本章重点和难点
本章重点：
1． 氯气的性质
物理性质：氯气是黄绿色、有刺激性气味、能溶于水、比空气密度大、易液化的有毒气体。
化学性质：氯气具有强氧化性，能跟金属（如Na、Fe、Cu等）、非金属（如H2、P等）、水、碱溶液反应。
氯气的实验室制法：
反应原理：MnO2 + 4HCl(浓)＝MnCl2 + Cl2↑+2H2O；
发生装置：圆底烧瓶、分液漏斗；
除杂：用饱和食盐水吸收HCl气体；
干燥：浓H2SO4溶液；
收集：向上排空气法收集；
检验：使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝；
尾气处理：用氢氧化钠溶液吸收尾气。
2．卤族元素性质变化规律
递变性：（F→I）卤素原子得电子能力逐渐减弱；非金属性逐渐减弱；单质的氧化性逐渐减弱。
特殊性：F2会腐蚀玻璃；Br2易挥发；I2易升华。
（1） 卤化物的性质特点：
还原性：HF＜HCl＜HBr＜HI；
水溶液的酸性：HF＜HCl＜HBr＜HI；
热稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI。
（2） 卤化银的颜色、溶解性（AgF易溶于水，其他均难溶于水）、不稳定性（见光易分解）及用途（AgBr常作照相感光剂、AgI常用于人工降雨）。
（3） 物质的量应用于化学方程式的计算。
（4） 在化学方程式中，化学计量数与各反应物、生成物的物质的量之间的关系。
化学计量数之比等于组成各物质的粒子数之比，因而也等于各物质的物质的量之比。
本章难点：
1．卤素的原子结构与性质的关系；
2． 学会利用反应物、生成物特点及反应条件选择反应装置（对比O2、H2、CO2的制取装置进行分析）。
3．氯水的成份及性质（学生容易忽略除Cl2分子外其他微粒如H+、Cl-、 HClO的性质）；
4．溴和碘在不同溶剂中所形成溶液（由稀到浓）的颜色变化；
5．几种重要金属卤化物的性质及用途；
6．不同的卤素原子之间结合成的化合物如ICl、IBr.拟卤素如(CN)2、(SCN)2等与卤素单质化学性质相似。
本章考点：
1．氯水的成分及性质；
2．氯气与Fe、Cu等变价金属反应生成高价金属氯化物FeCl3、CuCl2等。
核心知识
卤素是最典型的非金属元素.高考考点有：(1)以氯为例，了解卤族元素的物理性质和化学性质；(2)从原子的核外电子排布，理解卤族元素(单质、化合物)的相似性和递变性；特殊性。
(3)了解HClO的重要性质和用途，并掌握漂白粉的组成、性质和用途.
本章知识在历届高考题中占有一定的比例.知识点考查较多的是卤族元素(单质、化合物)的相似性和递变性；Cl-、Br-、I-的性质与检验；HClO、ClO-等的重要性质；Cl2、HCl气体的实验室制法与性质；题型设计较为灵活，四种题型均能涉及，且有从无机反应到有机反应这样知识跨度较大的题目出现，以卤素知识为载体，设计出的信息迁移题，则体现了较好的能力测试功能.
在学习过程中，要注意通过对比、联想、归纳、推理等方法，使知识有序化、系统化、网络化，形成完整的知识体系和知识结构.建议采用下列程序：
1.结构：(原子结构)
2.性质：(1)物理性质：色、味、态，溶解性，熔沸点，硬度等
(2)化学性质：①与单质(金属、非金属)；②与水③与碱
3.用途：可由性质推出(也可用性质予以解释)
4.制法：(1)①原理；②装置：发生装置——净化装置——收集装置——吸收装置.(2)工业制法：①原理；②生产流程.
【实验总结】
一、Cl2、Br2、I2溶解性
Cl2 Br2 I2
水中 黄(溶) 橙(溶) 黄褐(微溶)
CCl4 黄(易溶) 橙红(易溶) 紫红(易溶)
二、碘跟淀粉的反应
①淀粉溶液中加碘水 现象变蓝色
②NaI溶液中加淀粉溶液 无上述现象
说的单质I2遇淀粉溶液变蓝 I-则不能
三、氯、溴、碘之间的置换反应
①湿KI淀粉试纸 变蓝(现象) Cl2+2I-=2Cl-+I2
②NaI溶液 黄褐 变蓝 Cl2+2I-=2Cl-+I2
③NaI溶液 黄褐 变蓝 Br2+2I-=2Br-+I2
④NaBr溶液 橙色 Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
⑤NaBr溶液 无明显变化
几个例题
例1．氟、氯、溴、碘性质上差异的主要原因是（ ）
A．原子的核电荷数依次增多 B．原子核外电子层数依次增多
C．原子核外次外层电子数依次增多 D．原子量依次增大
解析：物质结构决定其性质。
氟、氯、溴、碘原子在结构上的差异，是性质不同的根本原因，而结构上的差异主要是原子核外电子层数依次增多，所以答案应为B。
答案：B
例2．按卤素原子核电荷数递增的顺序,下列各项变小或变弱的是（ ）
A．原子半径 B．单质的氧化性
C．离子半径 D．氢化物的稳定性
解析：结构上的变化，决定其性质的变化。
随着卤素原子的核电荷数递增，其原子核外电子层数逐步增加，原子半径和离子半径都应逐步增大，所以答案不是A和C，又因为随着卤素原子半径的增大，原子核与最外层电子距离增大，原子核对最外层电子引力减弱，得电子能力也减弱，所以B答案是正确的。又因为随着卤素的非金属性越弱，其所形成的氢化物越不稳定，所以D答案也是正确的。
答案：B、D
例3．对某宇航员从天外某星球取回的样品进行如下实验：①将气体样品溶于水发现其主要成份A易溶于水；②将A的浓溶液与MnO2共热，生成一种黄绿色单质气体B，B通入NaOH溶液中生成两种钠盐；③A的稀溶液与锌粒反应生成气体C，C与B组成的混合气体经光照发生爆炸，生成气体A。据此回答下列问题：
（1）写出A、B、C的化学式A________、B__________、C___________。
（2）写出A的浓溶液与MnO2共热的化学方程式_____________________
（3）写出B通入NaOH溶液生成两种钠盐的化学方程式 _____________
（4）科研资料表明：如果该星球上有生命活动，则这些生物可能从这些星球上液态氨的海洋中产生，因为那里的液氨相当于地球上的水。据此推测：该星球上是否有生命活动？简述理由。
解析：本题是将氯气、氯化氢等有关的基础知识置于新情境中，考查学生的综合运用知识能力及思维联想能力。首先抓住MnO2和浓盐酸反应可制氯气，则（1）至（3）小题就能迎刃而解了。根据第（4）小题给出的新信息可产生联想：氨和氯化氢不能共存，发生反应：HCl+NH3＝NH4Cl，进而得出正确结论。
答案：（1）HCl、Cl2、H2
（2）MnO2 + 4 HCl（浓） MnCl2 + Cl2 ↑ + 2H2O
（3）Cl2+ 2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
（4）不可能有生命活动。因为该星球上外层空间存在的HCl极易和NH3发生如下反应：HCl+NH3=NH4Cl，故该星球上不可能有生命活动。
例4．将0.2 mol MnO2和50 ml 12 mol/L盐酸混合后加热，反应完全后，向剩下的溶液中加入足量的AgNO3溶液，生成AgCl沉淀物质的量为（不考虑盐酸的挥发） ( )
A．等于0.3 mol B．小于0.3 mol
C．大于0.3 mol ，小于0.6mol D．等于0.6mol
解析：该题的解题思路是：
盐酸中，n(HCl)=50×10-3 L×12 mol/L=0.6mol，由实验室制氯气的反应
MnO2 + 4 HCl（浓）MnCl2 + Cl2 ↑ + 2H2O
1 4
0.2 mol 0.6mol
可知，MnO2过量，则0.6 mol HCl 中最多有0.3 mol被氧化。但实际上，此题中隐含条件为：随着反应的进行，导致盐酸浓度下降，当转变为稀盐酸时，由于还原性减弱，反应终止，因此被氧化的HCl必然小于0.3 mol，即溶液中Cl－的物质的量必然大于0.3 mol，产生AgCl的物质的量也应大于0.3 mol ，小于0.6mol，故正确答案为 C。
答案：C。
例5．根据下图所示的转化顺序及实验现象，推断图中的各物质。A是_________ ；B是_____；C是_______；D是________ ；E是_______ ；F是__________ ；G是_________ ；H是__________ 。
解析：这是一个综合推断题，利用到了实验室制氯气、浓硫酸与KCl反应生成HCl、氯气置换溴单质(暗红色液体)、溴置换单质碘(遇淀粉变蓝色)、生成AgBr沉淀不溶于稀硝酸等反应，考查知识较全面。
答案：浓盐酸；MnO2；Cl2；KBr；KCl，Br2；KI；I2。
课外知识
卤素的发现
氟的发现
1886年，氟由法国化学家莫瓦桑（H.Moissan）发现。其实，在此之前，氟的化合物早已为人们所知。由于氟的特殊活泼性和它的化合物的高度稳定性，凡是制备氯、溴、碘的方法都不能用来制备氟；而且氟的化合物的毒性很大，好几位试图发现它的单质的科学家都遭受了氢氟酸中毒的痛苦，有的甚至因严重中毒而身亡。用电解的方法也因为电极或容器受侵蚀而难于制备氟。莫瓦桑改进了实验，将干燥的氢氟化钾溶解于氢氟酸制成溶液，作为电解液，用铂铱合金作电极，在－23℃的低温下，制得了氟气，并观察到氟和硅反应产生的火焰。因此，摩瓦桑获得了1906年的诺贝尔化学奖。而他本人也为此付出了惨重的代价，在获得诺贝尔奖的次年，才54岁的莫瓦桑即因中毒太深而离开人世。
氯的发现
1774年瑞典化学家舍勒（G.W.Scheele）用软锰矿（二氧化锰）与盐酸混合起反应时，产生有刺激性气味的气体，这种有刺激性气味的气体早在13世纪已经被应用王水的炼金师们所熟悉了。但是限于当时的历史条件，燃素说还在盛行，舍勒认为这种气体是“无燃素的盐酸”，后来又把它叫做“氧化盐酸”。经过许多人的研究，分解“氧化盐酸”的实验都失败了，后来戴维才确定它是一种单质，命名为“氯”，希腊文中是“绿”的意思。
溴的发现
1826年法国化学家巴拉德（A.J.Balard）发现溴。他研究从海水制盐剩余的苦卤时，发现当加入氯水，苦卤的颜色会加深，显棕黄色。他用氢氧化钾处理后，颜色又消失。把液体蒸干后的残留物用二氧化锰和硫酸处理，产生红棕色蒸气，它凝结为深红棕色的液体，并有恶臭。后把它命名为“溴”，希腊文中是“恶臭”的意思。
碘的发现
1811年法国药剂师库尔瓦特（B.Courtois）发现碘。他用硫酸处理海藻灰的母液时，因为硫酸的用量过大，意外地观察到紫色的蒸气。这种紫色的蒸气在冷的物体上凝结以后，出现暗黑色固体，光泽与金属相似。碘在希腊文中是“紫”的意思。
砹的发现
1920年，根据原子序数和玻尔理论推断出砹的存在。根据同族元素的性质，它被认为是一种放射性元素。以后用X射线从发射光谱、忽然放射性两方面进行研究，人们发现在自然界，砹极少量地存在于铀矿物和钍矿物的放射性衰变产物里。
1940年，考尔逊（Corson）用α-粒子轰击铋制得砹（211At），它的半衰期为7.2 h。 世界上第一次化学武器的使用
世界上第一次化学武器的使用是在第一次世界大战期间。1915年，德国军队与英法联军为争夺比利时伊伯尔地区展开激烈的交战，双方对峙达半年之久。德军为了打破欧洲战场长期僵持的局面，决定使用化学毒剂。他们在阵地前沿设置了5730个盛有液氯的钢瓶， 4月22日，出现了有利于德军的风向，德军打开了早已准备好的钢瓶，顿时，阵地上升起一片黄绿色的“烟雾”，并以2～3 m/s的速度吹向英法联军阵地。面对扑面而来有刺鼻怪味的剧毒气体，英法联军阵地上，士兵大乱，手足无措，迅速溃退。跟在烟云后面的德军未遭任何抵抗，便一举突破英法联军防线。
这次攻击，毒气一直扩散到英法联军阵地纵深达25 km，致使英法联军15 000人中毒，5 000多人死亡。但德军也有数千人中毒，德军获得了全面胜利。德军虽然暂时获得了这场战役的胜利，但也因此在历史上留下了不光彩的一笔。
世界上第一批防毒面具的发明
毒气攻击的显著战果引起了交战各国的极大重视，从此，一些国家竞相研制化学武器，并开始了化学武器与防化武器之间的角逐，并先后研制出毒性更高的沙林、梭曼、维埃克等著名化学武器。而防毒面具的发明，却是得益于动物的贡献。原来，在这次毒气攻击之后，防线一带的禽兽也大都中毒，可是野猪却幸免于难，这引起了生物学家的极大兴趣。通过反复观察、调查和试验发现：野猪在嗅到刺激性气味时，马上用嘴巴拱地来躲避刺激。这样，拱起的土壤颗粒就起到了吸附毒气的作用，从而使野猪生存下来。根据野猪的启示，科技人员用此原理研制成了世界上第一批防毒面具，防毒面具里面装有可以吸附毒气的活性炭、硅藻土等物质。有趣的是，其外形倒真有点像野猪的嘴。
AgBr与变色眼镜
盛夏季节，阳光强烈，人们为了避免强光辐射，往往喜欢戴上变色眼镜来保护眼睛。它在强光照射下颜色变深，在弱光下颜色变浅，甚至是无色透明，变色眼镜的奥秘在哪里呢？
原来，在变色眼镜的镜片上有一种感光性强的物质AgBr，还有少量的CuO催化剂。AgBr是无色透明的晶体，在强光照射下，见光分解，变成许许多多黑色的银的微小晶粒，均匀地分布在镜片上，阻挡光线通行，使镜片颜色变得暗淡。待回到稍暗一些的地方，在氧化铜的催化作用下，银和卤素重新结合，生成卤化银，镜片又恢复透明。原来，看上去奥秘无穷的变色眼镜原理是这么简单。
由此我们不禁想到，照相机快门一开一合的瞬间，一个和以上原理类似的化学反应发生了，照相胶卷上涂着薄薄的一层乳胶，里面均匀地布满了溴化银颗粒。照相机快门一开，光线就透过镜头照到胶卷上。当溴化银分解生成的银粒按照感光的强弱深浅不等地分布在胶卷上时，这便是照相底片，再经过显影、定影的过程，一张照片便诞生了。
氟化物与“不粘锅”
“不粘锅”是一种深受人们喜爱的厨房用具，这种不粘锅与普通锅的外型并没有什么区别，只是在锅的内表面多涂了一层聚四氟乙烯。“不粘锅”就是利用聚四氟乙烯优异的热性能、化学性能、易清洁性能和无毒性能制成，聚四氟乙烯也因此被人们美誉为“塑料王”。
聚四氟乙烯俗名特氟隆，英文为teflon，具有良好的耐化学腐蚀性和耐老化性能，用它做成的制品在室外放置，任凭日晒雨淋，二三十年都毫无损伤，因而被广泛应用在生活和化工中，如代替钢制造轴承，用于工业吸收塔和耐腐蚀容器等。
近些年来，人们对聚四氟乙烯进行了改造，不但使这种材料具有“生物相容性”，而且加工方便，制成了各种人体医疗器具，如胃镜、钳、导管和人体器官的替代品（如心脏补片、人造动脉血管、人工气管等）。
然而，随着时间的推移，它也给人们带来了麻烦。科学家们在7月19日出版的《自然》杂志上报告说，特氟隆的分解会产生长期存在于环境中的潜在的有害化合物，积累起来可能会损害植物。但现在还没有必要拉响警报。美国的环境科学家说：“我们不必立即停止使用特氟隆，只是我们应该做更好的环境试验”。
是啊，科学是无止境的，为了我们的家园更美好，让我们携起手来，建设一个绿色环保的世界。
臭氧层的破坏与致冷技术的创新
1985年,英国南极考察队在南极的哈利湾发现了南极臭氧空洞。最近，中日科学家经过200多天的联合科考，又收集了大量有关青藏高原上空臭氧低谷的第一手资料， 随之青藏高原是否会继南北两极后出现第三个臭氧空洞成为举世瞩目的热点。
臭氧层究竟是什么呢？臭氧分子是由三个氧原子构成，它的存在对于地球生物至关重要，它能阻挡高能量的紫外线辐射到地表，被喻为地球的“保护伞”。但近些年来，由于人造化工制品氟里昂的污染，对臭氧层起了致命的破坏，南北极和青藏高原相继发现臭氧空洞或臭氧亏损，致使当地居民白内障等疾病发病率增加，动植物变异，冰川消融加聚，生态环境受到威胁。
那么，氟里昂这位“臭氧杀手”又是何许“人”也？氟里昂的化学名称叫二氟二氯甲烷，它一经释放就会慢慢上升到地球大气圈的臭氧层的顶部，在那里，紫外线会把氟里昂气体中的氯原子分解出来，氯原子再把臭氧中的一个氧原子夺去，使臭氧变成了氧气，从而起到减少臭氧的作用。
本世纪30年代，氟里昂在美国杜邦公司问世，作为一项新技术，氟里昂开创了人类制冷技术的新天地 。直到70年代初，科学家们经研究发现氟里昂是破坏臭氧层的罪魁祸首。此时如何在制冷剂和制冷技术上开发创新，寻找新的有利环境保护的替代物，是制冷业面临的重大课题。
以吸收式制冷替代压缩式制冷
吸收式制冷已有100多年的历史，目前应用较广的是溴化锂（LiBr）吸收制冷机，主要用于中央空调项目。这种产品以水为制冷剂，LiBr溶液为吸收剂。这两种物质无毒无害，不破坏臭氧层，从环保角度上讲，吸收式制冷是中央空调项目的理想选择，因而被许多国家作为替代物所采纳。
寻找新的制冷剂
欧洲一些国家主张使用天然制冷剂，如水蒸气、氨、碳氢化合物、二氧化碳等。氨具有优良的传热性能，价格低廉，但对铜有腐蚀，且有特殊气味，安全性低；碳氢化合物易燃，使用受到限制，在欧洲多应用于家用冰箱、空调系统；二氧化碳作为致冷剂已有较长历史，但在高温环境下运行效率低，技术上一时难以克服。而美国等国则支持开发氟化烷类替代物，它是有效地综合考虑安全、性能和环境相互平衡的性质，但缺陷为能耗大、制造成本高，与通常采用的矿物润滑油不相容，有一定的毒性。
最近，市场上轰轰烈烈推出“无氟冰箱”，人们不禁发出疑问：“无氟冰箱”真的无氟吗？替代CFCl－11或CFCl－12的致冷剂、发泡剂、气雾剂到底使用了什么？据了解所知，这些替代品无一例外地仍然含氟，所不同的是，有的不再含氯了，有的尽管含氯，却进入平流层不那么容易破坏臭氧了。
从长远看，采用生物圈中固有的对环境不起任何破坏作用的物质作为致冷剂是发展的方向，保护自然环境，就是保护人类自己，保护人类的未来
 |
