版高考化学复习第1部分专题8第4单元难溶电解质的沉淀溶解平衡教案苏教版.docx

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版高考化学复习第1部分专题8第4单元难溶电解质的沉淀溶解平衡教案苏教版

难溶电解质的沉淀溶解平衡

考纲定位

核心素养

1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。

2.理解溶度积（Ksp）的含义，能进行相关的计算。

1.平衡思想——认识难溶电解质的溶解平衡有一定限度，是可以调控的。

能多角度、动态地分析难溶电解质的溶液平衡，并运用难溶电解质的溶解平衡原理解决实际问题（利用沉淀生成处理污水等）。

2.科学探究——设计探究方案，进行沉淀、生成、溶解、转化等实验探究。

3.社会责任——利用沉淀、溶解平衡解决生产实际问题如炉垢的消除等。

考点一|沉淀溶解平衡及应用

1．沉淀溶解平衡的原理

（1）含义：

在一定温度下的水溶液中，当沉淀溶解和生成速率相等时，即建立了溶解平衡。

（2）沉淀溶解平衡的建立及特征

溶液中的溶质

（3）沉淀溶解平衡的影响因素

提醒：

20℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：

2．沉淀溶解平衡的应用

（1）沉淀溶解

①酸溶解法

a．如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为

CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。

b．牙齿表面的矿物质—羟基磷灰石[Ca5（PO4）3（OH）]在口腔中遇到产生的有机酸造成溶解。

②盐溶液溶解法

如Mg（OH）2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为

Mg（OH）2＋2NH

===Mg2＋＋2NH3·H2O。

（2）沉淀的转化

①实质：

沉淀溶解平衡的移动。

②举例

AgNO3（aq）

AgCl

AgI

Ag2S。

则Ksp（AgCl）＞Ksp（AgI）＞Ksp（Ag2S）。

③规律：

一般来说，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。

反之转化也可以，但较难。

④应用

a．锅炉除垢：

将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为

CaSO4＋CO

===CaCO3＋SO

。

b．BaSO4转化为BaCO3的离子方程式为

BaSO4＋CO

BaCO3＋SO

。

（3）沉淀的生成

①调节pH法

如除去CuSO4溶液中混有的Fe3＋，可向溶液中加入Cu（OH）2或Cu2（OH）2CO3，调节溶液的pH至3～4，Fe3＋会转化为Fe（OH）3沉淀除去。

其工艺流程如下图所示：

②沉淀剂法

如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋。

提醒：

（1）用沉淀法除杂不可能将杂质离子全部通过沉淀除去，一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5mol·L－1时，沉淀已经完全；

（2）利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够发生，其次沉淀生成的反应进行的越完全越好。

如除去溶液中的Mg2＋，用NaOH溶液比使用Na2CO3溶液好，原因是Mg（OH）2的溶解度比MgCO3的小。

1．正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）常温下，向Ca（OH）2的悬浊液中加少量CaO，充分反应后，恢复到常温，c（OH－）增大。

（　　）

（2）BaSO4（s）＋CO

（aq）

BaCO3（s）＋SO

（aq）可说明BaCO3的溶解度比BaSO4的小。

（　　）

（3）向20mL0.1mol·L－1的NaOH溶液中加10mL0.05mol·L－1MgCl2溶液，充分反应后，再加入FeCl3溶液，可发现白色沉淀变为红褐色沉淀，说明Mg（OH）2可以转化为Fe（OH）3沉淀。

（　　）

答案：

（1）×　

（2）×　（3）×

2．以AgCl为例：

AgCl（s）

Ag＋（aq）＋Cl－（aq）　ΔH>0。

请填表：

外界条件

移动方向

c（Ag＋）

Ksp

①加AgCl固体

________

________

________

②加入Na2S

________

________

________

③通入HCl

________

________

________

答案：

①不移动　不变　不变　②右　减小　不变

③左　减小　不变　

考法☆　沉淀溶解平衡及其应用

1．（2019·江西景德镇调研）已知Ca（OH）2的饱和溶液中存在平衡Ca（OH）2（s）

Ca2＋（aq）＋2OH－（aq）　ΔH<0，下列有关该平衡体系的

说法正确的是（　　）

①升高温度，平衡逆向移动　②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度　③除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子，可以向溶液中加入适量的NaOH溶液

④恒温下，向溶液中加入CaO，溶液的pH升高　⑤给溶液加热，溶液的pH升高　⑥向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加　⑦向溶液中加入少量NaOH固体，Ca（OH）2固体质量不变

A．①⑥B．①⑥⑦

C．②③④⑥D．①②⑥⑦

A　[向溶液中加Na2CO3，与Ca2＋反应生成沉淀CaCO3，c（Ca2＋）减小，②错；③引入OH－，③错；恒温下，Ca（OH）2饱和溶液的浓度不变，pH不变，④错；加热，平衡左移，c（OH－）减小，pH减小，⑤错；加NaOH，平衡左移，Ca（OH）2的质量增大，⑦错。

]

2．（2018·湖南怀化期末）向MnCl2溶液中加入过量难溶电解质MnS，可使溶液中含有的Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋等金属离子转化为硫化物沉淀，从而得到纯净的MnCl2。

下列分析正确的是（　　）

A．MnS具有吸附性

B．MnS有还原性，可将Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋还原后除去

C．MnS溶解度大于CuS、PbS、CdS

D．MnS与Cu2＋反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓

C　[MnS是难溶物，它能将溶液中的Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋转化为硫化物沉淀，发生的是沉淀的转化，说明生成的硫化物是更难溶的物质，即MnS溶解度大于CuS、PbS、CdS，故C项正确；A、B项错误；MnS与Cu2＋反应的离子方程式应为MnS＋Cu2＋

CuS＋Mn2＋，D项错误。

]

3．试用平衡移动原理解释下列事实：

（1）Mg（OH）2可溶于NH4Cl溶液。

（2）分别用等体积的蒸馏水和0.01mol·L－1的稀盐酸洗涤AgCl沉淀，用水洗涤造成AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量。

答案：

（1）Mg（OH）2在水中存在Mg（OH）2（s）

Mg2＋（aq）＋2OH－（aq），加入NH4Cl溶液，OH－与NH

反应生成NH3·H2O，c（OH－）减小，平衡向右移动，使Mg（OH）2溶解。

（2）用水洗涤AgCl，AgCl（s）

Ag＋（aq）＋Cl－（aq）平衡右移，AgCl的质量减少，用稀盐酸洗涤AgCl，稀释的同时HCl电离产生的Cl－会使平衡左移，AgCl减少的质量要小些。

溶解平衡表达式→改变条件→浓度改变→平衡移动方向→问题结论。

考点二|溶度积常数及其应用

1．溶度积和离子积

以AmBn（s）

mAn＋（aq）＋nBm－（aq）为例：

溶度积

离子积

符号

Ksp

Qc

表达式

Ksp（AmBn）＝cm（An＋）·cn（Bm－），式中的浓度都是平衡时浓度

Qc（AmBn）＝cm（An＋）·cn（Bm－），式中的浓度是任意时刻的浓度

应用

判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解

①Qc＞Ksp：

溶液过饱和，有沉淀析出

②Qc＝Ksp：

溶液饱和，处于平衡状态

③Qc＜Ksp：

溶液未饱和，无沉淀析出

2．Ksp的影响因素

（1）内因：

难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。

（2）外因

Ksp只与温度有关，绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解方向移动，Ksp增大（选填“增大”“减小”或“不变”）。

[深度归纳]　沉淀溶解平衡的“四个误点”

（1）把沉淀溶解平衡误认为电离平衡。

实际上如BaSO4（s）

Ba2＋（aq）＋SO

（aq）是溶解平衡，因为BaSO4是强电解质，不存在电离平衡。

（2）误认为只要Ksp越大，其溶解度就会越大。

Ksp还与难溶物化学式中的各离子配比有关，只有同类型的难溶物的Ksp大小才可用于比较其溶解度大小。

（3）一定温度下，误认为溶解度受溶液中相同离子浓度的影响而导致Ksp改变。

实际上Ksp只受温度影响，温度不变则Ksp不变，如Mg（OH）2在MgCl2溶液中的溶解度要小于在纯水中的溶解度，而Ksp[Mg（OH）2]不变。

（4）误认为Ksp小的不能转化为Ksp大的，只能实现Ksp大的向Ksp小的转化。

实际上当两种难溶电解质的Ksp相差不是很大时，通过调节某种离子的浓度，可实现难溶电解质由Ksp小的向Ksp大的转化。

1．正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）Mg（OH）2的Ksp＝c（Mg2＋）·c（OH－）。

（　　）

（2）Ksp（AB2）小于Ksp（CD），则AB2的溶解度小于CD的溶解度。

（　　）

（3）常温下，向BaCO3的饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小。

（　　）

（4）（2014·全国卷Ⅰ）将Na2S与稀硫酸反应生成的气体通入AgNO3与AgCl的溶液中，根据现象可得出Ksp（AgCl）>Ksp（Ag2S）。

（　　）

（5）AgCl（s）＋I－（aq）

AgI（s）＋Cl－（aq）的化学平衡常数K＝

。

（　　）

（6）两种Ksp相差不大的难溶电解质在一定条件下，溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀。

（　　）

答案：

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）×　（5）√　（6）√

2．室温下，向2mol·L－1CuSO4溶液中加入NaOH固体调节溶液的pH至多少时开始沉淀？

（Ksp[Cu（OH）2]＝2.0×10－20写出解题步骤）

答案：

Ksp[Cu（OH）2]＝c（Cu2＋）·c2（OH－）＝2×c2（OH－）＝2.0×10－20，c（OH－）＝

＝10－10（mol·L－1），

c（H＋）＝

＝

＝10－4（mol·L－1），

pH＝－lgc（H＋）＝－lg10－4＝4。

考法1　溶度积常数（Ksp）及其应用计算

1．（2019·赣州模拟）下列有关叙述中，正确的是（　　）

A．在一定温度下的BaSO4水溶液中，Ba2＋和SO

浓度的乘积是一个常数

B．向含有BaSO4固体的溶液中加入适量的水使沉淀溶解又达到平衡时，BaSO4的溶度积不变，其溶解度也不变

C．只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡过程

D．向饱和的BaSO4水溶液中加入硫酸，BaSO4的Ksp变大

B　[一定温度下，只有在BaSO4的饱和溶液中，Ba2＋和SO

浓度的乘积才是一个常数，A错误；溶度积和溶解度都是温度的函数，向BaSO4固体中加入水，可使沉淀溶解平衡发生移动，但溶度积和溶解度均不变，B正确；无论难溶电解质还是易溶电解质，都存在沉淀溶解平衡状态，如在NaCl的过饱和溶液中就存在沉淀溶解平衡状态，C错误；向饱和BaSO4溶液中加入H2SO4溶液，只会使溶解平衡发生移动，但不会影响BaSO4的Ksp的值，D错误。

]

2．（2018·林州一中月考）已知常温下Ksp（AgCl）＝1.8×10－10，Ksp（AgBr）＝5×10－13，下列有关说法错误的是（　　）

A．在饱和AgCl、AgBr的混合溶液中：

＝360

B．向AgCl悬浊液中滴加浓NaBr溶液会产生淡黄色沉淀

C．AgCl在水中的溶解度及Ksp均比在NaCl溶液中的大

D．欲用1LNaCl溶液将0.01molAgBr转化为AgCl，则c（NaCl）≥

3.61mol·L－1

C　[同一溶液中，c（Ag＋）相同，溶液中同时存在如下两种关系式c（Ag＋）·

c（Br－）＝Ksp（AgBr），c（Ag＋）·c（Cl－）＝Ksp（AgCl），所以c（Cl－）∶c（Br－）＝Ksp（AgCl）∶Ksp（AgBr）＝360，A项正确；由于Ksp（AgCl）>Ksp（AgBr），氯化银容易转化为淡黄色溴化银沉淀，B项正确；溶度积只与温度有关，C项错误；AgBr＋Cl－

AgCl＋Br－，平衡常数K＝

＝

，当溴化银全部转化为氯化银时，溶液中Br－的浓度为0.01mol·L－1，将有关数据代入计算式，求得平衡时Cl－浓度为3.6mol·L－1，溴化银转化过程中消耗了0.01molCl－，故氯化钠的最低浓度为3.61mol·L－1，D项正确。

]

3．（2013·课标全国卷Ⅰ）已知Ksp（AgCl）＝1.56×10－10，Ksp（AgBr）＝7.7×10－13，Ksp（Ag2CrO4）＝9.0×10－12。

某溶液中含有Cl－、Br－和CrO

，浓度均为0.010mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010mol·L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为（　　）

A．Cl－、Br－、CrO

B．CrO

、Br－、Cl－

C．Br－、Cl－、CrO

D．Br－、CrO

、Cl－

C　[利用沉淀溶解平衡原理，当Qc>Ksp时，有沉淀析出。

溶液中Cl－、Br－、CrO

的浓度均为0.010mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010mol·L－1的AgNO3溶液时，溶解度小的先满足Qc>Ksp，有沉淀析出。

比较Ksp，AgBr、AgCl同类型，溶解度：

AgBr

比较AgCl、Ag2CrO4的溶解度：

从数量级看，AgCl中c（Ag＋）＝

＝

，Ag2CrO4中，Ag2CrO4（s）

2Ag＋＋CrO

，设c（CrO

）＝x，则Ksp（Ag2CrO4）＝c2（Ag＋）·c（CrO

）＝（2x）2·x＝4x3，则x＝

＝

。

故Ag2CrO4中c（Ag＋）＝2x＝2

>

，故溶解度顺序为AgBr

。

]

4．（2015·全国卷Ⅱ节选）有关数据如表所示：

化合物

Zn（OH）2

Fe（OH）2

Fe（OH）3

Ksp近似值

10－17

10－17

10－39

用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是加稀硫酸和H2O2溶解，铁变为________，加碱调节至pH为________时，铁刚好沉淀完全（离子浓度小于1×10－5mol·L－1时，即可认为该离子沉淀完全）；继续加碱至pH为________时，锌开始沉淀（假定Zn2＋浓度为0.1mol·L－1）。

若上述过程不加H2O2后果是________，

原因是________。

解析：

Fe与稀硫酸反应生成FeSO4，再被H2O2氧化转化为Fe2（SO4）3。

Fe（OH）3的Ksp＝c（Fe3＋）·c3（OH－），则有c（OH－）＝

≈

10－11.3mol·L－1，则溶液的pH＝2.7。

Zn（OH）2的Ksp＝c（Zn2＋）·

c2（OH－），则有c（OH－）＝

＝10－8mol·L－1，则溶液的pH＝6。

Fe（OH）2和Zn（OH）2的Ksp相近，不加入H2O2将Fe2＋转化为Fe3＋，很难将Zn2＋和Fe2＋分开。

答案：

Fe3＋　2.7　6　Zn2＋和Fe2＋分离不开　Fe（OH）2和Zn（OH）2的Ksp相近

考法2　溶解平衡的有关图象分析

5．在T℃时，铬酸银（Ag2CrO4）在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。

下列说法中不正确的是（　　）

A．T℃时，在Y点和Z点，Ag2CrO4的Ksp相等

B．向饱和Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点

C．T℃时，Ag2CrO4的Ksp为1×10－8

D．图中a＝

×10－4

C　[一定温度下溶度积是常数，所以T℃时，Y点和Z点Ag2CrO4的Ksp相等，A正确；在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4固体仍为饱和溶液，点仍在曲线上，不能使溶液由Y点变为X点，B正确；曲线上的点都是沉淀溶解平衡点，Ag2CrO4的沉淀溶解平衡为Ag2CrO4（s）

2Ag＋（aq）＋CrO

（aq），Ksp＝

c2（Ag＋）·c（CrO

）＝（1×10－3）2×1×10－5＝10－11，C错误；Ksp（Ag2CrO4）＝

c2（Ag＋）·c（CrO

）＝1×10－11，Z点时c（CrO

）＝5×10－4，c2（Ag＋）＝2×10－8，所以a＝

×10－4，D正确。

]

6.某温度时，可用K2S沉淀Cu2＋、Mn2＋、Zn2＋三种离子（M2＋），所需S2－最低浓度的对数值lgc（S2－）与lgc（M2＋）的关系如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．三种离子对应的硫化物中Ksp（CuS）最小，约为1×10－20

B．向MnS的悬浊液中加入少量水，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，

c（S2－）增大

C．可用MnS除去MnCl2溶液中混有的少量杂质ZnCl2

D．向浓度均为1×10－5mol·L－1的Cu2＋、Zn2＋、Mn2＋混合溶液中逐滴加入1×10－4mol·L－1的Na2S溶液，Zn2＋先沉淀

C　[向横坐标作一垂线，与三条斜线相交，此时c（S2－）相同，而

c（Cu2＋）

取CuS线与横坐标交点，可知此时c（S2－）＝10－10mol·L－1，c（Cu2＋）＝10－25mol·L－1，Ksp（CuS）＝10－35，A项错误；向MnS悬浊液中加水，促进溶解，溶解平衡正向移动，但依然是MnS的饱和溶液，c（S2－）不变，B项错误；因为Ksp（ZnS）

]

7．（2019·唐山模拟）已知p（Ba2＋）＝－lgc（Ba2＋）、p（X2－）＝－lgc（X2－），常温下BaSO4、BaCO3的沉淀溶解平衡曲线如图所示，下列叙述中正确的是（　　）

A．p（Ba2＋）＝a时，两种盐的饱和溶液中离子浓度c（SO

）>c（CO

）

B．M点对应的溶液中Ba2＋、CO

能形成BaCO3沉淀

C．相同条件下，SO

比CO

更易与Ba2＋结合形成沉淀

D．BaSO4不可能转化为BaCO3

C　[由图象信息知Ksp（BaSO4）

）>c（SO

），A错误、C正确；M点时，Qc（BaCO3）

]

1曲线上任一点均为饱和溶液，线外的点为非饱和溶液，可根据Qc与Ksp的大小判断。

2求Ksp时可找曲线上合适的一点确定离子浓度进行计算，曲线上任一点的Ksp相同。

3当坐标表示浓度的对数时，要注意离子浓度的换算，如lgcX＝a，则cX＝10a。

4当坐标表示浓度的负对数－lgX＝pX时，pX越大，cX越小，cX＝

10－pX。

课堂反馈　真题体验

1．（2018·全国卷Ⅲ，T12）用0.100mol·L－1AgNO3滴定50.0mL0.0500mol·L－1Cl－溶液的滴定曲线如图所示。

下列有关描述错误的是（　　）

A．根据曲线数据计算可知Ksp（AgCl）的数量级为10－10

B．曲线上各点的溶液满足关系式c（Ag＋）·c（Cl－）＝Ksp（AgCl）

C．相同实验条件下，若改为0.0400mol·L－1Cl－，反应终点c移

到a

D．相同实验条件下，若改为0.0500mol·L－1Br－，反应终点c向b方向移动

C　[根据滴定曲线，当加入25mLAgNO3溶液时，Ag＋与Cl－刚好完全反应，AgCl处于沉淀溶解平衡状态，此时溶液中c（Ag＋）＝c（Cl－）＝10－4.75mol·L－1，Ksp（AgCl）＝c（Ag＋）·c（Cl－）＝10－9.5≈3.16×10－10，A项正确；曲线上各点都处于沉淀溶解平衡状态，故符合c（Ag＋）·c（Cl－）＝Ksp（AgCl），B项正确；根据图示，Cl－浓度为0.0500mol·L－1时消耗25mLAgNO3溶液，则Cl－浓度为0.0400mol·L－1时消耗20mLAgNO3溶液，a点对应AgNO3溶液体积为15mL，所以反应终点不可能由c点移到a点，C项错误；由于AgBr的Ksp小于AgCl的Ksp，初始

c（Br－）与c（Cl－）相同时，反应终点时消耗的AgNO3溶液体积相同，但Br－浓度小于Cl－浓度，即反应终点从曲线上的c点向b点方向移动，D项正确。

]

2．（2017·全国卷Ⅲ，T13）在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl－会腐蚀阳极板而增大电解能耗。

可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl－。

根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是（　　）

A．Ksp（CuCl）的数量级为10－7

B．除Cl－反应为Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl

C．加入Cu越多，Cu＋浓度越高，除Cl－效果越好

D．2Cu＋===Cu2＋＋Cu平衡常数很大，反应趋于完全

C　[A项，当－lg

＝0时，lg

约为－7，即c（Cl－）＝1mol·L－1，c（Cu＋）＝10－7mol·L－1，因此Ksp（CuCl）的数量级为10－7，A项正确；B项，分析生成物CuCl的化合价可知，Cl元素的化合价没有发生变化，Cu元素由0价和＋2价均变为＋1价，因此参加该反应的微粒为Cu、Cu2＋和Cl－，生成物为CuCl，则反应的离子方程式为Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl，B项正确；C项，铜为固体，只要满足反应用量，Cu的量对除Cl－效果无影响，C项错误；D项，2Cu＋===

Cu2＋＋Cu的平衡常数K＝

，可取图象中的c（Cu＋）＝c（Cu2＋）＝1×

10－6mol·L－1代入平衡常数的表达式中计算，即为K＝

＝1×

106L·mol－1，因此平衡常数很大，反应趋于完全，D项正确。

]

3．

（1）（2017·全国卷Ⅰ，节选）若“滤液”中c（Mg2＋）＝0.02mol·L－1，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe3＋恰好沉淀完全即溶液中c（Fe3＋）＝1.0×10－5mol·L－1，此时是否有Mg3（PO4）2沉淀生成？

_____________________________________________________________

______________________________________________（列式计算）。

FePO4、Mg3（PO4）2的Ksp分别为1.3×10－22、1.0×10－24。

（2）（2015·全国卷Ⅰ，节选）大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，该浓缩液中主要含有I－、Cl－等离子。

取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中

为________。

已知Ksp（AgCl）＝1.8×10－10，Ksp（AgI）＝8.5×10－17。

解析：

（1）根据Ksp（FePO4）＝1.3×10－22及Fe3＋恰好完全沉淀时溶液中c（Fe3＋）＝1.0×10－5mol·L－1，可得c（PO

）＝

mol·L－1＝1.3×

10－17mol·L－1。

c（Mg2＋）＝

mol·L－1＝0.01mol·L－1，则c3（Mg2＋）

·c2（PO

）＝0.013×（1.3×10－17）2＝1.6