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纯水的制备方法不同，水的质量也不同，主要方法有蒸馏法、离子交换法、电渗析法和电泳法等。
1.蒸馏水
根据水与杂质的沸点不同，将自来水用蒸馏器蒸馏冷凝后得到的水称为蒸馏水。由于可溶性盐不挥发，在蒸馏过程中留在剩余的水中，因此蒸馏水比较纯净。蒸馏水中的少量杂质，主要有来自二氧化碳溶在水中生成的碳酸，使蒸馏水显弱酸性；冷凝管和接收器本身的材料可能或多或少地进入蒸馏水，这些装置所用的材料一般是不锈钢、纯铝或玻璃等，可能带入金属离子；蒸馏时少量液体杂质呈雾状飞出而进入蒸馏水。一次蒸馏水的纯水仍含有微量杂质，只能用于定性分析和一般的工业分析。对精确的定量分析和高纯度仪器的洗涤，必须采用多次蒸馏得到的二次、三次甚至更多次的高纯蒸馏水。
在蒸馏水中加入少量高锰酸钾和氢氧化钡再次进行蒸馏，以除去水中极微量的有机杂质、无机杂质以及挥发性的酸性氧化物（如CO 2 ），这种水称为重蒸水（二次蒸馏水）。如要使用更纯净的蒸馏水，可进行第三次蒸馏，用于要求较高的实验。近年来出现的石英亚沸蒸馏器，它的特点是在液面上加热，使液面始终处于亚沸状态，蒸馏速度较慢，可将水蒸气带出的杂质减至最低，同时蒸馏时头和尾都弃 1 /4，只接收中间段，在整个蒸馏过程中避免与大气接触可制得高纯水。高纯度的蒸馏水要用石英、银、铂、聚四氟乙烯蒸馏器，以免玻璃中所含钠盐及其他杂质会慢慢溶于水，而使水的纯度降低。
蒸馏法的优点是操作简单，成本低，不挥发的离子型、非离子型物质均可除去；缺点是纯水产量低，纯度不高。
2.去离子水
用离子交换法制得的水称为离子交换水，因为溶于水的杂质离子已被除去，所以又称为去离子水。去离子水的纯度很高，因未除去非离子型杂质，含有微量有机物，故为三级水。
具体操作为将水依次通过阳离子交换树脂柱、阴离子交换树脂柱及阴阳离子树脂混合交换柱，水中的阳离子就被阳离子交换树脂所吸附，阴离子就被阴离子交换树脂所吸附，自来水就变成了纯水。
离子交换法的优点是产量大，成本低，水质高；缺点是操作较复杂，水中有机物较难除去，尚有少量树脂溶解在纯水中。离子交换法适合学校实验室用纯水。
3.电渗析水
用电渗析法制得的水称为电渗析水。利用离子交换膜在直流电场的作用下，使水中的阴、阳离子透过阴、阳离子交换膜，达到除去杂质离子净化水的目的。
电渗析法去除杂质的效率不是很高，比蒸馏水纯度略低，接近三级水的质量。
4.特殊用水
①无二氧化碳水。将蒸馏水或去离子水置于烧瓶中，煮沸 10 min，立即用装有钠石灰干燥管的胶塞塞紧瓶口，冷却后即可。常用于酸碱滴定法中碱标准溶液的制备。
②无氧水。将普通纯水置于烧瓶中，煮沸 1 h，立即用装有玻璃导管（导管与盛有 100 g/L焦性没食子酸碱性溶液连接）的胶塞塞紧瓶口，冷却后即可。常用于氧化还原滴定法中某些物质的测定。
③高纯水。将蒸馏法、离子交换法或电渗析法制备的纯水作为水源，经超纯水制备装置可制得不含有机物、无机物、微粒固体和微生物的超纯水，储存于聚乙烯、有机玻璃或石英容器中。常用于原子光谱、高效液相色谱等仪器分析中。
④不含氯的水。加入亚硫酸钠等还原剂将自来水中的余氯还原为氯离子，用附有缓冲球的全玻璃蒸馏器进行蒸馏。
⑤不含氨的水。向水中加入硫酸至pH值小于 2，使水中的氨或胺都转变成不挥发的盐类，收集馏出液。
⑥不含酚的水。加入氢氧化钠至水的pH值大于 11（可同时加入少量高锰酸钾溶液使水呈紫红色），使水中酚生成不挥发的酚钠后进行蒸馏制得，或用活性炭吸附法制取。
⑦不含砷的水。通常使用的普通蒸馏水或去离子水基本不含砷，对所用蒸馏器、树脂管和储水容器要求不得使用软质玻璃（钠钙玻璃）制品，进行痕量砷测定时则应使用石英蒸馏器、聚乙烯树脂管及储水容器制备和盛储不含砷的蒸馏水。
⑧不含铅（重金属）的水。用氢型强酸性阳离子交换树脂制备不含铅（重金属）的水，储水容器应作无铅预处理后方可使用（将储水容器用 6 mol/ L硝酸浸洗后用无铅水充分洗净）。
⑨不含有机物的水。将碱性高锰酸钾溶液加入水中再蒸馏，在再蒸馏的过程中应始终保持水中高锰酸钾的紫红色不消退，否则应及时补加高锰酸钾。