5 第5章-沉淀溶解平衡与沉淀滴定法

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水化学 5-沉淀

水化学 5-沉淀

§5.2 沉淀溶解平衡与影响溶解度的因素
一、沉淀溶解平衡 1、溶解度和固有溶解度
当水中存在难溶化合物MA 时 当水中存在难溶化合物 MA时, 则 MA 将有部分溶 MA将有部分溶 当其达到饱和状态时,即建立如下平衡关系: 解,当其达到饱和状态时,即建立如下平衡关系: MA(固) MA(水) M++A上式表明, 固体MA 溶解的部分 上式表明 , 固体 MA溶解的部分 , 以 M+、A- 状态 溶解的部分, MA分子状态存在 分子状态存在。 和MA分子状态存在。 例如AgCl 在水溶液中除了存在着 在水溶液中除了存在着Ag 以外, 例如 AgCl在水溶液中除了存在着 Ag+ 和 Cl- 以外 , 还有少量未离解的AgC1 分子。 还有少量未离解的 AgC1 分子 。 M+ 和 A- 之间也可能由 于静电引力的作用,互相缔合成为M 于静电引力的作用,互相缔合成为M+A-离子对状态而 存在。 存在。
∴BaSO4 在 0 . 010 mol·L-1NaNO3 溶液中的溶解度为 : 010mol· 溶液中的溶解度为: S2=(Ksp(BaSO4)/γBa2+γSO42-)1/2=1.66×10-5 (mol/L) 66× sp(BaSO4 Ba2 SO42在纯水中的溶解度相比较: 在纯水中的溶解度相比较: S2-S1/S1×100%=66% 100% 66% 计 算 表 明 , 当 溶 液 中 NaNO3 的 浓 度 由 0 增 加 至 0.010mol·L-1时,BaSO4的溶解度增大了66%。 010mol· 的溶解度增大了6
例5-1:计算BaSO4在0.010 mol·L-1 NaNO3溶液中 计算BaSO mol· 的溶解度比在纯水中增大多少? 的溶解度比在纯水中增大多少? 已知: sp(BaSO4 已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。 解: 设BaSO4在纯水中的溶解度为S1,则: 在纯水中的溶解度为S S1=Ksp(BaSO4)1/2=1.0×10-5(mol·L-1) (mol· sp(BaSO4 设 BaSO4 在 0 . 010 mol·L-1NaNO3 溶液中的溶解 010mol· 度为S 离子强度为: 度为S2,离子强度为: I=0.5∑ciZ2i=0.5(cNa+Z2Na++cNO3-Z2NO3-) I=0 NO3 NO3 =0.010 mol·L-1 mol· 根据德拜 休克尔极限公式 根据德拜-休克尔极限公式 德拜lgγ=- 50Z lgγ=-0.50Z2I0.5 计算得: 计算得: γBa2+=γSO42-=0.63 Ba2 SO42-

5-2溶度积规则及其应用

5-2溶度积规则及其应用

查附录二,得BaSO4的溶度积为1.1×10-10,很小,因此 可近似认为 则
0.010 + s'≈0.010 1.1×10-10=(0.010+ s')s'≈0.010 s' s'=1.1×10-8 s=1.1×10-8 mol/L
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5.2
想一 想
溶度积规则 及其应用
第5章 沉淀溶解平衡和沉淀滴定法
c(OH-)=6.4×10-12mol/L pOH=-lg(6.4×10-12)=11.2
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5.2
溶度积规则 及其应用
第5章 沉淀溶解平衡和沉淀滴定法
pH=14-11.2=2.8 只要控制2.8<pH<4.0,就能够实现除去杂质的Fe3+目的。
选择:
1.在BaSO4的饱和溶液中,加入稀硫酸,使其溶解度减 小的现象称为( )。 A.盐效应 B.缓冲作用 C.同离子效应 D.配位效应 2.精制食盐时,用BaCl2 除去粗食盐中的SO42-,若使 SO42-离子沉淀完全[已知 (BaSO4)=1.1×10-10],需控制Ba2+ 离子浓度为( )。 A.>1×10-5 mol/L B.>1.1×10-5 mol/L C.<1.1×10-5 mol/L D.>1.1×10-6 mol/L
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5.2
态平衡。
溶度积规则 及其应用
第5章 沉淀溶解平衡和沉淀滴定法
(3)Qi< K sp ,溶液处于未饱和状态,无沉淀生成或难 溶电解质溶解。
上述三种关系是难溶电解质的沉淀溶解平衡规律,称为溶 度积规则。利用该规则,可以通过控制离子浓度,实现沉淀的 生成、溶解、转化和分步沉淀。
溶度积规则 及其应用

第五章 沉淀滴定法

第五章 沉淀滴定法

沉淀滴定——铬酸钾指示剂法
一、铬酸钾指示剂法(又称莫尔法) (二)滴定条件 1、指示剂的用量 指示剂过量:Cl-未完全沉淀,即有砖红色沉淀生成,终 点提前,造成负误差。且CrO42-本身是黄色,影响观察。 指示剂不足:到达化学计量点,过量的AgNO3仍不能和 CrO42-形成沉淀,终点滞后,造成正误差。 指示剂理论用量:由计算可得。(以测定CI-为例) Ag+ + CIAgCI↓ KSP(AgCI)=1.77×10-10 加入铬酸钾指示剂的用量可根据溶度积常数 进行计算 :(化学计量点时) [Ag+]=[Cl-]=Ksp(AgCl)1/2 =1.33×10-5 mol/L [CrO42-]=Ksp(Ag2CrO4)/[Ag+]2 =6.3×10-3 mol/L 当溶液中[CrO42-] [Ag+]2 > Ksp(Ag2CrO4)指示剂显色 实际滴定时,在总体积为50-100ml的溶液中 加入浓度为5%的铬酸钾指示剂1-2ml。
形成氧化银黑色沉淀,多 消耗硝酸银,并影响比色
不能在氨碱性的溶液中进行:
AgCl + 2NH 3
形成银氨配离子而溶 [Ag(NH3)2]++Cl- 解,使终点推迟
在中性或弱碱性中进行(pH6.5-10.5)
预处理: 溶液酸性较强,先用硼砂或碳酸氢钠等中和; 溶液为氨碱性或强碱性时,先用硝酸中和。
一、铬酸钾指示剂法(又称莫尔法) (二)滴定条件 3、沉淀吸附 生成的卤化银沉淀吸附溶液中过量的卤离子,使溶液中 卤离子浓度降低,以致终点提前而出现负误差。因此,滴定 时必须剧烈摇动,及时释出被吸附的阴离子,防止重点提前 出现。 铬酸钾法不适用于测定碘化物及硫氰酸盐,因为AgI和 AgSCN沉淀更强烈地吸附I-和SCN-,强烈摇动达不到解除吸附 (解吸)的目的。 CI 以AgCI为例 CICICICI CICICICI-

沉淀滴定法

沉淀滴定法

第五节沉淀滴定法教学目的:1、掌握沉淀滴定法对反应的要求。

2、掌握银量法确定理论终点的方法原理。

3、明确分级沉淀及沉淀转化的概念。

4、理解测定氯化物的条件。

教学重点与难点:莫尔法(铬酸钾作指示剂)作为教学重点教学内容:一、方法简介沉淀滴定法(precipitationtitration):也称容量分析法(volumetricprecipitationmethod),以沉淀反应为基础的滴定分析方法。

用作沉淀滴定的沉淀反应必须满足以下条件:(1)反应速度快,生成沉淀的溶解度小;(2)反应按一定的化学式定量进行;(3)有准确确定理论终点的方法。

应用范围:含量在1%以上的卤素化合物和硫氰化物的测定。

解释:沉淀反应很多,但能用于沉淀滴定的沉淀反应并不多,因为很多沉淀的组成不恒定,或溶解度较大,或形成过饱和溶液,或达到平衡速度慢,或共沉淀现象严重等。

目前比较有实际意义的是生成微溶性银盐的沉淀反应。

Ag++Cl-=AgClJAg++SCN-二AgSCNJ以这类反应为基础的沉淀滴定法称为银量法。

主要测定Cl-、Br-、I-、Ag+及SCN-等。

如有一些沉淀HgS、PbSO4、BaSO4等也可用于沉淀滴定法,但重要性不及银量法。

二、银量法确定理论终点的方法{莫尔法佛尔哈德法法杨司法1、莫尔法什么是莫尔法?以铬酸钾作指示剂的银量法称为“莫尔法”。

以铬酸钾为指示剂,在中性或弱碱性介质中,用硝酸银标准溶液测定卤素化合物含量。

(1)指示剂作用原理:Ag++Cl-AgCl!白Ksp(Agci)=1.8X10-9Ag++GO42-—Ag2CrO4!橙色Ksp止工小=2X10-12因为AgCl和Ag2CrO4的溶度积不同,因而发生分级沉淀,当AgCl沉淀完全后,稍过量的AgNO3标准溶液与K2CrO4指示剂反应生成Ag2CrO4!砖红色(量少时为橙色)。

平衡时,[Ag+]・[C1-]=Ksp AgC i设溶液中[Cl-]=[CrO4]2-=0.1mol/LKsp AgCl1.8X10-10[Ag+]AgC i===1.8X10-9(mol/L)[Cl-]0.1Ksp(Ag2CrO4)2X10-12[Ag+j===必X10-6(mo l/L)[CrO42-]0.1由此可见:[Ag+][Cl-]首先大于Ksp A gCl,则AgCl开始沉淀。

无机化学(理论篇)(第三版) (24)[2页]

无机化学(理论篇)(第三版) (24)[2页]
学习目标
第5章 沉淀溶解平衡和沉淀滴定法
知识目标:
1.理解溶度积概念、意义。 2.掌握溶度积规则及其应用,理解沉淀转化和 分步沉淀的概念,了解其应用。 *3.了解沉淀滴定反应条件,掌握莫尔法、佛 尔哈德法和法扬司法的测定原理及其应用。
上页 下页 平衡和沉淀滴定法
能力目标:
1.会书写沉淀溶解平衡表达式及溶度积表达 式,能查取25℃时常见难溶电解质的溶度积,会 进行溶度积和溶解度的换算。
2.能判断沉淀生成或溶解,会进行沉淀转化 及分步沉淀的计算。
*3.能根据指示剂对银量法分类,会选择滴 定条件,能用莫尔法、佛尔哈德法、法扬斯法对 待测离子进行滴定分析。
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2013 第五章 沉淀溶解平衡与沉淀滴定法

2013 第五章 沉淀溶解平衡与沉淀滴定法

KSP=c(Ag+)2 · c(CrO42-)=(2S)2 · S=4S3
=4× (6.54× 10-5)3=1.12× 10-12
例5-3 在25°C时AgBr的KSP = 5.0×10-13, 试计算AgBr的溶解度(以物质的量浓度表示)
解:设AgBr的溶解度为s
溴化银的溶解平衡: AgBr(s)=Ag+(aq) + Br-(aq)
Qi>KSP (CrO4-2) =1.12×10-12
所以有沉淀析出
5.2 沉淀溶解平衡的移动
5.2.1 影响难溶电解质溶解度的因素
1. 同离子效应-溶解度降低 因加入含有相同离子的易溶强电解质,而使 难溶电解质溶解度降低的效应称之为同离子效应。 2. 盐效应-溶解度增大 因加入强电解质使难溶电解质的溶 解度增大的效应,称为盐效应
例5-1
解:
氯化银在25℃时溶解度为0.000192g/ 100gH2O,求它的溶度积常数。
溶解度s(AgCl)=0.000192g/100gH2O ≈0.000192g/100ml AgCl饱和溶液极稀, 近似计算: =0.00192g/L
0.00192 g. L1 5 1 1 . 34 10 mol . L 143.4 g. mol 1
c( SO42-) 标准平衡常数: KSP (BaSO4)=c(Ba2+ )· Ag2CrO4(s) =2Ag+ (aq) +CrO4 2 - (aq) KSP (Ag2CrO4 ) =c2(Ag+)· c(CrO4 2 -)
5.1.1 溶度积常数
难溶电解质的溶解沉淀平衡:
(固态)
(液态)
AnBm(s) = nAm+(aq) + mBn-(aq)

沉淀的生成

沉淀的生成

7/30/2019
三、溶度积规则
在同一难溶电解质溶液中,Ksp和Q有如下规
则:
(1)Q﹤Ksp不饱和溶液,无沉淀析出; (2)Q = Ksp饱和溶液,平衡状态; (3)Q﹥Ksp过饱和溶液,沉淀析出。
上述关系是沉淀生成、溶解、转化的判据
三、沉淀的生成
根据溶度积规则,当Q﹥Ksp时,平衡就向生成沉淀方向转化。
二、佛尔哈德法
指示剂:铁铵矾 FeNH4(SO4)2 标准溶液:AgNO3、NH4SCN
基本原理: (1) 直接滴定法测Ag+
Ag+ + SCN- AgSCN (白色) SCN-+ Fe3+ Fe(SCN)2+ (K=138)(红色)
当[Fe(SCN)2+]= 6 ×10-6 mol/L即显红色 滴定条件:酸性条件(0.3 mol/LHNO3)---防止Fe3+水解
S2- 被硝酸氧化成S 沉淀出来,导致溶液中S2- 浓度降低,使 Q<Ksp,沉淀就会溶解。
5.配位反应对溶解度的影响
向AgCl 沉淀中加入氨水,沉淀溶解。 AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]+ + Cl -
生成了更难离解的配离子[Ag(NH3)2]+,Ag+ 浓度降低,离子
积小于溶度积常数,沉淀逐步溶解。
此时MgC2O4已开始沉淀 (QB>Kspө )
c´(Mg2+) =Kspө(MgC2O4 )/ c(C2O42-)
< 0.037 mol.L-1
此时Mg2+ 沉淀量> (0.1-0.037)/0.1=63%
7/30/2019
Inorganic & Analitycal Chemistry

5第五章 沉淀溶解平衡及沉淀滴定法1 无机及分析化学 谢燕

5第五章   沉淀溶解平衡及沉淀滴定法1 无机及分析化学 谢燕

二、分步沉淀
一个体系中同时存在多种离子,逐渐加入一种沉淀剂均可使 这些离子沉淀时,沉淀有先有后,这种同一溶液中,发生先后 沉淀的现象,称分步沉淀。
) 先后沉淀的原则是:离子积(Q)首先达到溶度积( K sp
的难溶电解质先沉淀。
如果溶液中被沉淀离子浓度相同,则同类型电解质,沉淀 剂浓度用量最小的先沉淀。
就会增大,因此在利用同离子效应降低沉淀溶解度时,应考虑到 盐效应的影响,沉淀剂不能过量太多。
三、酸效应
以生成金属氢氧化物沉淀为例 [c(Mn+)/cθ ]· [c(OH-)/
c(OH - )/c= n
M(OH)n(s)== Mn+ + nOH]n
K = sp [M (OH )n ]

K sp ( M (OH ) n )
Cl-离子开始沉淀时 c(Cl- ) = 0.1 mol·L-1
C(Ag+)
-15 mol·L-1 = —— = 1.5 × 10 -
C(I )
Ksp
C(Ag+)=
C(Cl )
-9 mol·L-1 —— = 1.56 × 10 -
Ksp AgCl开始析出时,溶 C(I- ) = —— -8 mol·L-1 = 9.6 × 10 C(Ag+ ) 液中的I-浓度为
一、溶度积常数和溶度积规则
对难溶强电解质 如: BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42-(aq) —— 多相离子平衡 推广: K sp BaSO4 [c Ba 2 / c ] [c SO4 2 / c ]
K sp Am Bn [ c( An ) / c ]m [c B m / c ]n
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0.0217g L1
6.54 105 mol L1
9
例:25oC,已知 K sp(Ag2CrO4)=1.1×10-12,求 同温下S(Ag2CrO4)/g· -1。 L
解:
1
Ag2 CrO4 (s)
2 CrO4 (aq) 2Ag (aq)
平衡浓度/(mol L )
8
பைடு நூலகம்
5.1.2 溶度积和溶解度的相互换算
溶解度换算为溶度积常数 例5-3 在25℃ 时,Ag2CrO4的溶解度是0.0217gL1, 试计算 Ag2CrO4的KSP s (Ag2CrO4 ) 解: c(Ag2CrO4 ) M (Ag2CrO4 )
331.8g mol1 溶解平衡 Ag2CrO4(s) 2Ag+ (aq) + CrO42(aq) 平衡时浓度/molL1 2S S 可得 KSP=c(Ag+)2 · c(CrO42)=(2S)2 · S=4S3 = 4×(6.54×105)3=1.12×1012
1.8×1010
5.0×10-13 8.3×10-17
1.3×10-5
7.1×10-7 9.1×10-9
Ag2CrO4
1.120×10-12
6.54×10-5
12
5.1.3
溶度积原理
AnBm(s) = nAm+(aq) + mBn(aq) Qi = c (Am+) n· (Bn-) m c
Qi(离子积):任一状态离子浓度的乘积,其值不定。 Qi>KSP, ,沉淀析出 Qi=KSP,饱和溶液 Qi<KSP,沉淀溶解
25
难溶的金属氢氧化物的酸溶解:
M(OH)n + nH+ Mn+ + nH2O
K
c(M n ) c (H )
n

c(M n ) c n (OH) c (H ) c (OH)
n n

Ksp (K w )n
室温时,Kw = 1014,而一般有: MOH的Ksp大于1014(即Kw), M(OH)2 的Ksp大于1028(即Kw2), M(OH)3的Ksp大于1042(即Kw3), 所以反应平衡常数都大于1, 表明金属氢氧化物一般都能 溶于强酸。
20
例题:求 25℃时, Ag2CrO4在 0.010 mol· -1 L K2CrO4溶液中的溶解度。 解:
Ag2 CrO 4 (s) 2Ag (aq) CrO (aq)
0 2x 0.010 0.010 x
2 4
初始 浓度/(mol L1 ) 平衡 浓度/(mol L1 )
(2 x) 2 (0.010 x) K sp 1.110 12
x很小 0.010 x 0.010 6 x 5.2 10
0.010 mol L K 2 CrO 4 中
1
S 5.2 10 mol L
6
1
纯水中
S 6.5 10 mol L
2
x 7.3 10
2 4
8
8 1
c(SO ) 7.3 10 mol L
m(BaSO 4 ) (4.8 10
4
x) 50.0 233
4.8 10
4
50.0 233 5.6g
例5-5 将等体积的4×10-3 mo1· -1的AgNO3和4×10-3 mo1· –1 L L K2CrO4混合,有无Ag2CrO4沉淀产生? 已知Ksp (Ag2CrO4)=1.12×10-12 。 解:等体积混合后,浓度为原来的一半。 c(Ag+)=2×10-3 mol· -1; c(CrO4 2-)=2×10-3 mol · -1 L L Qi=c2(Ag+)· c(CrO4 2 -) =(2×l0-3 )2×2×l0-3 =8×l0-9>Ksp (Ag2CrO4) 所以有沉淀析出
该反应的标准平衡常数为:
K=c(Ag+)· ) c(Cl
5
一般的难溶电解质的溶解沉淀平衡可表示为: AnBm(s) nAm+(aq) + mBn(aq) Ksp = c(Am+)n· n)m c(B 该常数称为溶度积常数, 简称溶度积(solubility product)
Ksp值的大小反映了难溶电解质的溶解 程度。其值与温度有关,与浓度无关。
5
1
影响溶解度的因素:盐效应
在难溶电解质溶液中,加入易溶强电解质而使 难溶电解质的溶解度增大的作用称为盐效应。 AgCl在KNO3溶液中的溶解度 (25℃ )
c(KNO3)/(mol.L-1)
s(AgCl) )/(mol.L-1)
0.00
1.278
0.0010
1.325
0.00500
1.385
13
例: BaCO3 (s)
Ba (aq) CO (aq)
2
2 3
2 ① 加酸 2H CO 3 H 2 O CO 2
c (CO ) Q Q < Ksp 利于 BaCO3 的溶解。
② 加 BaCl2 或 Na2CO3
2 3
c(Ba ) 或 c (CO ) Q Q > Ksp 促使
2x
x
{c(Ag )}2{c(CrO2 )} Ksp (Ag 2CrO 4 ) 4 1.1× 10 4 x 3 , x 6.5×105 Mr(Ag 2CrO 4 ) 331.7 S 6.5×10 ×331.7 g L 2.2×10 g L
5 1 2 1 12
第五章 沉淀溶解平衡 与沉淀滴定法
1
5.1 溶度积原理 5.2 沉淀溶解平衡的移动 5.3 多种沉淀之间的平衡 5.4 沉淀滴定法
2
学习要求
1.掌握溶度积的概念、溶度积与溶解度的换算。 2.了解影响沉淀溶解平衡的因素,利用溶度积 原理判断沉淀的生成及溶解。 3.掌握沉淀溶解平衡的有关计算。 4.掌握沉淀滴定法的原理及主要应用。
S 5.35 1013 7.31 107 mol. L1
即AgBr的溶解度为7.31×107 molL1
11
相同类型的难溶电解质,其Ksp 大的 s 也大。 不同类型的难溶电解质不能直接用溶度积比较其 溶解度的相对大小。
分子式
溶度积常数
溶解度/molL1
AgCl
AgBr AgI
K sp 1.0 10 6
例题:在含有0.10mol· -1 Fe3+和 0.10mol· -1 L L Ni2+的溶液中,欲除掉Fe3+,使Ni2+仍留在 溶液中,应控制pH值为多少? 解: K 开始沉淀pH 沉淀完全pH sp
26
•溶于酸 M(OH) n (s)

M n (aq) nOH (aq)
加酸,H OH H 2O 使 Q Q < K sp
c (OH ) n

K sp c(M n )

开始沉淀 c(OH ) n
沉淀完全 c(OH ) n

K sp co (M n )
2
2.0 10
3
9.6 10
7
K sp 1.1 10
10
Q > K sp ,所以有BaSO 4沉淀析出。
SO2 (aq) BaSO4 (s) Ba (aq) 4 3 1 4.8 10 4 2.0 10 反应前浓度/(mol L ) 3 4 1 反应后浓度/(mol L ) 2.0 10 4.8 10 0 1 x 1.52 10 3 x 平衡浓度/(mol L ) 3 10 (1.52 10 x) x 1.110 3 3 x很小,1.52 10 x 1.52 10
6
K sp M A

溶度积的意义 (1)溶度积只是温度的函数。 (2)溶度积的数值可查表获得。(见附录4) (3)同种类型难溶电解质溶解程度,可通过比 较其溶度积常数大小判断。
7
例5-2 由附录Ⅲ的热力学函数计算298K时AgCl的溶度积常数。 解: AgCl(s) Ag+(aq) + Cl(aq) fGm(298.15)/kJmol1 109.8 77.11 131.2 rGm= B fGm(B) = ( 77.11 131.2) (109.8) kJmol1 = 55.71 kJmol1 由 fGm = RT lnKsp 得 lnKsp = fGm / RT = 55.71 103/ (8.314 298.15) = 22.24 Ksp = 2.19 1010
15
6.0 10 40.0 4 1 co (SO ) 4.8 10 mol L 50.0
2 4
4
0.010 10.0 3 1 co (Ba ) 2.0 10 mol L 50.0
2
Q [SO ][Ba ]
4.8 10
2 4 4
溶度积换算为溶解度
例5-4 在25°C时AgBr的KSP = 5.35×1013,试计算AgBr的
溶解度(以物质的量浓度表示)
解:溴化银的溶解平衡为: AgBr(s) Ag+(aq) + Br-(aq) 设AgBr的溶解度为S,则c(Ag+)=c (Br-)=S 得 KSP = c(Ag+)· -)=S · c(Br S=5.35×1013 所以
0.0100
1.427
22
产生盐效应的原因
饱和BaSO4溶液中加入KNO3后溶液中的离子总数骤增, 由于SO42-和Ba2+离子被众多的异号离子(K+,NO3-)所包围, 活动性降低,因而Ba2+和SO42-的有效浓度降低。 Ksp(BaSO4) = α(Ba2+) (SO42-) = (Ba2+)· 2+)· (SO42-)· c(Ba c(SO42-) KNO3加入后 ,离子强度I 增加 , 活度系数 减少 。 温度一定时Ksp是常数, 所以 c(Ba2+) 和c(SO42-)增加 , BaSO4的溶解度增加 。
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