内容正文:
第三章《铁 金属材料》单元训练题
一、单选题
1.设阿伏加德罗常数的数值为,下列说法正确的是
A.常温下,5.6g铁片投入足量的浓硫酸中,铁失去的电子数为
B.常温下,0.1mol/L氨水中浓度为0.1mol/L
C.100g质量分数为46%的乙醇溶液中,含键的数目为
D.标准状况下,铝和氢氧化钠溶液反应生成转移的电子数为
2.世界上一次性建成的最长高速铁路--京沪高铁,列车时速高达380公里,车厢大部分采用铝合金材料制造,这是因为铝合金
A.比纯铝熔点高
B.各种成分在自然界中含量丰富,容易获取
C.具有比较活泼的化学性质
D.质量轻,强度大,抗腐蚀能力比较强
3.化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素,可表示为“价类”二维图。下图是铁元素的“价类”二维图,下列说法正确的是
A.常温下Fe与水反应生成Fe3O4
B.工业上用CO还原Fe2O3炼铁,该反应属于置换反应
C.维生素C能将Fe3+转化为Fe2+,过程中维生素C做还原剂
D.Fe(OH)2浊液露置于空气中,白色迅速转变为红褐色
4.已知:。一种利用废旧镀锌铁皮制备磁性Fe3O4纳米粒子的主要流程如下。
下列说法正确的是
A.在“加热沉铁”步骤中实现铁元素和锌元素分离
B.“氧化”时NaClO溶液将Fe2+全部氧化为Fe3+
C.“加热沉铁”后所得分散系具有丁达尔效应
D.“分离”所得溶液的溶质为Na2SO4和NaOH
5.下列由实验现象所得结论正确的是
A.向淀粉碘化钾溶液中加入84消毒液,溶液先变蓝后褪色,证明NaClO具有漂白性
B.向石蕊溶液中通入氯气,先变红后褪色,证明氯气具有漂白性
C.向酸性高锰酸钾溶液中加入Fe3O4粉末,紫色褪去,证明Fe3O4中含Fe(II)
D.向双氧水中加入酸性KMnO4溶液,有气泡生成,证明KMnO4对双氧水分解有催化作用
6.印刷电路板(PCB)是用腐蚀液将覆铜板上的部分铜腐蚀掉而制得。电子工业中常用溶液制作PCB并将腐蚀后废液回收再生,其工艺流程如图:
下列说法不正确的是
A.腐蚀后的废液中,主要的金属阳离子有、、
B.过程②中发生的主要反应为:和
C.若过程④中加入过量的试剂B为酸化的,则反应过程中酸性增强
D.若在10g滤渣中加入足量盐酸,放出(标准状况),则滤渣中Cu的质量分数是72%
7.下列说法正确的是
A.若某碱性溶液的焰色呈黄色,则该溶液的溶质一定为NaOH
B.钠在氯气中燃烧产生白烟
C.氯气能使鲜花褪色,所以氯气具有漂白性
D.铁与水不发生反应,因此钢水注入模具前,模具不需要干燥处理
8.下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是
A.用与水反应:
B.少量溶液与溶液反应:
C.石灰石溶于醋酸:
D.向溶液中滴入溶液使恰好完全沉淀:
9.类推的思维方法在化学学习与研究中有时会产生错误结论,因此类推的结论最终要经过实践的检验,才能决定其正确与否。下列几种类推结论中,正确的是
A.由和水反应生成和可类推其他金属和水反应也生成氢氧化物和氢气
B.由铁放置在空气中一段时间后就会生锈,可推出更活泼的铝不能稳定存在于空气中
C.与反应生成和,则与反应生成和
D.与盐酸反应生成和,则与盐酸反应生成和
10.下列 “实验操作及现象” 与“实验结论”均正确,且相符的一组是
选项
实验操作及现象
实验结论
A.
向某溶液中加入KSCN溶液,溶液显红色
该溶液中一定不含有Fe2+
B.
向某无色溶液中,加入少量双氧水,再加入少量淀粉溶液,溶液变蓝
该溶液中一定含有I-
C.
向酸性高锰酸钾溶液中通入SO2,溶液紫红色褪去
SO2具有漂白作用
D.
水蒸气通入灼热的铁粉,黑色粉末变成红褐色
有三氧化二铁生成
A.A B.B C.C D.D
11.聚合硫酸铁(铁元素化合价为)是一种高效的混凝剂,常用于净水,它的组成可以通过以下实验测定:(可能用到的相对原子质量:)
①称取一定质量的聚合硫酸铁,配成的溶液。
②准确量取溶液,加入盐酸酸化的溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体。
③准确量取溶液,加入足量的溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥、灼烧,得到红棕色固体。
则该聚合硫酸铁组成中的值为
A. B. C. D.
12.纳米粒子直径介于在生物、医学等方面有广泛用途,将其分散在液态载液中可得到纳米磁流体。下列有关说法错误的是
A.纳米的摩尔质量为
B.纳米属于氧化物,有磁性
C.纳米磁流体是混合物,属于液溶胶
D.当光束通过纳米固体时会出现丁达尔效应
13.下列方程式书写错误的是
A.三氯化铁溶液与铁粉反应:
B.溶于水:
C.向烧碱溶液中加入一小段铝片:
D.汽车尾气中的与催化转化为无毒气体:2NO+2CON2+2CO2
14.现有Fe、FeO、Fe2O3的混合物粉末3.44g,加入含0.05molH2SO4的稀硫酸恰好完全溶解,并收集到标准状况下气体22.4mL。向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,无明显变化。若将2.15g该混合物在高温下与足量的CO充分反应,生成CO2的质量为
A.2.20g B.1.40g C.1.30g D.1.10g
二、非选择题
15.《我在故宫修文物》展示了专家精湛的技艺和对传统文化的热爱与坚守也令人体会到化学方法在文物保护中的巨大作用。某博物馆修复出土铁器的过程如下:
(1)检测锈蚀产物
锈蚀产物的主要成分为、、、FeOCl。
铁器在具有、 (填化学式)等环境中易被腐蚀。
(2)分析腐蚀原理
一般认为,铁器腐蚀经过了如下循环:
①Fe转化为;
②在自然环境中形成,该物质中铁元素的化合价为 ;
③和反应形成致密的保护层;
④保护层被氧化为,如此往复。请配平化学方程式:
。
(3)研究发现,对铁的腐蚀有严重影响。化学修复过程为脱氯,还原形成保护层,方法如下:
将铁器浸没在盛有和的混合溶液的容器中,缓慢加热,使温度保持在。一段时间后,取出器物,用NaOH溶液洗涤至无。
①检测洗涤液中是否含有的方法是 。
②脱氯反应:。离子反应的本质是溶液中某些离子的浓度降低,则溶解度 (填“>”“<”或“=”)。
③配平还原形成的离子方程式 。
16.某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1mol/L的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是 。
(2)甲组同学取2mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为 。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mL FeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是 。
(4)丙组同学取10mL0.1mol/LKI溶液,加入6mL0.1mol/L FeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;
②第二支试管中加入1滴K3[(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是 (填离子符号);实验①和③说明:在过量的情况下,溶液中仍含有 (填离子符号)。
17.铁在一定条件下的反应如图所示。请回答下列问题:
(1)晋代的《抱朴子》中有记载“以曾青涂铁,铁赤色如铜”,成为现代湿法治金的先驱。曾青就是胆矾,即五水硫酸铜。将铁放在胆矾溶液(古人称为胆水)中,可以得到金属铜,请写出该反应的化学方程式: 。
(2)工业上,向500~600℃的铁屑中通入生产,每生产1 kg,消耗的物质的量为 (计算结果保留2位小数)。
(3)实现Fe转化为,可选用 (填化学式)溶液。
(4)高温下,Fe粉与水蒸气反应的化学方程式为 。
(5)请写出溶于稀盐酸的离子方程式: 。
18.下图是地壳中含量较大的九种元素分布图,图中X、Y、Z分别表示不同元素。
回答下列问题:
(1)X的名称为 ,硅元素在自然界以 (填"游离态"或“化合态”)形式存在。
(2)Y的氧化物属于 氧化物, 硅的氧化物属于 氧化物(填“酸性”、 “两性”或“碱性" )。
(3)常用ZCl3溶液作为刻制印刷电路时的“腐蚀液" ,该反应的离子方程式为 ,区别ZCl3溶液和Z(OH)3胶体的方法是 。
(4)由粗硅制备硅烷(SiH4)的基本流程如下图所示(反应条件均省略):
已知:反应I、II的化学方程式分别为Si+3HCl=SiHCl3+A,SiHCl3+A=Si+3HCl( 均已配平)。
①A的化学式为 。
②反应I、II、III中,有 个属于氧化还原反应。
③反应IV中生成的SiH4和NH3两种气体的物质的量之比为 。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】A.常温下,铁片在浓硫酸中钝化,反应停止,铁失去的电子数小于0.3NA,A错误;
B.氨水为弱碱,发生部分电离,故0.1mol/L氨水中浓度小于0.1mol/L,B错误;
C.100g46%的乙醇溶液中,含有乙醇46g,物质的量为1mol,含有1molH—O键,溶剂水为54g,其物质的量为3mol,含有6molH—O键,共7molH—O键,C错误;
D.反应中1molH2~2mole-,标准状况下,的物质的量为1.5mol,故转移电子数为,D正确;
故选D。
2.D
【详解】A.铝合金的熔点比纯铝的低,故A错误;
B.铝元素在地壳中含量占第三位,含量比较丰富,但因铝性质活泼,只能采用电解法制取,成本较高,并不容易获得,故B错误;
C.铝合金的化学性质的确比较活泼,易与空气中氧气反应生成一层致密氧化物起到保护作用,但与被用于制造车厢没有必然联系,故C错误;
D.车厢大部分采用铝合金材料制造,这是因为铝合金具有质量轻,强度大,抗腐蚀能力比较强的优点,故D正确。
答案选D。
3.C
【详解】A.常温下Fe与水不发生反应,A错误;
B.工业上用CO还原Fe2O3炼铁,该反应不属于置换反应,B错误;
C.维生素C能将Fe3+转化为Fe2+,过程中Fe3+降价,作为氧化剂,则维生素C做还原剂,C正确;
D.Fe(OH)2浊液露置于空气中会转化为Fe(OH)3,现象为白色沉淀迅速变灰绿最后变为红褐色,D错误;
故选C。
4.C
【分析】向废旧镀锌铁皮中加入氢氧化钠溶液除去锌,过滤向固体中加入稀硫酸,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,向硫酸亚铁溶液中加入次氯酸钠溶液,将一部分亚铁离子氧化为铁离子,发生反应:2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O,先通入氮气排尽空气(防止后续生成的氢氧化亚铁被氧化),加入氢氧化钠溶液产生氢氧化亚铁、氢氧化铁胶体,分离得到溶液的溶质为Na2SO4和NaCl以及沉淀氢氧化亚铁和氢氧化铁,灼烧得到四氧化三铁。
【详解】A.由已知,,则实现铁元素和锌元素分离断步骤为“碱洗”,故A错误;
B.向硫酸亚铁溶液中加入次氯酸钠溶液,将一部分亚铁离子氧化为铁离子,故B错误;
C.“加热沉铁”后产生四氧化三铁纳米粒子,其分散在水中形成胶体,所得分散系具有丁达尔效应,故C正确;
D.由分析可知,“分离”所得溶液的溶质为Na2SO4和NaCl,故D错误;
故选C。
5.C
【详解】A.溶液先变蓝是因为次氯酸根离子与碘离子发生氧化还原反应生成碘单质,淀粉遇碘变蓝,后褪色证明有漂白性,因此证明次氯酸钠具有氧化性和漂白性,故A错误;
B.向石蕊溶液中通入氯气,氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸具有漂白性,不是氯气具有漂白性,故B错误;
C.向酸性高锰酸钾溶液中加入Fe3O4粉末,紫色褪去,说明四氧化三铁中含亚铁离子,亚铁离子与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应使其褪色,故C正确;
D.KMnO4溶液具有强氧化性,双氧水遇强氧化剂表现还原性,所以向双氧水中加入酸性KMnO4溶液,发生氧化还原反应生成氧气,产生气泡,故D错误;
故选C。
6.C
【分析】覆铜板加入过量氯化铁发生反应:,得到废液加入过量铁粉置换出Cu,同时发生Fe3+被铁粉还原为Fe2+的反应,过滤得到滤渣为Cu以及剩余的Fe,滤渣加入盐酸反应得到氯化亚铁,铜不反应分离出来,滤液含有FeCl2,通过加入氧化剂将FeCl2氧化为FeCl3,再度循环利用。
【详解】A.腐蚀后废液中,有未反应完的FeCl3和反应过程中生成的CuCl2及FeCl2,故废液中,主要的金属阳离子有、、,A正确;
B.过程②中加入铁,铁和铜离子生成铜单质、和铁离子生成亚铁离子,发生的主要反应为:和,B正确;
C.过程④中加入过量的试剂B为酸化的,发生反应:,反应中消耗H+生成H2O,则反应过程中酸性减弱,C错误;
D.,若在10g滤渣中加入足量盐酸,放出(标准状况下为0.05mol),则滤渣中铁为0.05mol,铁质量为2.8g,故Cu的质量分数是72%,D正确;
故选C。
7.B
【详解】A.焰色反应,也称作焰色测试及焰色试验,是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特殊颜色的反应;焰色反应反应的是元素的性质,焰色反应呈黄色,只能确定溶液中有Na元素,可能为钠盐溶液、也可能为碱,A错误;
B.钠在氯气中燃烧产生氯化钠颗粒,故会有白烟,B正确;
C.氯气和水生成的漂白性的次氯酸能使鲜花褪色,所以次氯酸具有漂白性,C错误;
D.铁和水高温下生成四氧化三铁和氢气,故钢水注入模具前,模具需要干燥处理,D错误;
故选B。
8.D
【详解】A.与水反应生成氢氧化钠和氢气:,A错误;
B.少量溶液与溶液反应,碳酸氢根离子完全反应生成水和碳酸根离子,钙离子完全和碳酸根离子生成碳酸钙沉淀,,B错误;
C.醋酸为弱酸不能拆,,C错误;
D.溶液中滴入溶液使恰好完全沉淀,则2mol铝离子消耗6mol氢氧根离子,4mol的硫酸根离子和3mol的钡离子反应,钡离子完全生成硫酸钡沉淀,而硫酸根离子过量,反应为,D正确;
故选D。
9.D
【详解】A.活泼金属钠与水反应生成NaOH和H2,但是金属活动顺序表金属铝以后的金属均和水不反应,A错误;
B.铁露置在空气中一段时间后就会生锈,是因为发生电化学腐蚀而生锈,金属铝表面极易被氧化而表面形成致密的氧化膜,所以铝能稳定存在于空气中,B错误;
C.有强氧化性,虽然与反应生成和,但与还原性的反应只生成硫酸钠,C错误;
D.与盐酸反应生成和,+4HCl=3+,与盐酸反应生成和,+8HCl=3+2,D正确;
答案选D。
10.B
【详解】A.向某溶液中加入KSCN溶液,溶液显红色,说明溶液中含有,但不能确定是否含有,A错误;
B.向某无色溶液中,加入少量双氧水,再加入少量淀粉溶液,溶液变蓝,说明该溶液中含有,B正确;
C.向酸性高锰酸钾溶液中通入SO2,溶液紫红色褪去,说明SO2具有还原性,C错误;
D.水蒸气通入灼热的铁粉,生成四氧化三铁,D错误;
故选B。
11.D
【详解】[Fex(OH)y(SO4)z]m(铁元素化合价为+3)中所有元素化合价代数和为0,故3x-y-2z=0;由题目实验分析,步骤②中BaCl2溶液中Ba2+与SO结合生成BaSO4沉淀,故n(BaSO4)=;由实验③可知,加入的NaOH溶液与Fe3+反应生成Fe(OH)3沉淀,固体灼烧后得到Fe2O3,故n(Fe2O3)=,则混凝剂中含n(Fe)=0.016mol,则由聚合硫酸铁[Fex(OH)y(SO4)z]m可知,,与3x-y-2z=0联立,计算可知x∶y∶z的值为4∶2∶5, D项符合题意。
故答案选D 。
12.D
【详解】A.摩尔质量数值上等于相对分子质量,单位为g/mol,Fe3O4的摩尔质量为232g/mol,故A正确;
B.纳米Fe3O4为由Fe和O两种元素组成属于氧化物,具有磁性,故B正确;
C.纳米Fe3O4磁流体是将Fe3O4分散在液态载液中的混合物,分散质粒子直径介于1~100nm属于液溶胶,故C正确;
D.纳米Fe3O4固体不是胶体,当光束通过纳米Fe3O4固体时不会出现丁达尔效应,故D错误;
故选:D。
13.B
【详解】A.三氯化铁溶液与铁粉反应生成氯化亚铁,离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+,故A正确;
B.溶于水生成盐酸和次氯酸,次氯酸为弱酸,书写离子方程式不能拆开写,故离子方程式为Cl2+H2O=H++HClO+Cl-,故B错误;
C.铝和烧碱氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,故C正确;
D.石灰石和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体,故D正确;
故选B。
14.D
【详解】Fe、FeO、Fe2O3的混合物粉末3.44克,加入含0.05molH2SO4的稀硫酸恰好完全溶解,向反应后的溶液滴加KSCN,无明显变化,说明生成物是硫酸亚铁,根据硫酸根离子守恒可知硫酸亚铁的物质的量是0.05mol,所以混合物中铁原子的物质的量是0.05mol,质量是0.05mol×56g/mol=2.8g,则氧原子质量为0.64g,即O原子的物质的量为0.04mol,则该混合物可表示为Fe5O4,该混合物在高温下与足量的CO充分反应,方程式为:,根据,设生成CO2的质量为xg,可列出:,解得x=1.10g;
故选D。
15. H2O ②+3 4 1 6 12 取少量最后一次洗涤液于试管中,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀产生说明洗涤液中无Cl- > 1 6 1 2 3
【详解】(1)铁器在具有O2、H2O (潮湿)等环境中易被腐蚀。
(2)②根据化合物中各元素化合价代数和为0可知,FeO(OH)中铁元素的化合价为+3。
④根据得失电子守恒和原子守恒可知,反应的化学方程式为4Fe3O4+O2+6H2O=12FeO(OH)。
(3)①氯离子可以和银离子反应生成难溶于酸的沉淀,所以检测洗涤液中是否含有氯离子的方法是:取少量最后一次洗涤液于试管中,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀产生说明洗涤液中无Cl-。
②离子反应的本质是溶液中某些离子的浓度降低,这说明FeO(OH)更难溶,因此FeOCl的溶解度大于FeO(OH)的溶解度。
③根据得失电子守恒、原子守恒及电荷守恒可知,Na2SO3还原FeO(OH)形成Fe3O4的离子方程式是。
16. 防止Fe2+被氧化 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 隔绝空气(排除氧气对实验的干扰) Fe2+ Fe3+
【分析】Fe2+具有还原性,易被空气中的氧气氧化,可用K3[(CN)6]溶液生成蓝色沉淀验证;Fe3+具有强氧化性,可用KSCN溶液显血红色验证。
【详解】(1)Fe2+易被O2氧化为Fe3+,向FeCl2溶液中加入少量铁屑可防止Fe2+被氧化。
(2)溶液变红,说明有Fe3+生成,氯水将Fe2+氧化为Fe3+的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。
(3)因为空气中的O2也能将Fe2+氧化成Fe3+,加入煤油(密度小于水)隔绝空气,可以排除氧气对实验的干扰。
(4)实验②中的K3[(CN)6]溶液用于检验Fe2+。根据实验①,CCl4层显紫色,说明有I2生成;根据实验②,生成蓝色沉淀,说明有Fe2+生成;根据实验③,溶液变红,说明有Fe3+存在。
17. 9.23mol HCl(或、、等)
【详解】(1)将铁放在胆矾溶液(古人称为胆水)即硫酸铜溶液中,可以得到金属铜,化学方程式。
(2)由氯元素守恒可知,。
(3)说明Fe被氧化,可选用盐酸,稀硫酸、溶液,溶液等氧化剂。
(4)铁粉在高温条件下与水蒸气反应生成和,故反应的化学方程式
。
(5)溶于稀盐酸生成、,比例为1:2,反应的离子方程式为
。
18. 氧 化合态 两性 酸性 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 丁达尔效应 H2 3 1:4
【分析】根据地壳中元素含量可知,地壳中含量最高的为氧元素,占48.6%,第二位是硅元素,占26.3%,第三位是铝元素,占7.73%,也是地壳中含量最多的金属元素,第四位是铁元素,占4.75%,则可判断X为O元素,Y为Al元素,Z为Fe元素;根据题中所给的化学方程式,由质量守恒定律,判断A的化学式和氧化还原反应个数;根据题中信息,写出反应IV,得出气体的物质的量之比;据此解答。
【详解】(1)由上述分析可知,X为氧元素,Si是亲氧元素,在自然界中没有游离态的Si存在,以二氧化硅和硅酸盐的形式存在,则硅只以化合态形式存在;答案为氧,化合态。
(2)Y为Al元素,其氧化物为Al2O3,既能与酸反应生成盐和水,即Al2O3+ 6H+ =2Al3+ + 3H2O,又能与强碱反应生成盐和水,即Al2O3 + 2OH- =2AlO2-+ H2O,Al2O3属于两性氧化物,硅的氧化物为SiO2,与强碱反应生成盐和水,即能和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水SiO2+2OH-=SiO32-+H2O,因SiO2也和氢氟酸反应生成SiF4和水,由于SiF4不是盐,所以SiO2不是碱性氧化物,SiO2是酸性氧化物;答案为两性,酸性。
(3)Z为Fe元素,ZCl3为FeCl3,铁离子具有强氧化性,可与铜发生氧化还原反应生成铜离子和亚铁离子,反应的离子方程式为2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+;丁达尔效应,是胶体特有的性质,可鉴别胶体和溶液,区别FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体用丁达尔效应;答案为2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+,丁达尔效应。
(4)①由Si+3HCl=SiHCl3+A反应可知,化学反应遵循质量守恒定律,则A为H2;答案为H2。
②由反应I:Si+3HCl=SiHCl3+H2,反应II:SiHCl3+H2=Si+3HCl,反应III:2Mg+SiMg2Si,三个反应均涉及单质的反应,均存在元素化合价的变化,则Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应;答案为3。
③由题中信息可知,Mg2Si与NH4Cl发生反应,生成SiH4、NH3和MgCl2,其化学方程式为Mg2Si+4NH4Cl=SiH4↑+4NH3↑+2MgCl2,SiH4和NH3两种气体的物质的量之比为1:4;答案为1:4。
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