氯酸钾热分解温度的测定

实 验 研　

氯酸究 热钾分 温解度 的测 定

任　 峰 郭，孝　兵

２ ３ ６００ １ ）　 （合 肥 市第一 中学 ， 安徽 合肥

摘要 针：对 献 文中 对 Ｃ ＫＩ Ｏ　热分 解温 度 不有同看 法 设，计 氧 把气传感 和 高器温 感器传 合组分别运 用 于 探 究Ｋ １ ０Ｃ 　热 的 分实 验　

解以及Ｋ Ｃ １０ ３ Ｍ和ｎＯ 混２合 体 系热 分的 解 实 。验结 表 明，果Ｋ ＣＩ Ｏ 　 热的 分 解 度温 ３ 为６８ ￣ ±Ｃ ℃； Ｋ５Ｃ １ ０ 　和 Ｍ Ｏｎ　 合 体混 系的 解 温分 度因　 二者配 比 同不影响的而相 差很 大 。 　

关键词 ：

氯酸钾 ； 分热解 氧气；备　 制文章号编 ：１ ００ —５ ６６ ９２ （ ２０１ ４ ８ —） ０ ０６１ ～ ０ ３ 中图　 分类 ：号Ｇ ３ ６３． ８ 　文献识码： 标Ｂ　

加氯酸热钾取制 量氧气少 我国是中初 学化教广材

泛选　 用一的 经典 实验个， 因研究而 氯钾的分解酸 温度　

取支一 ３２ ￣ ３ ０ ０ ｍ ｍ 大试管 ，其 向加入中大约 ４ ０ ．ｇ　

酸钾 氯 分析（ 纯 ， 天市津大天化 实 工厂验 ） 并， 固定 在　 铁架 上 台 。把高传温器感探头 小心 插入地品药， 然后　

内把气氧感传 插在器管试 Ｌ Ｉ ，验实装 置图如 １ 所 示（省略　 持仪器夹） 打。开 Ｌｏ ｇ ｇｅｒ 　 ｒ ｏＰ件软 开始，采集据 。数点燃 　酒 灯加精热 试管，以 氧气的积体数为分纵标 坐 以，温度　

和速

率 的文 比献 多较， 这 但些 文在 涉献到 及氯酸钾 　 的具体分解温度 ，时 大语都焉详 不相差较大。 或们我 在　比

较这些 文 时献现 发 ，人得们出 不同结论 的 要原主因 在　于Ｋ １Ｃ０ 热分　解 过程 的复 性 以及杂验 实手段、实 条验

件　、 验实方法 的不同 其 中。最重 的要一在于不好点判 断

氯 酸　具体钾的 分解 时刻 ， 例如热 重分析 过程 中于氯　由酸 受钾热 崩射 导质 致量减少， 但常使 验实 者 误为以 　是

为

横标坐 ，得到 曲线 如 ２图 所 ； 示以氧气的积分体和　数温 为度 纵标 ，坐以时 间横坐标为， 到两条得曲 如线 图３

　１● 。 Ｊ ．． ． ．　 ． ． ．●　 ｛ 　 ● ● ． ．１． ．， 　 ． ． ｛， 　 　ｊ ０　

所

示。 　

其分

解 所 致。我 们 热受分析重 理原启的发， 运用 氧 气传 　感器和高 温感 器传以可时实监 氧测浓度 气加热和温 度　的优 势 ，在 持加续热酸钾氯直到分解其时， 容 器 内气　 氧的浓度突会增 然 加 ，以来此确定 氯酸 分钾解 具体 温的

度，　从 化解而这难一题 。 　

１　 氯 钾 酸的热 分解 　

１ ．１ 献文 综

述　图

１验实 装置　

我

查们阅 各了种化 学 手册、大量 文 献， 发 人 现　 对于们Ｋ Ｃ １ ０ 　 热分 的温 度 解 ，甚至熔点 的认 识还 存在 混 　乱处 。 其之 ，中代 表 性的观 点 以下几种 有 朱： 祥文 ［等 １ 】 　为认ＫＣ ＩＯ 　 熔点 ３５６ 　 ｏ Ｃ ， 热加至４ ０ ０ 　 ｏ Ｃ 左 右 转 时 变为 　Ｋ ＣＩＯ 　和 Ｋ Ｃ１， ５５０ ￣ Ｃ时放 出全 释氧 部。赵 继 周口 　 认 　为 纯ＫＣ １ ０　 加热到 ３ ５ ６￣ 时Ｃ 熔化即， 到 ３ ５９￣ Ｃ时即 分 为　解

温（ ℃）度 　

一 　

氯高 钾 酸和氯化 钾， 同时有少 氧量气生 成。 试在 剂手　 册 ３ 【 中描　述Ｋ Ｃ Ｉ Ｏ 　 的性 质 ：为 加热 到 ６ ８ ３￣ Ｃ￣ Ｕ 发 生分 　

解生 成氯化而钾高及酸钾氯 ，加热则分解为氯再钾化及　 氧 气 ，熔点 ６３８ ￣ 。 兰Ｃ化学氏手　册 认 氯为酸钾熔为点　

图２ 氧气 度 随温浓度 变 的　化

３６ ｏ８ Ｃ，沸点 于 ４ ０ 大 ０ ￣Ｃ 。 而现代化试学 手册剂　认为 ：

氯酸　钾熔点 ３ ６５￣ Ｃ ，约４ ０ ０￣ Ｃ 开始 解 分， 加至热６ ０１％ 　 放出时有的氧。 　所１

２．实验 　 日 　

ｉ可 （ ｓ』　

图

３ 氧 浓气 度和温度随 时间 变的化 　

实验均 用采Ｖ ｅｒｎ ｉ ｒ ｅ司 公 ａ Ｌ ｑ ｕ ｅ ｓ ｂｔ 数 据采 集 器和　

对

图和图２３ 曲分线如析： 　下

氧传 气感器 、 热电 偶高温感传器 采。集软件 为 Ｖ ｒ ｎ ｉｅｅ ｒ

公司　 的 Ｌｏｇ ｇ ｅｒ 　Ｐ ｒ ｏ 　 ． ８３． ４ 。 　化

学教 学　 ２ ０ ４ｌ年第 ８期

　

（１） 热加大试 管 内前的气 中空氧 气的 体积分 为　数

２

０ ． ％８。刚 始开加热， 时试 内管温度 断不升上， 氧气的但　－

６１． 　

实

验研 　

究体积分数却略有下降 原。因药品中是有少量含分，水 　

加时热产生的少水蒸量气得氧气使含量的略下降。 有　 （ ２）在 温 度达 到 ３ ０７ ｏ　 Ｃ时 氯 酸钾 开 始 部 分 熔　 ， 化此时， 氧 浓度 开气始 迅速 升高 ，温 度继 升 续高到 　 述上验方法分别实行进实验，并 集数据 采 。　

３ ０ ℃， 即８不加在化催剂，时在３ ０ ￣７Ｃ 附近 酸钾才有 明氯　显

的分 解。 　

（

３ ） 持加续 ，热在 酸氯继钾续化过熔 程中 有，一段

　

时试间管 内温略有度低，降由３ ８ ０ ￣ Ｃ降低 １ ２℃ 然后在， 　 ３６８ ￣ Ｃ 左右 保不变 ， 持待 氯酸完全 钾化熔后 温，才度开

始　续上继升 。此在过 程中 氧气浓度呈，垂直升趋势。上　

开

始我们以 为试管 温内度略降有低实是验

误差所 致，　

于重是多次复实验， 结 表果， 每次明 出现都如此情况 。

这　是么原 因呢？我们推测什 ，可是能熔化 前高传感器温　 探头的监测大到 管试直接 与精灯火酒接触 焰内的壁玻 璃 　的温， 因而度度较温 。 高后温来 略度有降 的原低是　

氯酸钾 因分部熔 后，化试 管 内温度变得 较为均， 匀 熔　且 化程不过断 吸 热 ，热导 温在度氯 酸完钾熔全 前化不　再

上升。　

Ｕ 儿 Ｊ“ 　Ｚ Ｉ Ｊ　 Ｊ 　 ｌｊＵＵ　

温

（度　

图 ５同配不 比时氧气浓 度随温 度的 变 化

　（

４）当氧气体 积分数 上到升２ ７ ％左 右，时曲 不　线再

上， 呈升条平行一 于 Ｘ 的轴直。线这 是为因达到 氧　了气 传感器量测的上限 　

。把 验实得所的 ６ 组 据用数 Ｌｏ ｇ ｇ ｅ ｒ 　 Ｐｒ ｏ 软 导件 到入 　同一文件个中 ，以 气体积分数氧为 坐纵标 以时间，横　 坐标为，得 到 图 ４。分析 图 ４ 可，知当氯酸 钾和氧化二的　锰 量比质为２ ： １时 始放出氧开所需 的时间气 ３ 为 秒左右， ２　 在６实个中最短验；当 二质者量比 ５为 ： 时需开１放出　始氧气 所 需 时间最长 ，的 为 ０６左秒右。 但仅从图 似乎４　看 出改不变氯酸钾 和二氧化的锰配 对比分解 应反 影的 　响律。规 然而 ，我当们把图 ４中以时 为间坐横改标以　为温度作 为坐标 ， 从而横到图 得５时 ， 禁不感惊到 喜 从　！ 图 ５可 明确看以 ，出氯酸钾 的分 解温 度随着 氯酸钾 　 和二化锰氧配的比化呈变 现规出性 的律变化： 混合体系　即中 二化氧 的锰含量高， 越解分 放出氧的温度气就越低。 　 氯当酸和二钾氧化锰的质量 比 ５ 为 ： 时１，氯 钾酸 在约　大 ４ ０ ３ Ｃ ￣开时始分 ； 而解 这一当值比 １ 为： ２， 时需要仅 ７０℃ 　右就左开始分 放解 氧气出。 二者相差 达 ２竞 ７ ￣０ ！Ｃ据 此 ，　 我 推 们测 ，献 ［ １文９ －２２ ］ 的数据出入 大 的较因原很可能是　 实验由时 氯酸钾二氧与锰化配的比关 不同系造所成 　 当。我们取 采与上述相 同 的法 方 把，不二加 氧锰化 时的　数 也导据入到 个这文 中件，就 得到了 图６ 与 ７图。 通　 过观 察 图６与 ７ 图，结论就更 加 清了： 晰使二氧用化

　

重复 次多实验 发 现氯 ，钾 都酸在是 加 热到 ３６ ８ ± ５ 　时熔 ℃化， 并且 此 氧时气的浓度 都始开迅速升高。 　据 此得结出 ： 论酸钾熔氯点 ３ ６为 　 ８４－ ５ ℃ ； 氯钾酸在熔点其 附近 开始　分 解 ， 即分 解 温度热为 ６ ８ ３－ ４５ ℃。 实 验 测定　

的氯 钾熔酸 ３ ６点８ － ４ ５

　 ｏＣ与 文 献 　、 文献 　 、文　献。 　 非 　接近 常 而 比，献文　１ 和献文ｌ ｌ 　 ＿０的 ３５６ ℃ 高约出 ２２ ｃ Ｉ Ｃ 。　

验实测 定的酸钾氯热分解 温度 ３ ６８ ± ５ ￣ Ｃ 文比 … 献Ｊ、 文

献　 的　３ ９ ５　 和４ ０ ０ Ｃ￣ 出３低 ０￣ Ｃ左 右。由 氧于传感气　

的器 量测范 围和 验实手段所 ， 限们我没有 测量 出氯 酸 　 钾放 出全部释氧所需的温度 因此。献　文 、文 献 提　 　及的酸钾氯 放全部出氧 时温 度 的５ ５０ 和 ６℃１ ０ ℃ 本，实　验

无 从证 实 。

　２ 氯酸钾

和二化氧混锰体系合的分解热

２ 　 ． １ 文 综献　

述 文献 中关 于 ＣＫ１ ０ 　 在Ｍｎ Ｏ ，催 化用作 下的分 解　温度还 没有 一准确个 结的。论 晓农钱Ｉ ｌ 　根等据热 曲线　 重认确分其 温度 解３ ３ ￣ ０Ｃ 左右 冯。媛增等 叫　根据差 曲　

线热 ３在 ５０￣ Ｃ 一有放热峰 ， 认 其分 解温确 度为 ３ ０５￣ Ｃ 。 　曹

作为催锰化 剂能 大缩 大短 出放气所 需 的时 间氧，但 二　氧化锰

不 的配同比对 放 出 氧气 需所时 间影 的响较 ； 　小 用二氧使锰化作催化为能降剂加热低分解所需 温的度，

　

章锡等 　认为是 １ ５０℃ 。宏孝杨等 为认，２ ０ ０ ￣ Ｃ 氯下 　 钾即酸可分 ［ Ｊ ８ １解 。　

２ ．２ 验实

且　二化氧在与锰 氯酸 钾混的合物 中 占所的比例高 越 ，　 氯酸钾 分所解 需温的就度越低 。从节药约的品度考角 ， 虑　

在 中 学验实制室氧取时， 气ＫＣ ＩＯ 　 Ｍ和 Ｏｎ ：的质量 比　推

荐以 ４ ： １宜。 　为

取

氯钾酸 分（ 析 ， 天纯 津天市化 大工实验厂 ）　

和二化锰氧 （分纯析 天，市津学化 剂三厂试 ）质量按 比为　５ ： １

、 ４： １ 、 ３ ： ｌ、２ ： １ 、 ：１１ 、１： 均 ２匀 合混分，别 于置六 支　 ３ ×２ ３０ ｍｍ０大试管 中，按图 １ 示所准备好实装验 置。按　

６ 　２

化学教 学 　２０ １ 年４ 第８期

　实

研验究

　导作指。 　 用参文献：考

［　１ ］ ［ ９ Ｉ １ ３ｌ 】 文朱 ．祥 机无 化合物制手备册 ［１Ｍ． 北 京 化：工学业出　

版 ，社 ０ ２０６： ７ ７０ ．

［ ２ 】 【 ６ 】 　 １ ［ １ 赵］ 继周． 高 无机化等 【学Ｍ】 京： 北京北范大学师出版社，

　 ９１ ７ ８２：７ ２ ．　

［３ 】【 ７ ｍ２ ］ 中 医药国 公司 上 海化试学采购剂应供 站著 编． 剂手试　

册 Ｍ】【． 上 海：上海 学技科术出 版 社 ，１９ ６３ ： ５ ６ ８ ．　 ［４ 【 ８］ １ ｊ　 ．Ａ． 迪 安． 兰 化氏 手学册

（ ３版 ）１ 【Ｍ 】． 北 京 ：科 出学社 版 ，　

１９ ９ １ ： ４￣８ ８　

［

５ ［］１ ０ ］ 【１ ４ 段】 强 ．长现 代化学剂试手 册第分一册［ Ｊ Ｍ＿ 北：京 学化 　

工业 版 出社 ， １９ ８ ８ ９ ３ ．： 　

１１ ５ ］ ［１９ 钱晓】 农，康云 ，川 呜 ．彭 酸钾氯 分解热 机理研究Ｕ 】． 云南

　范大师学报学 １ ９，９ ， １６６（ １） ： ８５￣６ １ 　．

０ １ 　 ００　 ２００ 　３ ０ 　 ４０００ 　

［ ６ ］ １［２ ０ ］冯 增 媛 ， 潘 云 ，祥 吴 衍 ．荪 氯 钾 酸 化催热 分 解 应 反是怎样

　温

度 （ ℃ ）　

图

７ 催化剂 的配 比对分 解温 度的影响　

进行

的？ ｆ＿ｌ １＿ 化学 通 报 １，９ ８ ８（，９ ） ： ４ ３￣ ４ ５．　

当然 ，氯酸 的钾解 温 度分 受还 温速升率 、 品颗药　粒大 小 、光 、照 催 剂化的类和用量等种多因种影素响。　

文实本验 用 所手和加段方 热与式中学制 取气所氧用完

［ 　１ ］７［ ２ １１ 曹锡章，张蕙， 杜光 国等 ． 无 机化学 （下册 ） ［ Ｊ ．Ｍ北 京 高 ： 　教等育出 社版 ，１９ １９ ： ３ ．４

　［ １ ８１ １２ ］ ２津大学天机 无学教化研 室 无机 ．化（ 第四学版） 【］ ． 北京Ｍ： 　高等教育 版出社， ２ ０ １ ０：２ ９ ５．　

全相 同，因 此实验结 果对于中学 化学 验具 有借实和鉴

　【 接上第 ６页 ）０

　的

条木复燃 。 ２ 　 ７．． ２实 装验　 置新计 的设验实 装见图置 。 ９

　作单 简、试 剂节俭。 　 （ ）２实 验 中的研 究 对象 限于不体 ，液 还 固体 和　 气有体 ，能使生学直观感到受分子的 运动 。 （　３ ） 究探微 粒运 动的 实用 验品不 ，同 又学生使　切身 体到 “验分子 同、不 质不性同 。” 　

４束语　结

要主验实品： ２用 ５０ 　ｍ 的Ｌ气 瓶；集 带星 的木火条、 　

氧　

气仅 这一仅个实 ，验 巧妙设就 出计种实验多案方，可 见　化 学验改 实的进 空间很广阔 ， 学化验 的实新创没 有　

好只最 有更好 。只 要我们泛吸纳 、广 于创勇 新，并 且　灵

图９ 用 气 氧和 火带星 木的 条 冤探粒 微运的动性

　活运用

明发创技法，新 么那学中化实验学就定一更加　

会颖 、新 保环 、美 完、 约简 、 用实。　 参考 献文：　

【 ］１欧群 ，李 德 前．巧用 Ｔ三通管探究形多种气 体的 质 性 刀 ．Ｌ化学　

育教， ０ １ ２１，（ ８ ） ： ５ ３ ￣５４ ． 　 ［ ２ ２传刘友 ．］ 以取胜改简实进 Ｌ Ｉ验］ ． 教学 仪与实器验 ２ ０，１ ０ ， （１）

：　

２２ ２ ３￣ ．

　

２ ７ ． ３ 实－操作验　

（

）１ 收集两瓶气氧 ，瓶密封一， 另 一 敝瓶口 立正　 桌在上子１ ０ ～ １ ５ ｍｉｎ （ 提前备准） 。

　（

２ ） 时此先 带将 星的木条火伸入 刚启封 氧气 瓶　的里

木，复条 燃； 再将带 星火木条插入的已 敞 一段口 时　间

的氧瓶气里 木，难 以条复燃。 可 见 虽 然，集 瓶是 气立正　 ，的但 口敞集气 的中氧气瓶 大量逃已 逸， 然显分氧 子在　

不运断动。 　２ ． ．７４ 一点说 明

　 『 ３３ 杜］ 芬，玉李德 前 ．“ 探究微粒 基 本性 质 的”个连续三实 设验计　Ⅲ．

教 仪学与实验 ， 器２０ １ ３ ，（９ ） ： ２ ５ ～ ２ ７ ． 　

『 ４１ 逸群马． 对 沪 教初 中版化 学教材 中 新 增 验 实的商榷题Ｕ Ｊ．化学 　

教，育 ０２１ ，（１５ ） ： ６６￣ ６７ ．

　也 以可借助气氧度传浓器感 ，直接示 显口敞气瓶集

里氧气浓　不断度减，小 从而说氧明 子不分断运 动。 　３

设新实验计的 点　

优『

５ １ 李前德， 玉杜 芬． 巧用柄长ｖ 玻璃管改进形和设 计化 学验实 　Ｕ ．】 化教学 ， ２ ０ １学 ，３ ８（ ）： ４１￣ ４ ． ３　

上述

实验经 反试 复， 验优其点显。 　 明 （ １ 不）现象仅明、 绿显色 环 ， 保且而 新有颖 趣 操　

化、学 教 　学２ ０ １４ 年第 期　

８