氯酸鉀(KCLO3)

氯酸鉀

KCLO3一般指本詞條

氯酸鉀（Potassium Chlorate），化學式為KClO3，分子量為122.55。

為無色片狀結晶或白色顆粒粉末，味鹹而涼，強氧化劑。常溫下穩定，在400℃ 以上則分解並放出氧氣，與還原劑、有機物、易燃物如硫、磷或金屬粉末等混合可形成爆炸性混合物，急劇加熱時可發生爆炸。因此氯酸鉀是一種敏感度很高的炸響劑，如混有一定雜質，有時候甚至會在日光照射下自爆。遇濃硫酸會爆炸。可與用二氧化錳做催化劑，在加熱條件下反應生成氧氣。由離子構成。氯酸鉀絕不能用以與鹽酸反應製備氯氣，因為會形成易爆的二氧化氯，也根本不能得到純淨的氯氣。

基本介紹

  • 中文名：氯酸鉀
  • 英文名：Potassium Chlorate
  • 別稱：白藥粉
  • 化學式：KClO3
  • 分子量：122.55
  • CAS登錄號：3811-04-9
  • EINECS登錄號：223-289-7
  • 熔點：356℃
  • 沸點：400℃（分解）
  • 水溶性：73 g/L (20 ºC)
  • 密度：2.32g/cm3
  • 外觀：無色單斜晶體或白色粉末
  • 安全性描述：S13-16-27-61
  • 危險性符號：O,Xn,N
  • 危險性描述：R9-20/22-51/53-52/53
  • 危險品運輸編號：CN 5103/UN 1485
  • 危險性類別：5.1
理化性質,物理性質,化學性質,主要用途,合成方法,儲存方式,安全守則,注意事項,泄漏應急處理,防護措施,急救措施,操作儲存,常見謠言,安全信息,計算化學數據,

理化性質

物理性質

無色或白色不含結晶水的結晶體，或者白色粉末。味鹹而涼，有毒，內服2-3g就可能引起中毒而死亡。微溶於乙醇，溶於水和鹼溶液。但在水中的溶解度比氯酸鈉小，並且隨著溫度升高而急劇上升。每100g水中的溶解度在20℃時是7.1g，在100℃時是56.4g。不易潮解。

化學性質

氯酸鉀是強氧化劑。如有催化劑等存在，在較低溫度下就能分解而強烈放出氧氣。這裡特別需要說明的是，氯酸鉀分解放氧是放熱反應。在酸性溶液中有強氧化作用。與碳、磷及有機物或可燃物混合受到撞擊時，都易發生燃燒和爆炸。
受熱分解：2KClO3=2KCl+3O2[有催化劑時（如MnO2等）可加速分解]
與濃硫酸反應的化學方程式如下：
KClO3+H2SO4=KHSO4+HClO3
3HClO3=HClO4+2ClO2↑+H2O(氯酸不穩定，會歧化為高氯酸、二氧化氯和水)
2ClO2=Cl2+2O2(二氧化氯也不穩定，會分解為氯氣和氧氣)
總反應方程式：3KClO3+3H2SO4=3KHSO4+HClO4+Cl2↑+2O2↑+H2O
此反應生成的氯酸、高氯酸、二氧化氯的濃度非常高，極易爆炸。

主要用途

氧化劑；測定錳、硫、鎳、銅和硫化鐵；炸藥原料；製藥；實驗室制氧氣。
氯酸鉀用途較廣，用於炸藥、煙花、鞭炮、高級安全火柴,醫藥、攝影藥劑、分析試劑、氧化劑及火箭、飛彈推進劑等。在同系列的推進劑中,含氯酸鉀的推進劑比含氯酸銨的推進劑燃燒的快,燃燒能夠進行的最低壓力較高,燃速指數很高。還可用作解熱、利尿等的藥劑。分析試劑。氧化劑。氯酸鉀在加熱的條件下，以二氧化錳為催化劑，可以生成氯化鉀和氧氣，化學實驗室不常用加熱氯酸鉀的方法制氧氣。（氧氣不純且危險）

合成方法

由飽和食鹽水溶液進行電解製得氯酸鈉溶液，與氯化鉀進行複分解反應再分離，精製製得。
1、電解法：將飽和食鹽水溶液進行電解製得氯酸鈉溶液，與一定量的氯化鉀進行複分解反應，反應液經冷卻至35℃以下時析出結晶，分離出母液，將粗製氯酸鉀進行精製，待精製液含氯酸鉀280g/L、氯化鈉40g/L以下時，再進行二次冷卻至25℃析出結晶，經離心分離、水洗、在65 ℃下氣流乾燥、粉碎，製得氯酸鉀成品。其反應式如下：
NaCl+3H2O→NaClO3+3H2
NaClO3+KCl→KClO3+NaCl
2、化學法：將石灰加水溶解消化製成石灰乳後送至氯化塔，通入氯氣反應生成氯酸鈣等，反應液含氯酸鈣>50g/L、次氯酸鈣<25g/L，加入硫化鹼除去游離氯，經壓濾，使濾液與加入的氯化鉀進行複分解反應，溶液經蒸發濃縮、冷卻結晶、離心分離，得到的粗氯酸鉀結晶進行精製，再經溶解、重結晶、離心分離、65 ℃下氣流乾燥、粉碎，製得氯酸鉀成品。其反應式如下：
6Ca(OH)2+6Cl2→Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O
Ca(ClO3)2+2KCl→2KClO3+CaCl2
3、在K2CrO4存在下電解KCl溶液製取。把100g KCl溶於150mL水。加1g K2CrO4在40～60℃電解14h，不時加水。鉑板為電極，陽極面積約25cm2，陰極面積約15～20cm2，電壓6～10V，陽極電流密度0.2A/cm2。電解結束後將溶液冷卻。析出的KClO3結晶抽濾和洗滌。可用重結晶法純制。100g產品溶於300mL沸水，趁熱過濾，濾液冷卻後結晶。抽濾，洗滌，30～40℃乾燥，產量90g，產率90%。
4、將100kg潔淨蒸餾水加到50kg工業氯酸鉀中，攪拌並加熱，使之溶解，在沸騰時趁熱過濾，除去不溶物，用水冷卻至20℃，自然結晶，待結晶完全後，離心甩乾，在不超過100℃的溫度下烘乾，即為成品。一次結晶不合格，可重結晶。

儲存方式

密封陰涼保存。不宜在日光下長時曝曬，並防止與有機物和其他易氧化物接觸，氯酸鉀特別不能與銨鹽混合，否則生成會自燃甚至自爆的氯酸銨。

安全守則

由於氯酸鉀與硫、磷、碳等還原性物質及有機物、可燃物混合時，經摩擦或撞擊後就會發生燃燒和爆炸，甚至會出現自發性的爆發，所以需小心處理，含氯酸鉀的火藥就要避免和硫磺接觸，否則會出現猛烈爆燃。需要尤其注意的是，氯酸鉀和磷(無論是哪種形態的磷)混合稍微摩擦，就有猛烈爆炸的危險。
氯酸鉀有毒，能使血紅蛋白變性並分解，誤食會引起急性中毒，致死量為10g。

注意事項

泄漏應急處理

隔離泄漏污染區，限制出入。建議應急處理人員戴自給式呼吸器，穿一般工作服。不要直接接觸泄漏物，勿使泄漏物與有機物、還原劑、易燃物接觸。小量泄漏：用潔淨的鏟子收集於乾燥、潔淨、有蓋的容器中。大量泄漏：用塑膠布、帆布覆蓋，減少飛散。然後收集、回收或運至廢物處理場所處置。

防護措施

呼吸系統防護：可能接觸其粉塵時，建議佩戴自吸過濾式防塵口罩。
眼睛防護：戴化學安全防護眼鏡。
身體防護：穿聚乙烯防毒服。
其它：工作現場禁止吸菸、進食和飲水。工作畢，淋浴更衣。保持良好的衛生習慣。

急救措施

皮膚接觸：脫去被污染的衣著，用大量清水沖洗。
眼睛接觸：提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗，並及時就醫。
吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫。
食入：飲足量溫水，催吐，就醫。
滅火方法：用大量水撲救，同時用乾粉滅火劑悶熄。

操作儲存

密閉操作，加強通風。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防塵口罩，戴化學安全防護眼鏡，穿聚乙烯類高級烷烴製成的服裝防毒服，戴橡膠手套。遠離火種、熱源，工作場所嚴禁吸菸。遠離易燃、可燃物。避免產生粉塵。避免與還原劑、酸類、醇類接觸。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。禁止震動、撞擊和摩擦。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不超過30℃，相對濕度不超過80%。包裝密封。應與易（可）燃物、還原劑、酸類、醇類等分開存放，切忌混儲。儲區應備有合適的材料收容泄漏物。

常見謠言

謠言1：氯酸鉀與濃鹽酸反應主要生成氯氣
此為謠言：濃鹽酸和氯酸鉀的反應如下：KClO3 + 6HCl = KCl + 3Cl2 ↑+ 3H2O其中發生氧化反應的氯原子和發生還原反應的氯原子的質量比是……
駁斥：有文獻明確指出：勿使用氯酸鉀製備氯氣，用KClO3法制Cl2不安全，純度也低，顏色深是由於氯的氧化物（以ClO2為主）。二氧化氯易燃易爆，極易造成事故。切勿受到網路上及教學中某些無知言論的蠱惑！
進一步來說，隨著二氧化氯消毒劑的推廣使用，一些正確的中學習題也明確指出，鹽酸與氯酸鉀的正確反應，如以下例子：
氯酸鉀與濃鹽酸在一定溫度下反應會生成綠黃色的易爆物二氧化氯，反應的化學方程式為：
2KClO3+4HCl（濃）═2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O。
該習題出自湖北省武漢市部分重點中學11-12學年高一上學期期中聯考（化學）第18題
謠言2：氯酸鉀和亞硫酸氫鈉發生氧化還原反應主要生成Cl-
駁斥：氯酸鉀與亞硫酸氫鈉反應形成二氧化氯：2ClO3-+HSO3-+H+=2ClO2+SO42-+H2O，上述謠言不僅僅是錯誤的，更嚴重的是如果模仿有可能導致爆炸。

安全信息

危險運輸編碼：UN 1485 5.1/PG 2
危險品標誌：氧化劑有害危害環境
安全標識：S13S16S27S61
危險標識：R9R20/22R51/53

計算化學數據

1、疏水參數計算參考值（XlogP）：無
2、氫鍵供體數量：0
3、氫鍵受體數量：3
4、可旋轉化學鍵數量：0
5、互變異構體數量：無
6、拓撲分子極性表面積（TPSA）：57.2
7、重原子數量：5
8、表面電荷：0
9、複雜度：49.8
10、同位素原子數量：0
11、確定原子立構中心數量：0
12、不確定原子立構中心數量：0
13、確定化學鍵立構中心數量：0
14、不確定化學鍵立構中心數量：0
15、共價鍵單元數量：2

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