人教版高中化学选修4课堂学案第三章第四节第1课时沉淀溶解平衡与溶度积.docx

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人教版高中化学选修4课堂学案第三章第四节第1课时沉淀溶解平衡与溶度积

第1课时　沉淀溶解平衡与溶度积

[目标导航]1.知道沉淀溶解平衡的概念及其影响因素。

2.明确溶度积和离子积的关系，学会判断反应进行的方向。

一、难溶电解质的溶解平衡

1．固体物质的溶解度（S）与溶解性的关系

溶解性

难溶

微溶

可溶

易溶

S的范围

S＜0.01g

0.01g＜S＜1g

1__g＜S＜10__g

S＞10g

2.溶解平衡状态

在一定温度下，固体溶质在水中形成饱和溶液时，溶液中溶质质量保持不变的状态，该状态下，固体溶质溶解的速率和溶液中溶质分子结晶的速率达到相等，但溶解和结晶仍在进行。

3．沉淀溶解平衡

（1）概念

在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了动态平衡，叫做难溶电解质的溶解平衡。

如AgCl溶于水的溶解平衡表示为AgCl（s）

Ag＋（aq）＋Cl－（aq）。

（2）特征

4．影响沉淀溶解平衡的因素

（1）内因

难溶电解质本身的性质，这是决定因素。

（2）外因

以AgCl（s）Ag＋（aq）＋Cl－（aq）ΔH＞0为例

外界条件

移动方向

平衡后

c（Ag＋）

平衡后c（Cl－）

Ksp

升高温度

正向

增大

增大

增大

加水稀释

正向

减小

减小

不变

加入少量AgNO3

逆向

增大

减小

不变

通入HCl

逆向

减小

增大

不变

通入H2S

正向

减小

增大

不变

【合作探究】

1．根据对溶解度及反应限度、化学平衡原理的认识，生成沉淀的离子反应能否真正进行到底？

答案不能进行到底。

从溶解度来看，所谓难溶是指溶解度小于0.01g，并非溶解度为0；任何化学反应都具有可逆性，可逆反应达到平衡状态时，反应物和生成物的浓度不再变化，从而使生成沉淀的离子反应不能进行到底。

2．从物质类别、变化过程角度分析沉淀溶解平衡与弱电解质的电离平衡有何区别？

答案

（1）从物质类别看，难溶电解质可以是强电解质，也可以是弱电解质[如BaSO4是强电解质，而Al（OH）3是弱电解质]，而难电离物质只能是弱电解质。

（2）从变化的过程来看，沉淀溶解平衡是指已溶解的溶质与未溶解的溶质之间形成沉淀与溶解的平衡状态；而电离平衡则是指已经溶解在溶液中的弱电解质分子与离子之间的转化达到平衡状态。

二、溶度积常数

1．在一定温度下，沉淀达溶解平衡后的溶液为饱和溶液，其离子浓度不再发生变化，溶液中各离子浓度幂之积为常数，叫做溶度积常数（简称溶度积），用Ksp表示。

2．写出下列沉淀溶解平衡的溶度积常数的表达式

（1）AgCl（s）Ag＋（aq）＋Cl－（aq）

Ksp＝c（Ag＋）·c（Cl－）。

（2）Fe（OH）3（s）Fe3＋（aq）＋3OH－（aq）

Ksp＝c（Fe3＋）·c3（OH－）。

（3）AmBn（s）mAn＋（aq）＋nBm－（aq）

Ksp＝[c（An＋）]m·[c（Bm－）]n。

【合作探究】

1．溶解度较小的沉淀易转化成溶解度更小的沉淀，而溶解度小的沉淀不能向溶解度大的沉淀转化，这种认识对吗？

答案不对。

只要离子积Qc＞Ksp，溶解度小的沉淀也可以转化为溶解度大的沉淀。

2．同温条件下，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强，这种认识对吗？

答案不对，对于同类型物质而言，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强，如AgCl＞AgBr＞AgI；而对于不同类型的物质，则不能直接比较，如Ksp（AgCl）＝1.8×10－10，Ksp[Mg（OH）2]＝1.8×10－11，不能认为Mg（OH）2比AgCl更难溶，需转化为溶解度进行比较。

一、影响沉淀溶解平衡的因素

【例1】把氢氧化钙放入蒸馏水中，一段时间后达到如下平衡：

Ca（OH）2（s）Ca2＋（aq）＋2OH－（aq），加入以下溶液，可使Ca（OH）2减少的是（）

A．Na2S溶液B．AlCl3溶液

C．NaOH溶液D．CaCl2溶液

解析Na2S水解显碱性，增大了溶液中OH－的浓度；NaOH会提供大量OH－；CaCl2会增大Ca2＋的浓度，所以A、C、D选项都会使溶解平衡向左移动，使Ca（OH）2增多。

AlCl3中的Al3＋可与OH－发生反应生成Al（OH）3沉淀，使平衡向右移动，促进Ca（OH）2的溶解。

答案B

【归纳总结】影响沉淀溶解平衡的因素

（1）内因

溶质本身的性质。

绝对不溶的物质是没有的；同是微溶物质，溶解度差别也很大；易溶溶质只要是饱和溶液也存在溶解平衡。

（2）外界条件改变对溶解平衡的影响

①温度升高，多数溶解平衡向溶解的方向移动。

②加水稀释，浓度减小，溶解平衡向溶解的方向移动。

③加入与难溶电解质构成微粒相同的物质，溶解平衡向生成沉淀的方向移动。

④加入与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质，溶解平衡向溶解的方向移动。

变式训练1将AgCl分别投入下列溶液中：

①40mL0.03mol·L－1的HCl溶液

②50mL0.03mol·L－1的AgNO3溶液

③30mL0.02mol·L－1的CaCl2溶液

④10mL蒸馏水

AgCl的溶解度由大到小的顺序是________。

答案④>①＝②>③

解析在水中AgCl存在溶解平衡AgCl（s）AgCl（aq）===Ag＋（aq）＋Cl－（aq）

（注：

s表示未溶解的固体，aq表示已被溶解但未电离的AgCl）。

当溶液中存在Ag＋或Cl－时，溶解平衡逆向移动，AgCl的溶解度减小。

溶液中Ag＋或Cl－的浓度越大，逆向移动的程度越大，溶解度就越小。

以中性的水为参照，溶解度大小顺序为④>①＝②>③。

二、溶度积的意义及应用

【例2】已知25℃时，AgCl的溶度积常数Ksp＝1.8×10－10，则下列说法正确的是（）

A．向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，Ksp变大

B．AgNO3溶液与NaCl溶液混合后的溶液中，一定有c（Ag＋）＝c（Cl－）

C．温度一定时，当溶液中c（Ag＋）·c（Cl－）＝Ksp时，此溶液中必有AgCl沉淀析出

D．将AgCl加入到较浓的KI溶液中，部分AgCl转化为AgI，因为AgCl的溶解度大于AgI

解析Ksp只与温度有关，A项不正确；B项混合后可能c（Ag＋）或c（Cl－）有剩余，不一定有c（Ag＋）＝c（Cl－）；C项Qc＝Ksp时达到溶解平衡，没有AgCl沉淀析出；D项符合沉淀转化的规律。

答案D

【归纳总结】溶液积的意义及应用

（1）Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。

（2）同温条件时，对于同类型物质，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强。

如由Ksp数值可知，溶解能力：

AgCl＞AgBr＞AgI，Cu（OH）2＜Mg（OH）2。

（3）不同类型的物质，Ksp差距不大时不能直接作为比较依据。

如（25℃）：

AgCl（s）Ag＋（aq）＋Cl－（aq），Ksp＝1.8×10－10，Mg（OH）2（s）Mg2＋（aq）＋2OH－（aq），Ksp＝1.8×10－11，虽然Mg（OH）2的Ksp较小，但不能认为Mg（OH）2比AgCl更难溶。

变式训练2已知25℃时，Ksp（AgCl）＝1.8×10－10，Ksp（AgI）＝8.5×10－17。

请回答下列问题：

（1）25℃时，若向50mL0.018mol·L－1的AgNO3溶液中加入50mL0.020mol·L－1的盐酸，混合后溶液中的c（Ag＋）为________mol·L－1，pH为________。

（2）25℃时，取一定量含有I－、Cl－的溶液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl和AgI同时沉淀时，溶液中

为________。

答案

（1）1.8×10－72

（2）4.7×10－7

解析

（1）反应后剩余的c（Cl－）＝

＝0.001mol·L－1，c（Ag＋）＝

＝1.8×10－7mol·L－1。

反应后溶液中的c（H＋）＝

＝0.010mol·L－1，pH＝2。

（2）

＝

＝

≈4.7×10－7。

1．下列物质的溶解度随温度升高而减小的是（）

①KNO3②Ca（OH）2③BaSO4④CO2

A．①②B．②④C．①③D．①④

答案B

解析Ca（OH）2的溶解度比较特殊，随温度的升高而减小，其他绝大多数物质随温度升高，溶解度增大（气体除外）。

2．下列对“难溶”的理解正确的是（）

A．在水中难溶的物质，在其他溶剂中也是难溶的

B．难溶就是绝对不溶

C．难溶就是溶解度相对较小，没有绝对不溶于水的电解质

D．如果向某溶液中加入足量另一种试剂时，生成了难溶性的电解质，则说明原溶液中的相应离子已沉淀完全

答案C

解析难溶是指物质在水中的溶解度小于0.01g。

3．下列有关AgCl沉淀的溶解平衡状态的说法中，正确的是（）

A．AgCl沉淀的生成和溶解不断进行，但速率相等

B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－

C．升高温度，AgCl的溶解度不变

D．向AgCl沉淀的溶解平衡体系中加入NaCl固体，AgCl的溶解度不变

答案A

解析AgCl固体在溶液中存在溶解平衡，所以溶液中有Ag＋和Cl－，B错；升高温度，AgCl溶解度增大，C错；向平衡体系中加入NaCl固体，增大了c（Cl－），溶解平衡左移，AgCl溶解度减小，D错。

4．下列说法中，正确的是（）

A．两种难溶盐电解质，其中Ksp小的溶解度一定小

B．溶液中存在两种可以与同一沉淀剂生成沉淀的离子，则Ksp小的一定先生成沉淀

C．难溶盐电解质的Ksp与温度有关

D．同离子效应使难溶盐电解质的溶解度变小，也使Ksp变小

答案C

解析Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关。

5．已知25℃时，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，向100mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400mL0.01mol·L－1Na2SO4溶液，下列叙述正确的是（）

A．溶液中析出CaSO4固体沉淀，最终溶液中c（SO

）比原来的大

B．溶液中无沉淀析出，溶液中c（Ca2＋）、c（SO

）都变小

C．溶液中析出CaSO4固体沉淀，溶液中c（Ca2＋）、c（SO

）都变小

D．溶液中无沉淀析出，但最终溶液中c（SO

）比原来的大

答案D

解析本题是一道考查沉淀溶解平衡的图像题。

由题意知，Ksp（CaSO4）＝c（Ca2＋）·c（SO

）＝3.0×10－3×3.0×10－3＝9×10－6，

CaSO4饱和溶液中c（Ca2＋）＝c（SO

）＝3.0×10－3mol·L－1。

加入400mL0.01mol·L－1Na2SO4溶液后，c（Ca2＋）＝

＝6×10－4（mol·L－1），c（SO

）＝

＝8.6×10－3（mol·L－1），

Qc＝c（Ca2＋）·c（SO

）＝6×10－4×8.6×10－3＝5.16×10－6＜Ksp（CaSO4），所以溶液中无CaSO4沉淀产生，则D正确。

6．在BaSO4饱和溶液中加入少量的BaCl2溶液产生BaSO4沉淀，若以Ksp表示BaSO4的溶度积常数，则平衡后溶液中（）

A．c（Ba2＋）＝c（SO

）＝（Ksp）

B．c（Ba2＋）·c（SO

）>Ksp，c（Ba2＋）＝c（SO

）

C．c（Ba2＋）·c（SO

）＝Ksp，c（Ba2＋）＞c（SO

）

D．c（Ba2＋）·c（SO

）≠Ksp，c（Ba2＋）＜c（SO

）

答案C

解析在BaSO4饱和溶液中加入少量的BaCl2溶液，平衡BaSO4（s）Ba2＋（aq）＋SO

（aq）左移，则此时c（Ba2＋）＞c（SO

）；由于温度未发生改变，所以溶液中c（Ba2＋）·（SO

）＝Ksp。

[基础过关]

一、沉淀溶解平衡及其影响因素

1．下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是（）

A．反应开始时，溶液中各离子浓度相等

B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的生成和溶解的速率相等

C．沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变

D．沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶的该沉淀物，将促进溶解

答案B

解析反应开始时，各离子的浓度没有必然的关系，A项不正确、D项正确；沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度保持不变，但不一定相等，C项不正确；沉淀溶解达到平衡后，再加入难溶的该沉淀物，平衡不会移动，D项错。

2．在AgCl饱和溶液中尚有AgCl固体存在，当向溶液中加入0.1mol·L－1的盐酸时，下列说法正确的是（）

A．AgCl沉淀溶解平衡正向移动

B．AgCl溶解度增大

C．溶液中c（Ag＋）增大

D．溶液中c（Cl－）增大

答案D

3．在一定温度下，Mg（OH）2固体在水溶液中达到下列平衡：

Mg（OH）2（s）Mg2＋（aq）＋

2OH－（aq），若使固体Mg（OH）2的量减少，而c（Mg2＋）不变，可采取的措施是（）

A．加MgCl2B．加H2O

C．加NaOHD．加HCl

答案B

4．把足量熟石灰放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：

Ca（OH）2（s）Ca2＋（aq）＋2OH－（aq），下列叙述正确的是（）

A．给溶液加热，溶液的pH升高

B．恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高

C．向溶液中加入Na2CO3溶液，Ca（OH）2固体增多

D．向溶液中加入少量的NaOH固体，Ca（OH）2固体增多

答案D

解析A项，加热时Ca（OH）2溶解度减小，平衡逆向移动，c（OH－）减小，pH减小；B项，CaO＋H2O===Ca（OH）2，由于保持恒温，Ca（OH）2溶解度不变，c（OH－）不变，因此pH不变；C项，CO

＋Ca2＋===CaCO3↓，使平衡正向移动，Ca（OH）2固体减少；D项，加入NaOH固体时，c（OH－）增大，平衡逆向移动，因此Ca（OH）2固体增多。

二、溶度积常数

5．下列有关溶度积常数Ksp的说法正确的是（）

A．常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小

B．溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp减小

C．溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp增大

D．常温下，向Mg（OH）2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg（OH）2的Ksp不变

答案D

解析温度不变，溶度积常数不变，故A项不正确、D项正确；大多数的难溶物温度升高，Ksp增大，但也有少数物质相反如Ca（OH）2，故B、C均不正确。

6．在CaCO3饱和溶液中，加入Na2CO3固体，达到平衡时（）

A．c（Ca2＋）＝c（CO

）

B．c（Ca2＋）＝c（CO

）＝

C．c（Ca2＋）≠c（CO

），c（Ca2＋）·c（CO

）＝Ksp（CaCO3）

D．c（Ca2＋）≠c（CO

），c（Ca2＋）·c（CO

）≠Ksp（CaCO3）

答案C

解析溶液中c（Ca2＋）

），A、B均不正确；温度不变，则Ksp（CaCO3）不变，C正确、D错误。

7．已知：

Ksp（AgCl）＝1.8×10－10，Ksp（AgI）＝1.5×10－16，Ksp（Ag2CrO4）＝2.0×10－12，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag＋浓度大小顺序正确的是（）

A．AgCl>AgI>Ag2CrO4

B．AgCl>Ag2CrO4>AgI

C．Ag2CrO4>AgCl>AgI

D．Ag2CrO4>AgI>AgCl

答案C

解析AgCl和AgI的结构相似，由Ksp可知AgCl饱和溶液中的c（Ag＋）大于AgI饱和溶液中的c（Ag＋）；AgCl饱和溶液中的c2（Ag＋）＝Ksp＝1.8×10－10，Ag2CrO4（s）2Ag＋（aq）＋CrO

（aq）的Ksp＝c2（Ag＋）·c（CrO

）＝

c3（Ag＋）＝2.0×10－12，可得Ag2CrO4饱和溶液中的c（Ag＋）大于AgCl饱和溶液中的c（Ag＋）。

三、沉淀溶解平衡曲线

8．如图所示，有T1、T2两种温度下两条BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线，下列关于T1温度时BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线的说法不正确的是（）

A．加入Na2SO4可使溶液由a点变为b点

B．在T1曲线上方区域（不含曲线）任意一点时，均有BaSO4沉淀生成

C．蒸发溶剂可能使溶液由d点变为曲线上a、b之间的某一点（不含a、b）

D．升温可使溶液由b点变为d点

答案D

解析A项，加入Na2SO4，c（SO

）增大，Ksp不变，c（Ba2＋）减小，正确；B项，在T1曲线上方任意一点，由于Qc＞Ksp，所以均有BaSO4沉淀生成；C项，不饱和溶液蒸发溶剂，c（SO

）、c（Ba2＋）均增大，正确；D项，升温，Ksp增大，c（SO

）、c（Ba2＋）均增大，错误。

9．硫酸锶（SrSO4）在水中的沉淀溶解平衡曲线如下，下列说法正确的是（）

A．温度一定时，Ksp（SrSO4）随c（SO

）的增大而减小

B．三个不同温度中，313K时Ksp（SrSO4）最大

C．283K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液

D．283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液

答案B

解析温度一定时，Ksp（SrSO4）不变，A错误；由题中沉淀溶解平衡曲线可看出，313K时，c（Sr2＋）、c（SO

）最大，Ksp最大，B正确；283K时，a点c（Sr2＋）小于平衡时c（Sr2＋），故未达到饱和，沉淀继续溶解，C不正确；从283K升温到363K要析出固体，依然为饱和溶液。

10．已知：

pAg＝－lgc（Ag＋），Ksp（AgCl）＝1×10－12。

如图是向10mLAgNO3溶液中逐渐加入0.1mol·L－1的NaCl溶液时，溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积变化的图像（实线）。

根据图像所得下列结论正确的是[提示：

Ksp（AgCl）>Ksp（AgI）]（）

A．原AgNO3溶液的物质的量浓度为0.1mol·L－1

B．图中x点的坐标为（100，6）

C．图中x点表示溶液中Ag＋被恰好完全沉淀

D．把0.1mol·L－1的NaCl换成0.1mol·L－1NaI则图像在终点后变为虚线部分

答案B

解析A项，加入NaCl之前，pAg＝0，所以c（AgNO3）＝1mol·L－1，错误；B项，由于

c（Ag＋）＝10－6mol·L－1，所以Ag＋沉淀完全，n（NaCl）＝n（AgNO3）＝0.01L×1mol·L－1＝

0.01mol，所以V（NaCl）＝100mL，B正确，C错误；若把NaCl换成NaI，由于Ksp（AgI）更小，所以c（Ag＋）更小，pAg更大，D错误。

[能力提升]

11．

（1）对于Ag2S（s）2Ag＋（aq）＋S2－（aq），其Ksp的表达式为_____________________________________________________________。

（2）下列说法不正确的是________（填序号）。

①用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl少

②一般来说，物质的溶解度随温度的升高而增加，故物质的溶解过程大多是吸热过程

③对于Al（OH）3（s）Al3＋（aq）＋3OH－（aq）和Al（OH）3Al3＋＋3OH－，前者为溶解平衡，后者为电离平衡

④除去溶液中的Mg2＋，用OH－沉淀比用CO

好，说明Mg（OH）2的溶解度比MgCO3大

⑤沉淀反应中常加入过量的沉淀剂，其目的是使沉淀更完全

（3）如何除去Mg（OH）2中混有的Ca（OH）2？

____________________________________________________________________________________________________________________。

答案

（1）Ksp＝c2（Ag＋）·c（S2－）

（2）④

（3）加足量MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，洗涤，干燥即得纯Mg（OH）2

解析

（1）由溶度积的概念可直接写出。

（2）①Cl－抑制了AgCl的溶解，①正确；②物质的溶解过程大多是吸热过程，②正确；③正确；④除去溶液中的Mg2＋，用OH－沉淀比用CO

好，是因为Mg（OH）2的Ksp更小，使溶液中剩余的Mg2＋更少，④错误；⑤正确。

（3）根据沉淀的转化原理可知，向其中加入Mg2＋即可。

12．已知氨水与醋酸的电离程度在同温同浓度下相等，溶有一定量氨的氯化铵溶液呈碱性。

现向少量的Mg（OH）2悬浊液中，加入适量的饱和氯化铵溶液，固体完全溶解。

甲同学的解释是

Mg（OH）2（s）Mg2＋＋2OH－①

NH

＋H2ONH3·H2O＋H＋②

由于NH

水解显酸性，H＋与OH－反应生成水，导致反应①的平衡右移，沉淀溶解。

乙同学的解释是

Mg（OH）2（s）Mg2＋＋2OH－③

NH

＋OH－NH3·H2O④

由于NH4Cl电离出的NH

与Mg（OH）2电离出的OH－结合，生成了弱电解质NH3·H2O，导致反应③的平衡右移，Mg（OH）2沉淀溶解。

（1）丙同学不能肯定哪位同学的解释合理，于是选用下列一种试剂，来证明甲、乙两位同学的解释只有一种正确，他选用的试剂是________（填字母）。

A．NH4NO3B．CH3COONH4

C．Na2CO3D．NH3·H2O

（2）请你说明丙同学作出该选择的理由__________________________________________________________________________________________________________________________。

（3）丙同学将所选试剂滴入Mg（OH）2的悬浊液中，Mg（OH）2溶解；由此推知，甲和乙哪位同学的解释更合理________（填“甲”或“乙”）；NH4Cl饱和溶液使Mg（OH）2悬浊液溶解的离子方程式是__________________________。

答案

（1）B

（2）CH3COONH4溶液呈中性；滴入Mg（OH）2悬浊液，若Mg（OH）2不溶，则甲同学解释正确

（3）乙Mg（OH）2＋2NH

Mg2＋＋2NH3·H2O

解析甲乙解释的区别在于，甲认为是NH

的水解导致Mg（OH）2沉淀溶解，乙认为是由于NH

被电离出来，导致Mg（OH）2沉淀溶解。

由于任何盐在溶液中都能够发生电离，所以只要找出一种NH

的盐溶液，其中NH

不发生水解，或其水解可以被抵消，即可鉴别出。

由一水合氨和醋酸的电离程度在同温同浓度下相等，可知由CH3COONH4电离出的NH

可以认为是不发生水解，当将CH3COONH4加入Mg（OH）2悬浊液中，若乙的解释对，则Mg（OH）2应该溶解，若甲的解释对，Mg（OH）2不溶解。

[拓展探究]

13．从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取氧化铝的两种工艺流程如下：

请回答下列问题：

（1）流程甲加入盐酸后生成Al3＋的化学方程式为____________________________________。

（2）流程乙加入烧碱后生成SiO

的离子方程式为________________________________________________________________________。

（3）验证滤液B中含Fe3＋，可取少量滤液并加入________________________________________________________________________（填试剂名称）。

（4）滤液E、