Хлорат калия KClO3: свойства, получение, применение

Хлорат калия KClO3 — соль хлорноватой кислоты, сильный окислитель, молярная масса 122,5 г/моль.

Ключевые факты

Формула
KClO3
Класс
соль (средняя, сильный окислитель)
Молярная масса
122,5 г/моль для расчётов ЕГЭ; по массам IUPAC 122,55 г/моль
Другие названия
бертолетова соль; хлорноватокислый калий (устаревшее)
Состояние
твёрдое кристаллическое вещество
Степень окисления хлора
+5
Связь
ионная между K+ и ClO3−, внутри иона ковалентная полярная
Кристаллическая решётка
ионная

Обновлено · Химия · Редакция НейроМиши

Что такое хлорат калия?

Хлорат калия известен как бертолетова соль в честь французского химика Бертолле. Хлор в ней находится в степени окисления +5, промежуточной между минимальной −1 и максимальной +7, поэтому вещество может быть и окислителем, и участником реакций диспропорционирования.

В задачах по химии хлорат калия встречается в трёх ролях: источник кислорода при нагревании, сильный окислитель в смесях с серой, фосфором и углём, и исходное вещество для получения перхлората. Смеси с горючими веществами взрывоопасны, поэтому школьные опыты с ним проводит только учитель.

Какие физические свойства у хлората калия?

Физические свойства: хлорат калия KClO3
СвойствоЗначение
Агрегатное состояниетвёрдое кристаллическое вещество
Цвет и запахбесцветные или белые кристаллы, без запаха
Растворимость в водеумеренная: около 7 г в 100 г воды при 20 °C, сильно растёт с температурой
Температура плавленияоколо 356 °C
Устойчивостьпри сильном нагревании разлагается с выделением кислорода

Какие химические свойства у хлората калия?

Главное свойство бертолетовой соли — окислительное. Все реакции в заданиях сводятся к разложению при нагревании, окислению восстановителей в сухих смесях и в растворе, а также к реакциям с кислотами, где хлорат окисляет хлорид-ион.

  1. Разложение с катализатором: лабораторный способ получения кислорода2KClO3 → 2KCl + 3O2↑Условия: нагревание, катализатор MnO2
  2. Нагревание без катализатора: диспропорционирование до перхлората4KClO3 → KCl + 3KClO4Условия: около 400 °C
  3. С соляной кислотой выделяется хлорKClO3 + 6HCl → KCl + 3Cl2↑ + 3H2O
  4. Окисление серы2KClO3 + 3S → 2KCl + 3SO2Условия: нагревание или удар
  5. Окисление красного фосфора: так зажигается спичка (хлорат в головке, фосфор на тёрке)5KClO3 + 6P → 5KCl + 3P2O5Условия: трение или удар
  6. Окисление солей железа(II) в кислой средеKClO3 + 6FeSO4 + 3H2SO4 → KCl + 3Fe2(SO4)3 + 3H2O

Реакции с серой, фосфором и углём идут бурно и сопровождаются взрывом, потому что хлорат отдаёт кислород сам. Поэтому запрещено растирать бертолетову соль с горючими веществами.

Как получают хлората калия?

Хлорирование щёлочи

Хлор пропускают через горячий концентрированный раствор гидроксида калия. Хлор диспропорционирует: часть атомов восстанавливается до хлорида, часть окисляется до хлората.

  • 3Cl2 + 6KOH → 5KCl + KClO3 + 3H2O

Электролиз

В промышленности используют электролиз горячего раствора хлорида калия без разделения электродных пространств: образующиеся у электродов продукты смешиваются и дают хлорат.

  • KCl + 3H2O → KClO3 + 3H2↑

Как распознать хлорат калия? Качественная реакция

Специальной школьной качественной реакции на хлорат-ион нет: нитрат серебра осадка не даёт, потому что хлорат серебра растворим. Бертолетову соль узнают по выделению кислорода при нагревании с оксидом марганца(IV): тлеющая лучина над пробиркой вспыхивает.

  • 2KClO3 → 2KCl + 3O2↑

Где применяют хлората калия?

  • лабораторное получение кислорода;
  • спичечные головки и пиротехнические составы;
  • окислитель в производстве перхлоратов и взрывчатых смесей;
  • ранее — средство от сорняков, сейчас почти не применяется.

Меры предосторожности. Хлорат калия — сильный окислитель, взрывоопасный в смесях с серой, фосфором, углём и органикой. Его нельзя растирать с другими веществами и хранить рядом с горючим; опыты проводит только учитель.

Чему равна молярная масса хлората калия?

M(KClO3) = 39 + 35,5 + 3·16 = 122,5 г/моль

Молярную массу вещества складывают из относительных атомных масс элементов с учётом индексов. На ЕГЭ массы округляют до целых, у хлора берут 35,5. Если брать массы IUPAC до сотых, получится 122,55 г/моль.

Посчитать молярную массу в калькуляторе · Количество вещества: n = m/M

Где хлорат калия встречается на ЕГЭ?

Вопросы и ответы

Чему равна молярная масса хлората калия?

M(KClO3) = 39 + 35,5 + 3·16 = 122,5 г/моль.

Почему хлорат калия называют бертолетовой солью?

Вещество впервые получил и описал французский химик Клод Луи Бертолле, и его фамилия закрепилась в названии.

Чем отличается разложение хлората с катализатором и без него?

С диоксидом марганца соль разлагается на хлорид и кислород при умеренном нагревании. Без катализатора при более высокой температуре она частично диспропорционирует на хлорид и перхлорат.

Чем хлорат калия отличается от хлорида и перхлората?

В хлориде KCl хлор в степени окисления −1, в хлорате KClO3 +5, в перхлорате KClO4 +7. Чем выше степень окисления хлора, тем сильнее окислительные свойства аниона.

Потренироваться на заданиях

Страница объясняет вещество, а тренажёр помогает применить это в заданиях. В кабинете НейроМиши — задания ЕГЭ по химии с проверкой ответа и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.

Задачи по теме — с проверкой Разбор заданий ЕГЭ по химии

Связанные элементы, таблицы и вещества

Элементы в составе: калий K, хлор Cl, кислород O.

Другие вещества

Все вещества справочника · Таблица Менделеева

Источники