的CaO定义为硬度1硬度在8 以上的为硬水含有HCO3・的水称为何时硬水，加热时碳酸氢根离子分解使得钙镁离子沉淀而软化含有Cl・，SO42■的水不能通过加热软化，称为永久硬水可以用肥皂水来区分软硬度，煮沸可以使硬水变软分类概念地下水与地表水地下水——有机物和微生物污染较少，而离子则溶解较多，通常硬度较高，蒸僧烧水时易结水垢；有时猛氟离 子超标，不能满足生产生活用水需求。

地表水一一较地下水有机物和微生物污染较多，如果该地属石灰岩地区，其地表水往往也有较大的硬度，如四 川的德阳、绵阳、广元、阿坝等地区原水与净水原水—通常是指水处理设备的进水，如常用的城市自来水、城郊地下水、野外地表水等，常以TDS值（水 中溶解性总固体含量）检测其水质，中国城市口来水TDS值通常为100-400ppmo净水——原水经过水处理设施处理后即称之为净水纯净水与蒸憾水纯净水——原水经过反渗透和杀菌装置等成套水处理设施后，除去了原水中绝大部分无机盐离子、微生物和有 机物杂质，可以直接生饮的纯水蒸懈水——以蒸憾方式制备的纯水，通常不用于饮用纯化水和注射用水纯化水——医药行业用纯水，电导率要求＜2ps/cmo注射用水——纯化水经多效蒸镭、超滤法再次提纯去除热原后可以配制注射剂的水自由水和结合水自由水——又称体相水，滞留水指在生物体内或细胞内可以自由流动的水，是良好的溶剂和运输工具水在 细胞中以自由水与朿缚水（结合水）两种状态存在，由于存在状态不同，其特性也不同自由水占总含水量的比例 越大，使原生质的粘度越小，且呈溶胶状态，代谢也愈旺盛结合水——是水在生物体和细胞内的存在状态之一，是吸附和结合在有机固体物质上的水，主要是依靠氢键与 蛋白质的极性基（竣基和氨基）相结合形成的水胶体。

取用方法地下取水寻找地下水源的首选之地就是地表早已干枯的溪流与河流的河床地区虽然这些地方的地表早已无水，但是在 它们的地表下往往能找到丰富的地下水日光蒸憾水日光蒸憎取水法特别适用于沙漠地区，在地面挖一个长宽约90厘米、深45厘米的坑，坑底部中央放一水壶, 在坑上放一块塑料薄膜，用石头或沙土将薄膜的四周固定在坑沿，然后在塑料膜的FI光蒸懾法中央部分吊一石块确保塑料膜呈弧形，以便水滴能顺利滑至中央底部并落入收集器中太阳的照射使坑内潮湿土壤和空气的温度升高，蒸发产生水汽水汽逐渐饱和，与塑料膜接触遇冷凝结成水珠, 下滑至水壶中，这种方法在一天之内能收集大约半升水植物中取水通过凝结植物的水汽來收集水分在一段健壮枝叶浓密的树木嫩枝上套一个塑料袋，放袋子的时候要注意使袋 口朝上，袋的一角向下，这样便于接收叶面蒸腾作用产生的凝结水因为蒸腾作用产生的水汽上升与薄膜接触时遇 冷后就会凝结成水滴应让凝结的水珠沿着薄膜内壁流入底部收集器中提纯处理（一） 沉淀物过滤法（二） 硬水软化法（三） 活性炭吸附法（四） 去离子法（五） 逆渗透法、反渗透法（六） 超过滤法（七） 蒸馆法（八） 紫外线消毒法（九） 生物化学法（十）正向渗透法，自然净化方法的人类新创造。

正渗透“渗透”在海水淡化、脱盐、水处理领域，啰嗦、复杂一下又称正渗透、或正向渗透，以示与反渗透、反向渗透 法、逆渗透的差异、区别或对应、强调，正向渗透法是与反渗透互逆的一对方法正渗透作为一种潜在的水纯化和 淡化新技术，世界上正对其进行着多角度、深层次的理论研究和实践探索随着科技的飞速发展，压力驱动反渗透膜分离技术（R0）在膜、膜组器、设备和工艺等方面都有了较大创新 和改进，但人们也越来越意识到R0技术在节能、环保领域存在的局限，而且就脱盐来讲，R0技术可认为己接近 发展的顶峰因此，国外己经开展了“正向渗透膜分离技术（FO） ”的相关研究，并取得了一定的成果，在海水淡化、 污水处理、食品加工、医药等领域得到了应用，特别是“圧力延缓渗透（FRO）海水发电”，更是一项极具前景的清 洁再生能源开发技术但是国内对正向渗透膜分离技术关注得很少，相关研允和论文也不多虽然，上个世纪90 年代我国有了创造性的发明“非加压吸附渗透法海水淡化” （CN92110710o 2） o国外1976年，有液•液体系的原始尝试，国内1992年，发明过液■固体系的正向渗透（非加压）吸附渗透法脱 盐（CN92X0710。