1)性質(zhì)。無(wú)色透明發(fā)煙液體。能與水以任何比例相溶,其水溶液有很好的導(dǎo)電性。是一種強(qiáng)酸,又是強(qiáng)氧化劑,具有強(qiáng)腐蝕性,能破壞有機(jī)材料,與某些有機(jī)物接觸遇熱極易引起爆炸。無(wú)水高氯酸極不穩(wěn)定,常壓下不能制得,一般只能制得水合物,其水合物有6種,在0℃貯存較久亦不易分解。高氯酸能與鐵、銅、鋅等劇烈反應(yīng)生成氧化物,與P2O5反應(yīng)生成Cl2O7,還能將元素磷和硫分別氧化成磷酸和硫酸。
2)用途。高氯酸廣泛用于化學(xué)分析試劑,如:氧化分解有機(jī)物、鈉鉀分離、鋼鐵爐前快速分析,在有機(jī)合成中分離醇、酮和胺,作酯化催化劑、蛋白質(zhì)分離沉淀劑。在塑料工業(yè)中,50%溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù))用作丙烯腈聚合物的溶劑。還用于電鍍工業(yè)、人造金剛石工業(yè)以及電池、醫(yī)藥、炸藥等的制造。
3)生產(chǎn)方法。①高氯酸鈉法(亦稱(chēng)鹽酸法):用鹽酸從高氯酸鈉中取代出高氯酸,是工業(yè)上大量采用的方法。②高氯酸鉀法:高氯酸鉀與濃硫酸或與氟硅酸作用后,減壓蒸餾得到高濃度產(chǎn)品,反應(yīng)式為KClO4+H2SO4→HClO4+KHSO4,2KClO4+H2SiF6→2HClO4+K2SiF6。但是二者用于工業(yè)生產(chǎn)困難較大,前者是因?yàn)閷?duì)設(shè)備及材質(zhì)要求較高,后者因?yàn)镵2SiF6不易過(guò)濾。③高氯酸銨法:將NH4ClO4與鹽酸和硝酸的混酸相作用而得。④鹽酸電解氧化法:以鉑為陽(yáng)極,電解鹽酸水溶液而得,反應(yīng)式為HCl+4H2O-8e→HClO4+8H+。特點(diǎn)是產(chǎn)品純度高,但濃度低,質(zhì)量分?jǐn)?shù)只有20%左右。⑤氯氣陽(yáng)極氧化法:以鉑為陽(yáng)極,銀為陰極,氯氣通入高氯酸稀溶液中,在-5℃電解,反應(yīng)式為1/2Cl2+4H2O-7e→ClO4-+8H+。電解槽負(fù)荷為 3.5~5.0 kA,電流密度為 2.0~2.5 kA/m2,槽電壓為4.4 V。槽內(nèi)設(shè)隔膜。產(chǎn)品高氯酸由陰極區(qū)出來(lái),先經(jīng)沉淀除去陽(yáng)極腐蝕后的含鉑沉淀物后進(jìn)入蒸餾塔提濃,得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為68%~72%的高氯酸產(chǎn)品。優(yōu)點(diǎn)是純度高、濃度高。
4)主要制法(高氯酸鈉法)流程簡(jiǎn)述。將高氯酸鈉打入反應(yīng)器,加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的鹽酸進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng),反應(yīng)式為NaClO4+HCl→HClO4+NaCl。鹽酸用量為理論用量的110%~120%,反應(yīng)完畢后先濾出結(jié)晶氯化鈉,收集濾液即為粗制的稀高氯酸。將此溶液真空濃縮到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%以上,濾去析出的結(jié)晶即為工業(yè)高氯酸。如溶液帶有淺黃色,可通入空氣吹之或加少許雙氧水脫色。如果需要更高濃度的產(chǎn)品,可再次進(jìn)行真空蒸餾,除去不揮發(fā)物,再在分餾塔中除去部分水分,可得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%以上的產(chǎn)品。無(wú)水高氯酸可以用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72%的高氯酸加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%~20%的發(fā)煙硫酸,在50℃左右和133.32 Pa壓力下蒸餾而得。高氯酸及其鹽類(lèi)容易著火,有爆炸危險(xiǎn),因此操作、貯存、包裝都應(yīng)注意,不要濺在皮膚上,不能與木器接觸,嚴(yán)禁曝曬,操作時(shí)要穿戴勞保用品。