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KMnO4、KClO3与H2O2的用途与工业生产法

贵州省雷山县第三中学 557199 潘国荣

  高锰酸钾、氯酸钾和过氧化氢是实验室制取氧气的三种主要物质,教科书和教学辅导资料等对这三种物质的用途和生产方法介绍很少,使师生对它们的用途和生产方法了解不多。下面把KMnO 4 、KClO 3 和 H 2 O 2 三种物质的用途和工业生产方法进行归纳对比,供教学参考。
一、三种物质的主要用途
  1. KMnO 4 的主要用途
  KMnO 4 的用途非常广泛:(1)在工业生产中,常常用作氧化剂,如用作制糖精、维生素 C、异烟肼及安息香酸等的氧化剂;(2)在采矿冶金方面,用于从铜中分离钼,从锌和镉中除杂质,以及化合物浮选的氧化剂;(3)用作特殊织物、蜡、油脂及树脂的漂白剂,木材及铜的着色剂等;(4)在医药上用作防腐剂、消毒剂、除臭剂及解毒剂;(5)在水质净化及废水处理中,用作水处理剂,以氧化无机物如硫化氢、铁与锰的化合物及有机物如酚等多种污染物,控制臭味和脱色;(6)在气体净化装置中,作为吸附剂、氧化剂以除去痕量硫、砷、磷、硅烷、硼烷及硫化物等有害成分。
  2. KClO 3 的主要用途
  KClO 3 的用途比较广泛,主要是由于它在空气中很稳定,不潮解,并且具有强烈的氧化性所决定的。(1)用于制造炸药、烟花、鞭炮、信号弹、高级安全火柴等;(2)在医药上可用作解热、利尿等的药剂;(3)用作摄影药剂、分析试剂、氧化剂等;(4)用作火箭、导弹的推进剂等。含氯酸钾的推进剂比含氯酸铵的推进剂燃烧的快,燃烧能够进行的最低压力较高,燃速指数很高。
  在第一次世界大战中,混合塑化剂和氯酸钾可以做成塑胶炸药,并用于手榴弹内。当氯酸钾用作氧化剂时,只会猛烈燃烧而不会爆炸。而在与塑化剂混合时,需要起爆筒才能做出猛烈爆炸。现代不少的火药中都含有氯酸钾,以取代爆炸性较弱的硝酸钾。
  3. H 2 O 2 的主要用途
  纯净的过氧化氢是一种无色的液体,熔点-89℃,沸点 151. 2℃,密度是 1. 46g/mL,纯净的过氧化氢比较稳定,加热到 153℃ 便猛烈地分解为水和氧气。过氧化氢的用途可以分为医用、工业用和军用三个方面,它们的区别主要在于所使用的过氧化氢浓度不同而已。
  (1)医疗应用方面 日常消毒的是医用双氧水,医用双氧水可杀灭肠道致病菌、化脓性球菌,致病酵母菌,一般用于物体表面消毒。双氧水具有氧化作用,医用双氧水浓度等于或低于 3%,擦拭到创伤面,会有灼烧感、表面被氧化成白色并冒气泡,这是是因为双氧水遇见皮肤上的灰尘、脏物也会分解,分解生成水、氧气的缘故,用清水清洗一下就可以了,过 3 分钟 ~ 5 分钟即恢复原来的肤色。医疗上常用 3%的双氧水进行伤口或中耳炎消毒。此外,2% ~ 3% 的双氧水经常会作为冲洗药物而应用于口腔医学。例如口腔内科的根管治疗术,在扩大根管时,双氧水经常与生理盐水(0. 9%氯化钠溶液)一起交替使用。同时,双氧水也是冠周冲洗的必备药物之一。由于口腔内,绝大部分的感染是来自于厌氧菌,因此,双氧水由于它的产氧作用,在口腔临床医学上的运用是十分广泛的。杀灭细菌后剩余的物质是无任何毒害、无任何刺激作用的水。不会形成二次污染。因此,双氧水是伤口消毒理想的消毒剂。
  (2)在化学研究与民用方面的应用 在化学分析方面:用作氧化剂或还原剂,进行点滴分析,测定钙、钴、铜、锰、钛、钒、铵、铬酸银以及有机合成等等。民用方面:处理厨房下水道的异味,到药店购买双氧水加水加洗衣粉倒进下水道,可去污,消毒,杀菌。
  (3)工业方面的应用 工业上常常是用 35%左右用于漂白,作强氧化剂,脱氯剂等。如①化学工业用作生产过硼酸钠、过碳酸钠、过氧乙酸、亚氯酸钠、过氧化硫脲等的原料,酒石酸、维生素等的氧化剂。②医药工业用作杀菌剂、消毒剂,以及生产福美双杀虫剂和 401 抗菌剂的氧化剂。③印染工业用作棉织物的漂白剂,还原染料染色后的发色剂。④用于生产金属盐类或其他化合物时除去铁及其他重金属。⑤用于电镀液,可除去无机杂质,提高镀件质量。⑥用于羊毛、生丝、皮毛、羽毛、猪鬃、纸浆、脂肪等的漂白。⑦在食品工业上,过氧化氢具有氧化和还原作用,可用于袋装豆腐干的保鲜,用量为残留量不得检出;也可用于生牛乳保鲜等。
  (4)军事方面的应用 过氧化氢本身不能燃烧,但是,高浓度的过氧化氢具有很强的氧化性,能够与可燃物反应放出大量的热量和氧气而引起爆炸。军用级的过氧化氢浓度达到 99%左右,主要推广应用于航天姿控发动机及载人飞船上,还可以应用于军事卫星、运载火箭和反弹道导弹方面等。
二、三种物质的工业生产方法
  1. KMnO 4 的工业生产方法
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