内容正文:
2024年中考化学重点专题突破—科学探究题
1.央视频道《是真的吗?》栏目中有一段视频:将“锡纸”剪成一段两头宽中间窄的纸条,然后两头分别连接电池的正负极,观察到“锡纸”立即燃烧。据此,某同学取“锡纸”进行了以下探究:
(1)探究一:“锡纸”燃烧的原因。
“锡纸”两端接入电池两极后造成短路致使“锡纸”燃烧,从燃烧的条件分析:开始“锡纸”不燃烧但短路后却能燃烧的原因是 。
(2)探究二:“锡纸”中金属的成分
(提出问题)“锡纸”中的金属是锡吗?
(查阅资料)①“锡纸”是锡箔或铝箔;②锌粉是一种深灰色固体
③锡(Sn)与酸或与某些金属化合物溶液反应生成+2价锡的化合物
(提出猜想)猜想Ⅰ:“锡纸”中的金属是锡 猜想Ⅱ:“锡纸”中的金属是铝
(进行实验)设计方案并进行实验
实验操作
实验现象
实验分析与结论
取打磨后的“锡纸”片放入试管中,滴加氯化锌溶液
“锡纸”表面有深灰色固体析出
可知猜想 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)成立;反应的化学方程式为
(3)(交流讨论)
①实验中打磨“锡纸”的目的是
②下列物质的溶液可以替代氯化锌溶液完成上述实验的是 (填字母序号).
A 氯化铜 B 硝酸银 C 硫酸钠 D 硫酸亚铁
(拓展应用)证明铁、铜、银三种金属活动性顺序的实验方案如下,请将内容补充完整。
C是 溶液。
实验操作
实验现象
实验结论
铁、铜、银三种金属的活动性顺序是:Fe>Cu>Ag
2.“五一”假期,小明对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究.
【提出问题】锌与硫酸反应的快慢受哪些因素的影响呢?
【猜想与假设】a.可能与硫酸的质量分数有关;b.可能与锌的形状有关.
【设计并实验】小兵用不同质量分数的硫酸和不同形状的锌进行如下实验.
实验编号
硫酸的质量分数(均取20mL)
锌的形状(均取1g)
氢气的体积(mL)
①
20%
锌粒
31.7
②
20%
锌片
50.9
③
30%
锌粒
61.7
④
30%
锌片
79.9
(1)写出稀硫酸与锌反应的化学方程式 .
(2)小兵用右图装置收集并测量氢气的体积,其中量筒的作用是 ,氢气应从 (填e或f或g)管通入.
【收集证据】(3)要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响,应选择的实验编号是 .
【得出结论】(4)结论是 .
3.铁及其化合物在生活生产中应用非常广泛。某兴趣小组的同学对于碳酸亚铁的制取和相关性质进行探究。
【查阅资料】
(1)溶液pH大于8.8时,Fe2+可完全转化为Fe(OH)2沉淀。
(2)FeCO3是白色固体,难溶于水,遇氧气、水会发生反应,生成Fe(OH)3:遇酸也会发生反应。
(3)含Fe3+的溶液中滴加KSCN溶液,溶液会变为血红色;而含Fe2+的溶液中滴加KSCN溶液,溶液不会变色。
【进行实验】
(1)制取FeCO3
①将除尽铁锈后的铁钉再放入足量的稀硫酸中,反应完成后发现溶液中有少量黑色固体出现,说明除锈后的铁钉属于 (填“纯金属”或“合金”)。
②用上述溶液和pH=11.9的Na2CO3溶液反应制取FeCO3时,最有可能制得FeCO3的操作是 (填“字母标号”)。
a.将少量的FeSO4溶液与大量的Na2CO3溶液同时加入到烧杯中,搅拌
b.先将Na2CO3溶液加入烧杯中,再缓慢加入少量的FeSO4溶液,边加边搅拌
c.先将FeSO4溶液加入烧杯中,再缓慢加入少量的Na2CO3溶液,边加边搅拌
d.先将Na2CO3溶液加入烧杯中,再加入过量稀硫酸,最后加FeSO4溶液,边加边搅拌
(2)探究久置于潮湿空气中FeCO3的成分。
实验I:
①取少量久置于潮湿空气中的FeCO3固体于试管中,加入足量的稀硫酸,观察到试管内 ,说明该固体中含有FeCO3。
②取少量上述反应后的溶液于试管中,进行了下一步实验操作,该操作是 ,可观察到 ,说明久置于空气中的FeCO3固体中还含有Fe(OH)3。
实验Ⅱ:该兴趣小组为进一步确定固体中FeCO3的质量分数,称取10.0g固体做了如下图所示的补充实验。
①装置A的分液漏斗中盛放的溶液可以为 (填“字母标号”,下同);装置C中盛放的溶液最合适的是 。
a.浓盐酸 b.稀硫酸 c.氢氧化钠溶液 d.氯化钙溶液
②实验结束后,测得装置C和D共增重0.44g,计算固体中FeCO3的质量分数 (要求写出“计算过程”,保留一位小数)
③反应结束后,若没有继续通入一段时间N2,则测定结果会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【实验结论】碳酸亚铁在潮湿的空气中易变质,故需要密封保存。
4.某固体物质可能由NaOH、Na2CO3、Na2SO4中的一种或几种组成,为确定其成分,化学兴趣小组的同学进行了探究。
「提出问题」该固体的成分是什么?
「做出猜想」猜想一: ;猜想二:Na2CO3;猜想三:Na2SO4;猜想四:NaOH、Na2CO3;猜想五:Na2SO4、Na2CO3;猜想六:NaOH 、Na2SO4;猜想七:NaOH、Na2CO3、Na2SO4。
「知识回顾」NaOH、Na2CO3的溶液都显 性
「查阅资料」
I. 硫酸钠是无色、透明的晶体,易溶入水,其水溶液显中性。
II. BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、NaNO3溶液都显中性
「实验验证」
实验操作
实验现象
实验结论
第1步:取适量样品入试管中,加足量的水,固体全部溶解,向所得的溶液中滴入几滴酚酞溶液
试管中溶液变为红色
猜想 错误
第2步:取第1步中所得溶液适量滴入试管中,再向其中加入足量的稀硝酸
溶液中红色消失,有气泡产生
猜想一和 错误
第3步:取第2步中反应后溶液适量滴入试管中,再向其中加入BaCl2溶液
无白色沉淀生成
猜想 错误
第4步:另取第1步中所得溶液适量滴入试管中,再向其中加入足量的硝酸钡溶液
猜想四正确
「反思总结」在鉴别物质时,应根据各物质独有的性质设计实验加以验证,同时要注意不同物质共有的性质对实验产生的干扰。例如,上述鉴别中,只有碳酸钠能与稀硝酸反应产生气泡,碳酸钠溶液和硫酸钠溶液都能与氯化钡溶液反应产生沉淀等。
5.空气中氧气含量测定再认识。
【实验回顾】实验室常用图1所示的方法测定空气中氧气的含量,写出红磷燃烧的化学反应表达式 。同学们发现利用图1装置进行实验时,在集气瓶外点燃红磷,一方面会造成空气污染,另一方面伸进集气瓶速度慢了会影响测定结果。于是对实验装置进行改进,用图2装置重新探究。
【实验探究】先在容积为200.0mL的集气瓶里装进50.0mL的水,再在量筒内装入100.0 mL的水,然后按图连好仪器,按下热的玻璃棒,红磷被点燃。
(1)集气瓶里预先装进的水,在实验过程中除了能够加快集气瓶冷却,还起到 作用。(写出一种即可)
(2)如果红磷停止燃烧时立即记录量筒内剩余水的体积,则会导致测定结果 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(3)如果实验结束时量筒内剩余水的体积是73.0 mL,则测得的空气中氧气体积分数为 。(用百分数表示)
【拓展延伸】图3所示装置可用于测定空气中氧气的含量,其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备能将集气瓶内气体压强精确地记录并保存下来。图4、图5是用该装置测得的红磷和木炭分别在集气瓶中燃烧的压强﹣时间关系图,该装置气密性良好,p0是集气瓶内初始气压,p和p′分别是反应结束后恢复到室温时集气瓶内的气压。(已知相同条件下集气瓶中气体的压强与气体所占的体积成正比)。下列说法正确的是 。
A燃烧匙内所装红磷或木炭的多少对实验结果无影响
B反应开始时集气瓶中压强瞬间变大均是由燃烧瞬间产生了大量气体引起的
C图5中p′=p0是因为该实验装置漏气造成的
D由图4中p=0.79p0可推出空气中氧气的体积占总体积的21%
6.同学们在实验室用混合两种固体药品的办法自制“钾、氮复合肥料”。实验室中存有的药品有K2CO3、KCl,以及一瓶标签受损的铵盐(如图所示),查阅采购单,发现实验室曾采购过NH4HCO3、NH4C1、(NH4)2SO4。
【查阅资料】K2CO3溶液显碱性。
(1)下列关于化肥和农药的说法正确的是 。
A.施用农药是最重要的作物保护手段
B.残留农药可能会通过多种途径转移到人体中
C.植物叶片发黄,应施用磷肥来促进植物茎叶生长
D.化肥和农药的过度施用会造成大气污染
(2)在农业生产中常常用到一种“钾、氮复合肥料”,写出该化合物的化学式 。
(3)自制肥料的活动探究过程:
活动一:确定肥料的成分。
①甲同学提出不能选用K2CO3,请说明理由 。
②在认同甲同学的意见后,同学们利用实验室药品制得了“钾、氮复合肥料”。
活动二:另一小组的同学想探究该肥料的成分,进行了如下实验。
a.取少量肥料样品于烧杯中,加水溶解,得到无色溶液A。
b.取少量溶液A于试管中,滴加AgNO3溶液,有白色沉淀产生。
c.取少量溶液A于试管中,滴加BaCl2溶液,无白色沉淀产生。
d.取少量溶液A于试管中,滴加稀盐酸,无明显现象。
①通过上述实验,得出该肥料的成分是 (填化学式)。
②实验a~d中,必需进行的实验有 (填字母)。
活动三:氮肥肥效的检验。
一段时间后,为检验自制的复合肥料中的氮肥是否还有肥效,设计实验方案进行检验,完成下表。
实验操作
预期现象与结论
如 ,则该肥料中的氮肥还有肥效。如 ,则该肥料中的氮肥没有肥效。
7.探秘化学生氧防毒面具
化学生氧防毒面具中的“氧气再生剂”,有效成分是淡黄色的固体过氧化钠(Na2O2),使用后,会变成白色固体。兴趣小组的同学们对一使用过的化学生氧防毒面具中白色固体的成分及各成分的含量进行了探究,请你参与其中并回答有关问题:
【查阅资料】过氧化钠能分别与二氧化碳或水反应,且都能产生一种含钠的化合物和氧气。写出反应的化学方程式 。
(1)实验一:白色固体的成分是什么?
①【作出猜想】根据呼出的气体中含有较多的二氧化碳和水蒸气,该白色固体成分可能有 存在。
【设计并进行实验】
②小明取少量白色固体,加水溶解,然后滴加酚酞试液,溶液变红色。他认为白色固体中一定含有氢氧化钠。小丽不赞同小明的结论,理由是 。
③请设计实验方案,检验白色固体的成分并填写在下表中:
实验步骤
实验现象
实验原理及实验结论
涉及的化学方程式有: 。
白色固体是混合物。
④【得出结论】猜想成立,白色固体是混合物。
(2)实验二,白色固体中各成分的含量是多少?
【进行实验】
资料显示:二氧化碳在饱和碳酸氢钠的溶液中几乎不溶解。小红设计了如下图所示的装置(固定装置略去),进行实验,步骤如下:
a.按图连接好装置。
b.用托盘天平准确称取白色固体2g,加入A中试管,向B中试剂瓶倒入足量饱和碳酸氢钠溶液至瓶颈处。
c.向分液漏斗中加入稀硫酸,打开活塞,稀硫酸滴入试管中至过量,充分反应后,关闭活塞,加入稀硫酸体积为15mL。反应结束后,量筒中收集到饱和碳酸氢钠溶液235mL。
请回答下列问题:
①在实验步骤a和b之间,还缺少一实验步骤,该实验步骤是 。
②B中试剂瓶盛装的饱和碳酸氢钠溶液不能用水代替,理由是(用化学方程式表示) 。
③试管中原有的空气对实验结果是否有明显影响?(填“有”取“没有”) 。
④根据化学方程式计算该白色固体中碳酸钠的质量分数 (二氧化碳的密度按2.0g/L计算)
8.某化学课外活动小组的同学在学习“石笋和钟乳石的形成”时,发现当难溶于水的CaCO3遇到溶有CO2的水时,会反应生成溶解性较大的。联想到实验室检验CO2时,是将气体通入澄清石灰水中,若长时间往澄清石灰水中通入CO会产生么样的现象呢?小组头定用外烧杯盛装定量的氢氧化钠溶液并不断通入二氧化碳气体进行探究。
【提出问题】氢氧化钠溶液中通入二氧化碳一段时间后,溶液中会有什么溶质?
【查阅资料】
(1)通入少量的二氧化碳时,NaOH与CO2反应的化学方程式: 。
(2)通入过量的二氧化碳时,反应的化学方程为。
(3)碳酸氢盐都能溶于水即能跟酸又能跟强碱反应,BaCO3难溶于水且是白色固体。
(4)Na2CO3、NaHCO3的溶液呈减性、BaCl2溶液呈中性。
【提出猜想】
(1)溶质有NaOH、Na2CO3。
(2)溶质为Na2CO3。
(3)溶质是 (填化学式)。
(4)溶质全部是NaHCO3。
【设计实验方案】
实验步骤
实验现象
实验结论
I、用试管取少量小烧杯中反应后的溶液,滴加几滴 (填酸碱指示剂)试液
溶液变红色
该溶液显碱性
Ⅱ、向小烧杯中反应后剩下的溶液滴加过量的BaCl2溶液
有白色沉淀生成
猜想 不成立
Ⅲ、分离步骤Ⅱ中的沉淀,向得到的溶液中滴入稀盐酸
有气泡冒出
猜想(1)和(2)不成立
【得出结论】猜想(3)成立。
【讨论交流】
(1)有同学提出实验步骤I是多余的。你认为该实验设计是否需要 ?并说明理由: 。
(2)实验步骤Ⅲ分离操作(名称)是 。
【反思应用】验证二氧化碳性质时,如果长时间向澄清石灰水中通入二氧化碳会看到什么样的现象呢?请你描述一下: 。
9.某化学兴趣小组同学在探究碱的化学性质时,设计并完成了如下实验:
【实验探究一】
Ⅰ、向滴加有酚酞的NaOH溶液中慢慢滴入稀盐酸(如图1所示),边滴加边振荡,测得试管①中最终溶液的pH=2。
Ⅱ、分别称取0.5g氢氧化钙粉末置于两支试管中,各滴加2mL水,振荡;再向试管②中加入2mL水、试管③中加入2mL稀盐酸(如图2所示)。振荡并观察现象。
Ⅲ、向盛有氢氧化钠溶液的试管④中加入少量硫酸铜溶液,振荡。静置后测得上层清液的pH=12,继续向其中滴加几滴稀盐酸(如图3所示),试管⑤中无明显现象。
(1)实验Ⅰ中,能证明盐酸和氢氧化钠发生了化学反应的实验现象是 。试管①最终溶液中含有的溶质有(酚酞除外) 。
(2)实验Ⅱ中用水作对照实验,其目的是 。
(3)试管④中发生反应的化学方程式是 。
【分析讨论】甲同学通过“试管⑤中无明显现象”得出“盐酸不能与Cu(OH)2发生反应”的结论。乙同学认为甲同学的结论不正确,于是继续开展如下探究。
【实验探究二】取试管①反应后的溶液逐滴滴入试管⑤中,直至过量,边加边振荡。
(4)实验探究二中依次观察到的现象有 。
【结论】盐酸能与Cu(OH)2发生反应。
【交流反思】最终试管⑤溶液中大量存在的离子有 。
10.学习小组制取CO2和SO2,并探究其水溶液的性质。
Ⅰ.制取CO2和SO2
在常温、气体压强为101kPa时,1体积水里最多能溶解大约1体积CO2或40体积SO2。学习小组利用图1所示装置制取CO2和SO2。
(1)利用该装置制取CO2的化学反应方程式为 。
(2)不能用排水法收集SO2的理由是 。
Ⅱ.探究CO2和SO2水溶液的性质
(3)在通风橱中分别向100 mL H2O中通入CO2和SO2至饱和,用pH计测定饱和溶液pH,静置2h后,再次读取溶液pH。结果如下表所示。
饱和溶液pH
静置2h后溶液pH
CO2水溶液
3.94
4.12
SO2水溶液
0.88
0.79
①测定pH最简便的方法是使用pH试纸,操作时玻璃棒的作用是 (填字母)。
A.搅拌 B.引流 C.蘸取溶液
②静置2h后,CO2水溶液酸性 (填“增强”或“减弱”)。
③有同学根据溶液的pH认为CO2也是造成酸雨的重要因素。请判断该推论是否正确,并说明理由: 。
(4)取静置后的SO2水溶液于试管中,向其中滴加过量Ba(OH)2溶液,有沉淀产生。
【提出问题】该沉淀是什么?
【查阅资料】
①SO2水溶液、BaSO3都能与O2发生氧化反应。
②BaSO3和BaSO4都难溶于水。
③BaSO3能溶于浓度较大的盐酸,BaSO4不溶于盐酸。
【提出猜想】沉淀可能为BaSO4或BaSO4、BaSO3的混合物。
【实验验证】请设计实验验证沉淀中一定含有BaSO4。简述实验过程(包括操作和现象): 。(实验中须使用的试剂:10%的盐酸)
(5)煤燃烧排放的SO2可能导致酸雨。南通市2021年酸雨发生率为1.7%,比2020年减少1%。你了解的本地决策部门为降低SO2排放做出的举措有 (写一条)。
(6)酸雨对环境的影响因地区地质而异。图2中河流受酸雨损害的程度较小的原因是 。
11.图甲是冬天常用的暖贴,暖贴发热是利用了铁粉生锈放出热量的原理,小明设计并进行实验,探究铁生锈的条件及影响生锈速率的因素。
【原材料名】:还原铁粉、水、活性炭、食盐、水等
I.探究原材料中含有铁粉
方法1:小明打开包装根据观察固体为黑色,认为含有铁粉,其他同学不同意,理由是 。
方法2:他用的物理方法是 。
方法3:将少量原料固体放入硫酸铜溶液中,反应的化学方程式是 。
Ⅱ.探究原材料中活性炭和食盐对铁生锈速率的影响
【猜想】1 活性炭能加快铁粉生锈的速率
2 食盐能加快铁粉生锈的速率
3 活性炭与食盐同时存在会大幅度加快铁生锈的速率
【实验】下表是2g铁粉、5g水与不同量活性炭、食盐均匀混合后,在10分钟内温度变化的实验记录。
实验编号
活性炭质量/g
食盐质量/g
温度上升值/°C
①
0
0
0.1
②
0.3
0
2.1
③
m
0.2
3.2
④
0.3
0.2
56.5
【解释】
(1)表中m的值为 。
(2)对比实验①和②是对猜想 的验证。
(3)欲得出猜想3正确,需要对比 (填实验编号)。
【拓展】小明利用铁粉进行了其他实验和思考
(4)取少量分离出的铁粉洒在酒精灯火焰上,看到了 的现象。铁丝在空气中不能燃烧,而铁粉却能,原因是 。
(5)下列说法正确的是 (填字母序号)。
A.暖贴在使用前要密封保存
B.暖贴使用后剩余物可以回收用于其它实验
C.利用铁生锈的原理,铁粉还可用于食品保鲜
12.学习了二氧化锰对过氧化氢分解有催化作用的知识后,某同学想:氧化铜能否起到类似二氧化锰的催化剂作用呢?于是进行以下探究.
【猜想】
Ⅰ、氧化铜不是催化剂、也不参与反应,反应前后质量和化学性质不变;
Ⅱ、氧化铜参与反应产生氧气,反应前后质量和化学性质发生了改变;
Ⅲ、氧化铜是反应的催化剂,反应前后 。
【实验】用天平称量0.2g氧化铜(CuO),取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,进行实验:
(1)填写下表:
步骤③现象
步骤⑥结果
步骤⑦现象
结论
,带火星木条复燃。
溶液中产生大量气泡,
。
猜想Ⅰ、Ⅱ不成立;猜想Ⅲ成立.
(2)步骤①的目的是 。
(3)过氧化氢能被氧化铜催化分解放出氧气的化学方程式为:
13.过氧化钠()是一种过氧化物,潜水艇常用过氧化钠作供氧剂,同时维持艇内空气成分的稳定。化学兴趣课上,同学们对过氧化钠()可以做供氧剂产生了浓厚兴趣,于是在老师的指导下展开了以下探究活动。
[提供资料] ;二氧化碳与过氧化钠反应生成氧气和另一种物质
①证明二氧化碳与过氧化钠反应产生氧气并收集一瓶氧气。
同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置:
氢氧化钠溶液的作用是 ,若观察到 ,说明二氧化碳已经除尽。
②探究二氧化碳与过氧化钠反应生成的另一种物质。
[猜想与假设]下面是同学们提出的3种猜想。
猜想1:是氢氧化钠 猜想2:是碳酸氢钠 猜想3:是碳酸钠
通过对反应物的组成分析,小华认为猜想1和猜想2是不正确的,理由是 ;
过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式为 。
[进行实验]同学们通过以下实验验证了另一种物质,请完成下述实验报告。
实验操作
实验现象
实验结论
取少量与反应后的固体于试管中,
猜想3是正确的
14.在学习了金属的化学性质后,某小组以“探究镁的化学性质”为主题开展项目式学习。
【任务一】探究镁、铜的金属活动性强弱
小组同学进行了如图所示的实验。
(1)实验中观察到的现象是 ,由此得出镁的金属活动性比铜强。有关反应的化学方程式为 。
【任务二】探究镁条在空气中久置表面变黑的原因
【查阅资料】常温下,亚硫酸钠(Na2SO3)可与O2发生反应,实验室常用于除去O2。
【做出猜想】常温下,镁条变黑可能与O2、CO2、水蒸气中的一种或多种有关。
【进行实验】通过控制与镁条接触的物质,利用下图装置(试管容积为20mL,镁条长度为3cm,试剂均适量),分别进行下列5个实验,并持续观察20天。
实验序号
实验①
实验②
实验③
实验④
实验⑤
实验内容
实验现象
镁条始终无明显变化
镁条始终无明显变化
镁条始终无明显变化
镁条始终无明显变化
镁条第3天开始变黑,至第20天全部变黑
【解释与结论】
(2)实验②中,NaOH溶液的作用是 。
(3)得出“镁条变黑一定与O2有关”结论,依据的两个实验是 (填序号)。
(4)由上述实验可推知,镁条变黑的条件是 。
【任务三】探究镁在空气中燃烧的产物成分
小组同学做了镁在空气中燃烧的实验,发现产物中除了有大量白色固体外,还有少量黄色固体。
【查阅资料】镁在空气中燃烧时也能与N2反应生成黄色固体氮化镁(Mg3N2);氮化镁可与水剧烈反应产生氨气,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
【实验探究】(5)请设计实验方案验证该黄色固体是氮化镁: 。
【拓展延伸】(6)空气中N2的含量远大于O2的含量,而镁粉在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2,其原因是 。
15.学习氢氧化钠的化学性质时,某化学兴趣小组设计以下实验,探究氢氧化钠与二氧化碳是否发生反应及所得溶液的溶质成分。
(1)从反应物减少的角度探究氢氧化钠与二氧化碳是否反应。实验操作如图所示,观察到软塑料瓶变瘪,认为氢氧化钠与二氧化碳反应了,反应的化学方程式为 ;一位同学认为此实验操作及现象不足以证明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应,其理由是 。
(2)从生成物角度探究氢氧化钠与二氧化碳是否反应,取上述步骤C中的溶液少许于试管中,滴加 ,观察到有气泡产生,证明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应。
(3)探究步骤C中溶液的溶质成分。
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤一:取少量样品,滴加
产生白色沉淀
溶质的成分为
步骤二:
学科网(北京)股份有限公司
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