Kaliumchlorat war ein wichtiger Bestandteil in frühen Feuerwaffen-Perkussionskapseln (Zündhütchen). Es wird weiterhin in dieser Anwendung verwendet, sofern es nicht durch Kaliumperchlorat verdrängt wurde.
Treibmittel auf Chloratbasis sind effizienter als herkömmliches Schießpulver und weniger anfällig für Wasserschäden. Allerdings können sie in Gegenwart von Schwefel oder Phosphor extrem instabil sein und sind wesentlich teurer. Chlorat-Treibmittel dürfen nur in Geräten verwendet werden, die dafür vorgesehen sind; die Nichtbeachtung dieser Vorsichtsmaßnahme ist eine häufige Unfallursache. Kaliumchlorat, oft in Kombination mit Silberfulminat, wird in Knallkörpern verwendet, die als „Cracker“, „Snapper“, „Pop-its“ oder „Bang-Snaps“ bekannt sind, einer beliebten Art von Feuerwerkskörpern.
Eine weitere Anwendung von Kaliumchlorat ist als Oxidationsmittel in einer Rauchmischung, wie sie in Rauchgranaten verwendet wird. Seit 2005 wird eine Patrone mit Kaliumchlorat gemischt mit Laktose und Kolophonium verwendet, um den weißen Rauch zu erzeugen, der die Wahl des neuen Papstes durch ein päpstliches Konklave signalisiert.
Kaliumchlorat wird oft in Highschool- und College-Laboren verwendet, um Sauerstoffgas zu erzeugen. Es ist eine weitaus billigere Quelle als ein unter Druck stehender oder kryogener Sauerstofftank. Kaliumchlorat zersetzt sich leicht, wenn es in Kontakt mit einem Katalysator, typischerweise Mangan(IV)-dioxid (MnO2), erhitzt wird. Daher kann es einfach in ein Reagenzglas gegeben und über einem Brenner erhitzt werden. Wenn das Reagenzglas mit einem Einlochstopfen und einem Schlauch ausgestattet ist, kann der warme Sauerstoff abgesaugt werden. Die Reaktion verläuft wie folgt:
2 KClO3(s) → 3 O2(g) + 2 KCl(s)
Beim Erhitzen ohne Katalysator entsteht Kaliumperchlorat:
4 KClO3 → 3 KClO4 + KCl
Bei weiterem Erhitzen zersetzt sich Kaliumperchlorat zu Kaliumchlorid und Sauerstoff:
KClO4 → KCl + 2 O2
Die sichere Durchführung dieser Reaktion erfordert sehr reine Reagenzien und eine sorgfältige Temperaturkontrolle. Geschmolzenes Kaliumchlorat ist ein extrem starkes Oxidationsmittel und reagiert spontan mit vielen gängigen Materialien wie z. B. Zucker. Explosionen sind durch Verspritzen von flüssigen Chloraten in die Latex- oder PVC-Schläuche von Sauerstoffgeneratoren sowie durch den Kontakt von Chloraten mit Kohlenwasserstoff-Dichtungsfetten entstanden. Verunreinigungen im Kaliumchlorat selbst können ebenfalls Probleme verursachen. Wenn Sie mit einer neuen Charge Kaliumchlorat arbeiten, ist es ratsam, eine kleine Probe (~1 Gramm) zu nehmen und diese auf einer offenen Glasplatte stark zu erhitzen. Verunreinigungen können dazu führen, dass diese kleine Menge explodiert, was bedeutet, dass das Chlorat verworfen werden sollte.
Kaliumchlorat wird in chemischen Sauerstoffgeneratoren (auch Chloratkerzen oder Sauerstoffkerzen genannt) verwendet, die als Sauerstoffversorgungssysteme von z. B. Flugzeugen, Raumstationen und U-Booten eingesetzt werden, und war für mindestens einen Flugzeugabsturz verantwortlich. Auch ein Brand auf der Raumstation Mir wurde auf diese Substanz zurückgeführt. Die Zersetzung von Kaliumchlorat wurde auch für die Sauerstoffversorgung von Scheinwerfern genutzt.
Kaliumchlorat wird auch als Pestizid eingesetzt. In Finnland wurde es unter dem Handelsnamen Fegabit verkauft.
Kaliumchlorat kann mit Schwefelsäure zu einer hochreaktiven Lösung aus Chlorsäure und Kaliumsulfat reagieren:
2 KClO3 + H2SO4 → 2 HClO3 + K2SO4
Die so entstandene Lösung ist so reaktiv, dass sie sich bei Anwesenheit von brennbarem Material (Zucker, Papier etc.) selbst entzündet.
In Schulen wird geschmolzenes Kaliumchlorat bei der dramatischen Demonstration von Gummibärchen, Haribo und Trolli-Bonbons verwendet, bei der die Bonbons in das geschmolzene Salz fallen gelassen werden.
In Chemielabors wird es verwendet, um HCl zu oxidieren und kleine Mengen gasförmigen Chlors freizusetzen.
Auch Aufständische in Afghanistan verwenden Kaliumchlorat in großem Umfang als Schlüsselkomponente bei der Herstellung von improvisierten Sprengsätzen. Als erhebliche Anstrengungen unternommen wurden, um die Verfügbarkeit von Ammoniumnitratdünger in Afghanistan zu reduzieren, begannen IED-Hersteller, Kaliumchlorat als billige und effektive Alternative zu verwenden. Im Jahr 2013 wurde bei 60 % der IEDs in Afghanistan Kaliumchlorat verwendet, was es zum häufigsten Bestandteil von IEDs macht.
Kaliumchlorat war auch der Hauptbestandteil der Autobombe, die 2002 bei den Anschlägen auf Bali verwendet wurde und 202 Menschen tötete.