高氯酸（Perchloric acid），别名过氯酸，是一种无机化合物，为无色透明的发烟液体，是六大无机强酸中最强的酸。分子式为HClO4，分子量为100.46，熔点为-112℃，沸点为130°C，相对密度（水）为1.76，能溶于水、乙醇和三氯甲烷，无水高氯酸具有吸潮性，溶于水可以生成一系列水合物。高氯酸的浓酸极不稳定，放置即可进行分解，受热后会分解成二氧化氯、水和氧，能与活泼金属反应放出氢气，加热会爆炸，还具有强氧化性，冷的高氯酸没有氧化性。高氯酸在接触炭、纸屑、有机物质时会引起爆炸。稀酸（60%以下）较稳定，能够形成含72.4%高氯酸的最高沸点混合物。
高氯酸可以用来制备高氯酸盐，在生产砂轮中用于除去炭粒等杂质，化工生产中用作强氧化剂，分析化学中用作色谱分析试剂，以及用于金属溶解。另外，还用于电抛光，铅电镀，人造金刚石提纯等。由于高氯酸具有酸性和强氧化性，因而高氯酸溶液对皮肤、眼睛和呼吸道粘膜有强刺激性和腐蚀性，溅在皮肤上产生疼痛并可引起严重灼伤。
相关历史
1816年奥地利化学家弗里德里希·冯·斯塔迪翁（Friedrich·von·Stadion）通过对硫酸和氯酸钾的混合物进行真空蒸馏以及对二氧化氯的饱和水溶液的电解合成了高氯酸。
19世纪30年代早期法国药剂师乔治·西蒙·塞鲁拉斯(Georges·Simon·Serullas)引入了高氯酸的名称。
在分析化学中，最早利用高氯酸氧化能力的是1893年舍尔巴茨（Stcherbak）在进行基耶达分解时加入高氯酸钾，以及高斯（Goss）在1917年用高氯酸钾分解食品。从那时起，特别是卡赫纳（Kahane）和史密斯（G.F.Smith）等人，发表了用高氯酸溶解金属和合金以及破坏有机物质的许多方法。
理化性质
物理性质
高氯酸为无色透明的发烟液体，极易吸湿，熔点112℃，蒸气压2.00kPa（14℃），沸点为130°C，相对密度（水）1.76，分子量为100.46。高氯酸能溶于水、乙醇和三氯甲烷。
化学性质
高氯酸的浓酸极不稳定，放置即可进行分解；受热后会分解成二氧化氯、水和氧，能与活泼金属反应放出氢气，加热会爆炸，还具有强氧化作用。高氯酸在接触炭、纸屑、有机物质时会引起爆炸。稀酸（60%以下）较稳定，冷的高氯酸没有氧化性。可形成含72.4%高氯酸的最高沸点混合物。高氯酸能与水以任意比例互溶，无水高氯酸极不稳定，只能制得水合物，其水合物有6种。
高氯酸能与盐反应，如可以与氯化钾、氯化铵、碳酸镁反应，反应式分别为：
高氯酸与水可以形成含72.4%的HClO4恒沸混合物，在25℃时，HClO4本身有一种微弱的离解反应发生，反应为：
工业用浓高氯酸在常压加热下，在近92°C时可爆炸性地分解为氧气、水和氯气，该反应可用下列方程式表示
高氯酸能与活泼金属反应生成氢气，冷的高氯酸水溶液和Zn或Fe作用后放出氢气，而高氯酸根离子并未还原，反应为：
应用领域
矿石加工
高氯酸与氢氟酸联合使用，或再加上盐酸、硝酸等组成混合酸，普遍用于多种岩石、矿物的分解中。试样分解后只要使高氯酸烟冒尽，很容易转换成其他溶液的介质，也可以制成稀的高氯酸溶液。高氯酸对铬铁矿的分解能力十分出众，将铬氧化为高价铬，然后用盐酸或氯化钠将铬以氯化铬的形式除去，这种方法至今仍是铬铁矿的有效分解方法。但是，高氯酸不能用于辉锑矿及其他含锑硫化物矿物的分解。
脱碳
高氯酸的浓热溶液是过氧苯甲酰凝胶剂，与易燃物质（如有机化合物）相遇，容易发生强烈的反应。应用这个特点，在对水泥全黑生料测铁时，用硫酸磷酸混合酸溶解试样的流程中，加入少量高氯酸可以实现快速脱碳，且收效良好。
人造金刚石提纯
人造金刚石合成后，用酸或电解法清除合金，然后用高氯酸清除石墨，接着用氢氧化钠清除叶腊石，从而达到提纯的目的。
抛光
高氯酸溶液可以用来抛光，经过抛光之后物体表面的光泽度要比宏观抛光更好，而对于预先用软抛光机械擦光过的表面给予了极好的结果。
刻蚀
高氯酸可以作为铬的湿法腐蚀液来进行刻蚀，其刻蚀速率较快，均匀性好，钻蚀效果好，尺寸控制精准。
航空航天
在航空航天领域中，固体火箭推进剂是由燃烧剂、氧化剂和各种添加剂等组成的混合物。其种类很多，常用的有双基推进剂、复合推进剂和复合改进双基推进剂等。其中，复合推进剂一般用高氯酸作为氧化剂，用塑料黏合剂作为燃烧剂，为了提高性能，还会添加少量铝粉。另外，高氯酸可以制备高氯酸铵，高氯酸用于火箭燃料的生成。
医药
高氯酸可以用来筛选温度敏感突变型细胞。虽然高氯酸本身不具有毒性，但它与硝酸还原酶结合被催化形成的次氯酸盐是具有毒性的，可杀死生长的细胞。在许可的培养条件下形成细胞克隆，再在低温或高温的条件下培养可出现突变型的细胞，然后转入含有高氯酸的培养基中培养，含有高量硝酸还原酶、生长迅速的细胞将被淘汰，则低含量或不含有硝酸还原酶的细胞则能够存活下来，所选择的突变型细胞就可以在低温或高温条件下生存。
分析化学
高氯酸为无机酸，可用于非蛋白含氮物组织提取液制备，其原理与有机酸三氯乙酸相似，使蛋白质分子由亲水性胶体转变为疏水性胶体而沉淀。另外，在检测稀土尾矿、镁砂、富渣等矿物质中二氧化硅含量时，可使用高氯酸脱水-重量法来测定二氧化硅含量。
制备方法
电解法
氯酸钠溶解后，电解生成高氯酸钠。加入盐酸进行反应，滤出结晶氯化钠，滤液浓缩至高氯酸含量60%左右，即为工业高氯酸。如果需要更高浓度的高氯酸，需再次进行真空精馏。其反应式如下：
高氯酸盐法
高氯酸可通过用高氯酸盐与硫酸反应来制取，如用浓硫酸与高氯酸钾作用，可制得高氯酸，具体反应如下：
然后用减压蒸馏方法，就可以把HCIO4从反应混合物中分离出来。
安全事宜
毒理数据
鼠经口LD50：1100mg/kg，鼠皮下注射LD50：250mg/kg，狗经口LD50：400mg/kg。
GHS分类
H271（100%）：可能引起火灾或爆炸；
H290（10.77%）：可能对金属有腐蚀性；
H302（18.46%）：吞咽有害；
H314（100%）：造成严重的皮肤灼伤和眼睛损伤；
H373（14.87%）：长期或反复接触可能对器官造成损害。
危害
吸入高氯酸蒸气或雾气会引起鼻子和喉咙的灼热感，咳嗽时会有肺部刺激；长期或过度接触可能会导致呕吐和剧烈咳嗽。食入高氯酸会导致口腔和胃部起泡和灼伤。与眼睛或皮肤接触会导致水痘和灼伤。
应对措施
急救
长时间吸入高浓度高氯酸引起中毒者，应送医院抢救，对症治疗。皮肤沾染后，可用水或碳酸氢钠之类稀碱溶液或肥皂水冲洗。若不慎溅入眼睛，一般用水或碳酸氢钠溶液冲洗即可，若有严重损伤，应立即送往医院眼科治疗。
泄漏与消防
高氯酸发生泄漏时可以用干土、干沙或其他不燃材料覆盖，然后用塑料布覆盖，以尽量减少扩散或与雨水接触，最后使用干净、无火花工具收集材料并将其放入松散覆盖的塑料容器中，以备后用。发生火灾时，干砂土、泡沫灭火器、二氧化碳灭火器均可用来扑灭火灾。灭火人员要穿防护服，戴防毒面具。
储存和运输
高氯酸适合储存在石棉瓦顶货棚中。氧化剂储存温度一般不宜超过30℃，严禁与木屑、稻草、纸张、木材等有机化合物接触，否则会酿成火灾。运输过程中搬运时应轻装轻卸，防止包装破损。操作人员应穿戴防护用品如工作服、橡皮手套、橡皮或塑料围身、长筒套鞋等。
相关法律限制
根据中国《危险化学安全管理条例》（国务院令第591号）第23条规定，高氯酸被列入《易制爆危险化学品名录》（2017年版），属于氧化性液体，其浓度＞72%、浓度50%～72%危险性为类别1，浓度≤50%危险性为类别2。并按照《易制爆危险化学品治安管理办法》执行管控。
相关事件
1947年2月20日，位于洛杉矶市东比克大道的奥康纳电镀厂里一个装有高氯酸与乙酸酐的电解槽在进行电解抛光时发生爆炸，导致至少17人死亡，超过150人受伤。爆炸将附近11座建筑物炸为废墟，另有百余座建筑不同程度受损，1平方英里范围内的所有窗户被震碎，根据当时的新闻报道，地面上被炸出一个直径25英尺，深6英尺的大坑。
1988年5月4日，美国内华达州亨德森市美国一家生产高氯酸铵的太平洋工程制造公司（Pacific Engineering Production Company，PEPCON.），因工人们在对一座被风损坏的建筑进行修复时，焊机产生的火花意外点燃了钢铁和玻璃纤维结构的建筑物进而引发火灾，由于火灾未能及时扑灭，导致其仓库里存放超过4000吨的高氯酸铵被引爆，爆炸蘑菇云升空恍如核战爆发，大爆炸产生的破坏能量接近1000吨Tnt爆炸，甚至惊动了科罗拉多州的地震仪，使其测出了里氏3.5级地震，事故造成有近400人在事故中受伤，两个人丧命。
2023年9月15日，美国内布拉斯加州北普拉特市，一节装有高氯酸的火车车厢在该州爆炸，并且引发了火灾。
参考资料
Perchloric Acid | HClO4 | CID 24247 - PubChem.PubChem.2024-03-25
公安部公布2017年版易制爆危险化学品名录.中国政府网.2024-02-03
危险化学品安全管理条例.中国政府网.2024-02-03
易制爆危险化学品治安管理办法.中国政府网.2024-02-03
4000吨火箭燃料原料爆炸，蘑菇云升空恍如核战爆发.澎湃新闻.2024-02-05
一节装有高氯酸的火车车厢在美国内布拉斯加州爆炸.俄罗斯卫星通讯社.2024-02-05