水的凈化和純化
　　1. 靜置沉淀
　　目的：沉淀水中不溶性雜質(zhì)
　　效果：水較之前澄清，不溶性雜質(zhì)沉降到了燒杯底。
　　2. 吸附沉淀
　　加入明礬，利用生成的膠狀物對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行吸附，使雜質(zhì)沉降達(dá)到凈水的目的。
　　3. 過濾
　　目的：使不溶性雜質(zhì)與水分離
　　效果：水中不溶性雜質(zhì)被除去，水變得澄清。 方法：一貼、二低、三靠。
　　4. 吸附
　　藥品：活性炭 目的：除去部分可溶性雜質(zhì)，如異味、色素等。
　　效果：其中異味被除去，但有炭粉殘留。經(jīng)過二次過濾，除去炭粉，水變得無色澄清透明。
　　5. 消毒
　　藥品：漂白粉溶液或氯氣或二氧化氯 目的：除去水中的細(xì)菌和微生物。 效果：與之前一樣澄清，但其中的細(xì)菌病毒等已被消滅。 6. 蒸餾
　　原理：利用混合物中各組分沸點(diǎn)不同，依次分離。 目的：除去可溶性雜質(zhì)，降低水的硬度
　　效果：可溶性雜質(zhì)除去，硬度降低，成為純水。

冬奧會(huì)的賽道冰面是怎么快速修復(fù)的？

冬季運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)館里有一個(gè)專門的職業(yè)，叫制冰師，任務(wù)就是把場(chǎng)館里的場(chǎng)地冰面整理好

制冰師最主要的四個(gè)下作是制冰，補(bǔ)冰，修冰和清掃。

制冰--用噴頭對(duì)賽道制冷單元進(jìn)行上千次水霧噴灑，確保賽道整體制冰成型:

補(bǔ)冰--用特制抹刀，將冰水混合物填補(bǔ)至賽車進(jìn)彎，出彎及冰易脫落外等關(guān)鍵位置，待凍結(jié)后緩慢灑水保護(hù)，與周邊冰面形成整體:

修冰--手持20斤重的特制冰入均勻用力，在賽道上持續(xù)修出成型的滑行曲面:

日常清掃--進(jìn)行冰面養(yǎng)護(hù)巡查，清理賽道冰坨和雪霜

速滑賽道的冰面出現(xiàn)破損時(shí)，工作人員立刻先傾倒溫水，然后噴干冰，冰面瞬間被修復(fù)好了。

冰面瞬間修復(fù)是因?yàn)楦杀A溫度急速降低使水結(jié)冰。

國際空間站如何循環(huán)空氣和水？

太空中水的循環(huán)，是空間站宇航員日常生活飲用水的保證。2009年開始飲用由他們的尿液、汗液等循環(huán)處理的水。

這種特制水是由水循環(huán)設(shè)備處理的，它收集空間站宇航員的尿液、汗液和站內(nèi)空氣中的水分，經(jīng)過多道程序，最終制備出可飲用水。我們來了解一下水的凈化方法。

水的凈化方法很多，凈化程序一般是靜置、吸附、過濾、蒸餾。其中凈化效果最好的是蒸餾；吸附和過濾主要使用凈水劑-----活性炭。

蒸餾法。蒸餾法只能除去水中非揮發(fā)性的物質(zhì)，并不能除去溶解在水中的氣體，而且，從經(jīng)濟(jì)角度講，蒸餾制水存在著耗水量大、用電成本高的弊病，在太空中不是好的凈化水方法。因?yàn)橐哪茉矗罩心茉词怯邢薜摹?/p>

離子交換法 。用離子交換法制備的水稱為去離子水，是目前用的比較多的一種方法，一般采用陰、陽離子交換樹脂混合床裝置，其優(yōu)點(diǎn)是：成本低、樹脂再生后可以反復(fù)使用，制備水量大，去離子能力強(qiáng)，其缺點(diǎn)就是設(shè)備與操作比較復(fù)雜，而且不能除去有機(jī)物等非電解質(zhì)雜質(zhì)，且有微量樹脂溶在水中。

滲透法，滲透是在外電場(chǎng)的作用下，利用陰陽離子交換膜對(duì)溶液中離子的選擇性透過，使雜質(zhì)離子從水中分離出來。用的比較多的是一種反滲透技術(shù)，反滲透能除掉90%以上的污染物，但效率比較低，一般不單獨(dú)使用。

在太空中，水循環(huán)設(shè)備綜合使用以上三種方法，僅需約6小時(shí)，就可制備22升飲用水。水循環(huán)設(shè)備對(duì)于未來宇航員登陸月球、火星、太空中長(zhǎng)期居住都至關(guān)重要。所以，宇航員飲用太空中的循環(huán)水是太空探索中的一個(gè)重要里程碑。

針對(duì)太空中航天員洗浴等個(gè)人衛(wèi)生活動(dòng)產(chǎn)生的廢水凈化問題也有人提出了一套由消泡劑預(yù)處理、蒸汽壓縮、蒸餾處理和反滲透膜處理相結(jié)合的水凈化處理方案。

空間站艙內(nèi)大氣的凈化是保證宇航員身體健康的重要條件。空間站艙內(nèi)有害大氣除了航天員呼出的二氧化碳、排泄物外，艙內(nèi)微生物和儀器設(shè)備揮發(fā)物的污染不能忽視，它們都會(huì)危害航天員的身體健康的。 　　在空間站中，凈化和消除航天員不斷產(chǎn)生二氧化碳的方法有兩種：消耗性的化學(xué)吸收法和再生技術(shù)。美國的載人航天器主要采用氫氧化鋰作為二氧化碳的吸收劑，并采用儲(chǔ)氧技術(shù)來補(bǔ)償航天員代謝消耗的氧和艙體里泄漏的氧。經(jīng)過地面實(shí)驗(yàn)和空間的長(zhǎng)期應(yīng)用，證明氫氧化鋰吸收二氧化碳的性能是安全、可靠的。超氧化物和二氧化碳反應(yīng)可以放出氧氣，具有吸收二氧化碳和供應(yīng)氧氣的雙重功能。

凈化和消除艙內(nèi)臭氣和微量污染物的最常用方法是用活性炭吸附。一般常用活性炭和氫氧化鋰組合結(jié)構(gòu)吸收包括二氧化碳在內(nèi)的各種污染物。活性炭的表面積大，可以有效地吸附碳?xì)浠衔锖统魵猓珜?duì)一氧化碳的吸收效果不好。 　　中長(zhǎng)期飛行時(shí)，密閉艙的空氣中還漂浮著許多有害微生物，這些微生物在空氣中遇到濕空氣和適宜的溫度，可以迅速繁殖，使航天員更容易生病。所以，必須抑制或消除這些微生物的影響。為了避免艙內(nèi)有害微生物對(duì)人體健康造成的危害，常采用的方法是安裝通風(fēng)過濾裝置和空氣凈化裝置。例如，將高效粒子捕獲材料過濾網(wǎng)放置在空間站的密封艙內(nèi)通風(fēng)管道系統(tǒng)上，由于網(wǎng)孔比空氣中微生物還小，艙內(nèi)空氣通過管道過濾網(wǎng)時(shí)，微生物就被阻擋在進(jìn)風(fēng)管口的外面，其有效過濾效率可達(dá)99.9％。這樣，艙內(nèi)的空氣就得到了凈化。 由于空間站中各種實(shí)驗(yàn)儀器也可以散發(fā)出一定的化學(xué)成分，有些化學(xué)物質(zhì)是比較危險(xiǎn)的，將它們與空氣隔絕，對(duì)保證航天員的健康也至關(guān)重要。所以，科學(xué)家在設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，就考慮到如何防止化學(xué)物質(zhì)泄露問題，特別是宇航員要具備使用過程中的維護(hù)能力。仔細(xì)地計(jì)劃和精心的設(shè)計(jì)可以使風(fēng)險(xiǎn)降到最低，使航天員的呼吸更加輕松。

以上方法措施是保證航天員在太空中健康生活的重要條件。

在地球上，我們有持續(xù)不斷的新鮮空氣供應(yīng)。我們吸入氧氣呼出二氧化碳，二氧化碳被植物吸入進(jìn)行光合作用后釋放出氧氣。這是一個(gè)巨大規(guī)模的奇妙循環(huán)。但是在航天器（如空間站等）里氧氣使如何供應(yīng)的？

大多數(shù)航天器都有自己的氧氣供應(yīng)系統(tǒng)，并且有一個(gè)備用系統(tǒng)。然而，這些航天器的任務(wù)持續(xù)時(shí)間很短，大約幾天到兩周。相比之下，國際空間站（ISS）是為長(zhǎng)期飛行而設(shè)計(jì)的，那么國際空間站是如何制造氧氣的呢？它產(chǎn)生氧氣的方法有三種：氧氣發(fā)生器、加壓氧氣罐和固體燃料氧氣發(fā)生器（也稱為氧氣蠟燭）。

氧氣發(fā)生器方法是通過一種叫做電解的過程從水中制造氧氣。在這個(gè)過程中，電流從一個(gè)叫做陽極的帶正電的電極經(jīng)過水，到達(dá)另一個(gè)叫做陰極的帶負(fù)電的電極。因?yàn)樗旧硎且环N不良的導(dǎo)電體，所有往水中加入鹽可以增強(qiáng)水的導(dǎo)電，在這個(gè)過程中水被分解成氫氣和氧氣。這個(gè)過程的化學(xué)原理如下：

在陰極處，發(fā)生一種稱為還原的反應(yīng)。來自陰極的電子（e -）與水（H2O）結(jié)合產(chǎn)生氫氣（H2）和氫氧根離子（OH -）：2H2O（l）+ 2e - —> H2（g）+ 2 OH -（aq）。

在陽極處，發(fā)生一種稱為氧化的反應(yīng)。電子從水中除去并流入陽極。從水中去除電子產(chǎn)生氧氣（O2）和氫離子（H +）：2H2O（1） - > O2（g）+ 4 e - + 4 H +。

電力由空間站的太陽能電池板產(chǎn)生，并通過空間站的電網(wǎng)供應(yīng)給氧氣發(fā)生器。水從地球上通過補(bǔ)給船和航天飛機(jī)送到空間站。水也可以通過冷凝器回收，以除去艙內(nèi)空氣中的水蒸氣（宇航員呼出水蒸氣）。還可以通過裝置從宇航員的尿液中回收水。電解產(chǎn)生的氫氣被排到太空中，而氧氣則被循環(huán)到艙內(nèi)空氣中。

第二種方法是使用加壓氧氣罐。在這種方法中，我們不制造氧氣，而是直接將氧氣從地球輸送到空間站。

第三種方法是通過化學(xué)反應(yīng)制造氧氣的備用系統(tǒng)。該系統(tǒng)被稱為固體燃料氧氣發(fā)生器（SFOG）。SFOG也被稱為氧氣蠟燭或氯酸鹽蠟燭，它的容器中含有氯酸鈉（NaClO3）粉末和鐵（Fe）粉末的混合物。當(dāng)SFOG被點(diǎn)燃時(shí)，鐵在1112華氏度（600攝氏度）下“燃燒”，提供反應(yīng)所需的熱能。氯酸鈉分解為氯化鈉（NaCl）和氧氣（O2）。一些氧與鐵結(jié)合形成氧化鐵（FeO）：

NaClO3 (s) + Fe (s) -> 3O2 (g) + NaCl (s) + FeO (s)

在未來的太空站或太空殖民地，美國宇航局的科學(xué)家希望通過種植植物來創(chuàng)造氧氣和消除二氧化碳。這些植物將提供可呼吸的空氣，并成為宇航員的食物來源。然而，一個(gè)必須解決的問題是如何在小空間里種植大量的植物——空間站上的生存空間是有限的。