氯酸盐

化学物质

氯酸盐是含有氯酸根（ClO3-）的盐类，化学式MⅠClO3或MⅡ(ClO3)2（MⅠ、MⅡ分别表示一价、二价正离子），有氯酸钾、氯酸钠、氯酸镁等。碱金属和碱土金属的氯酸盐均为无色晶体。具有强氧化作用，加热后放出氧，同时放热。与易燃物，如硫、碳、磷混合后，撞击时会有剧烈爆炸发生。不可同还原剂或易燃物质堆放在一起，一般易溶于水，氯酸钾的溶解度较小（20℃时100毫升水中只溶解7.1克）。氯酸盐主要用于工业生产方面。

理化性质

氯酸盐是氯酸所成的盐类，含有三角锥型的氯酸根离子—ClO3−，其中氯原子的氧化态为+5。氯酸盐有强氧化性，储存时应避免接触有机材料及还原性的物质。氯酸盐是一种比较强的氧化剂，切记不能把磷放入氯酸盐中，会爆炸。

氯酸盐曾用作烟火中的氧化剂，但由于稳定性不高，现大多已被高氯酸盐所代替。

氯酸盐的例子有：

氯酸钾—KClO3

氯酸钠—NaClO3

氯酸镁—Mg(ClO3)2

制备方法

氯酸钾的生产以电化法为主，而化学法只是在平衡氯气时采用，化学法只占氯酸钾总产量的十分之一。由两步法,即食盐水电解制得氯酸钠，而后再与氯化钾进行复分解反应，改为一步法，即由氯化钾一步电解直接制得氯酸钾，多年来国内外均在进行研究。大连氯酸钾厂在化工部天津化工研究院和大连图书馆等单位的协助下，由1979年就开始对氯化钾直接电解制氯酸钾一步法进行了试验研究，并获得了成功。

电解NaCl：NaCl+3H2O→高温电解→3H2+NaClO3

NaClO3和KCl发生复分解反应，生成KClO3和杂质盐，降温使KClO3析出。

金属氯酸盐一般通过氯气通入热的金属氢氧化物溶液中制备，如KClO3的制备反应：

3Cl2+ 6KOH → 5KCl + KClO3 + 3H2O

工业上生产氯酸钾时，先电解氯化钠溶液生成氯酸钠，再使之与钾盐反应沉淀制得氯酸钾。

其他氯含氧酸

氯的其他常见含氧酸列在下表：

俗名系统命名氧化态化学式盐类名称

次氯酸氯酸（Ⅰ）+1 HClO 次氯酸盐

亚氯酸氯酸（Ⅲ）+3 HClO2 亚氯酸盐

氯酸氯酸（Ⅴ）+5 HClO3 氯酸盐

高氯酸氯酸（Ⅶ） +7 HClO4 高氯酸盐

氯酸盐促进剂

氯酸盐一种氧化性很强的促进剂，与亚硝酸盐不同的是，它使用含量的范围比较宽，在磷化处理槽液中，氯酸盐的使用含量在0.5%～1%之间。氯酸盐在磷化液中稳定，因此，可以把其配制在磷化浓缩液中，若磷化剂的配方适当，相同浓度的磷化浓缩液既可作为配槽剂，也可作为补加剂。氯酸盐促进剂可直接氧化磷化过程中产生H2的和Fe2+，其反应如下：

3H2 + ClO3- —→Cl- + 3H2O

6Fe2++ ClO3- —→Fe3+ + Cl- + 3O2-

采用氯酸盐促进剂还能使磷化膜结晶细致、均匀，将氯酸盐与硝酸盐混合使用可大大提高这类促进剂的实际应用效果。这种混合促进剂广泛应用于喷淋磷化系统，将氯酸盐与问硝基磺酸钠混合使用同样能收到良好的使用效果，而且没有亚硝酸盐那种不稳定性和释放有害气体等不利因素。

但是，用氯酸盐作促进剂有一个很大的弊端，那就是随着磷化生产的进行，含氯酸盐药剂的不断添加，氯离子在磷化处理液中会越聚越多，若在磷化后水洗不彻底，氯离子就会残留在被处理工件表面上，尤其是残留在工件的焊接缝等处，会对以后的涂装质量产生十分不利的影响。氯离子还能以[FeCl3(PO4)]3-络合物的形式被结晶物质夹带在沉积膜中，不利于磷化膜的抗蚀。氯酸盐单独使用产生的磷化残渣很细，易在磷化膜表面形成浮灰，氯酸盐促进剂不适合铁系磷化和锰系磷化，仅适合于锌系磷化。

在磷化处理后不进行涂装而是钢铁的冷拉伸工艺，以氯酸盐为促进剂的磷化处理就显示出极其优越的应用价值。工件经过以氯酸盐为促进剂的磷化处理，所获得的磷化膜细致、均匀，而且较薄，因而可大大提高钢铁制品的拉伸性能。氯酸盐的主要应用形式是氯酸钠。

应用

氯酸盐在化学氧源中占有重要的地位，它以氯酸盐（如氯酸钠）或过氯酸盐为主体，以金属粉末或含碳物质为燃料，添加少量的催化剂、抑氯剂和黏结剂，经混合后干（湿）压或浇铸而成。使用时用电或明火引燃后，便能沿块体轴向等面积自动燃烧，这种燃烧现象，与蜡烛燃烧很相似，故名为“氧烛”。放出的氧气可以直接用于焊接或切割，经简单过滤后，可供人呼吸。由于是在产氧器中燃烧放氧，因此，可以达到人们所需的氧气压力。

氧烛是一种容易贮存和使用方便的固体氧源。这些化合物有效氧含量都很高，大约是同体积压缩氧（12 MPa）的7倍，相当部分化合物体积氧含量接近于液态氧的含量，有些甚至更高，如-183℃液氧密度为1.40 g/cm3，而LiCIO3的有效氧为1.45 g/cm3。氧烛比较稳定，不会产生泄漏现象，并且具有产氧迅速、产氧量大、设备体积小、重量轻、贮存期长等优点，可作为密闭空间（潜艇、航天飞机、地下坑道等）常备或应急用氧源，也可作为医疗急救用氧源，还可作为高原小客车内紧急供氧氧源，已被广泛用于航空、航海、野战供氧及民用等。在国外，氧烛的研究与应用一直受到军界和工业界的极大重视。俄罗斯“和平号”空间站使用的是以LiCIO3为主要成分的氧烛作为备用氧源。西方国家潜艇普遍采用氧烛供氧，在常规潜艇中它是唯一的供氧装置，在核动力潜艇中它作为应急供氧设备。

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