内容正文:
第一章 物质及其变化
讲评拓展课1 突破离子反应的三大
题型
探究任务 1.学会常见离子方程式的书写及正误判断方法
2.明确溶液中离子大量共存的判断方法和技巧。
3.了解常见离子的推断与检验方法和策略。
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01
探究任务1 离子方程式的书写及正误判断
探究任务2 离子大量共存问题
探究任务3 常见离子的检验与推断
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3
1.看是否遵循客观事实、不能主观臆造
离子方程式是根据化学方程式进行书写的,因此书写离子方程式必须遵循客观事实,以事实为基础。如:铜粉与盐酸的反应:Cu+2H+===Cu2++H2↑(错误,该反应不能发生或不存在)。铁粉与稀硫酸的反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑(错误,生成物为 Fe2+)。
离子方程式的书写及正误判断
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2.看各物质形式书写是否正确
书写离子方程式时易溶、易电离的物质需写成离子形式,难溶的物质、弱酸、弱碱、气体和水等需写成化学式形式。
如:实验室制备CO2的反应:+2H+===CO2↑+H2O(错误,CaCO3是难溶物,需写成化学式;正确书写为CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O)。
NaHCO3与醋酸的反应:+H+===CO2↑+H2O(错误,CH3COOH为弱酸需写成化学式,正确书写为+CH3COOH===CH3COO-+CO2↑+H2O)
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3.看是否遵循原子守恒和电荷守恒等
书写离子方程式同样也要遵循原子守恒、电荷守恒,如果是氧化还原反应(后续课程会学习到,此处列举是为了知识上的完整和系统性),还要遵循得失电子守恒等关系。
如:Cu和AgNO3溶液反应:Cu+Ag+===Cu2++Ag(错误,不遵循电荷守恒,正确书写为Cu+2Ag+===Cu2++2Ag)。
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4.看是否符合“少量、过量”等限定条件
某些反应中相同的反应物,由于反应物用量(或滴加顺序)、浓度、溶液酸碱性等不同,对应的离子方程式也不同,因此在判断或书写离子方程式时要注意这些限定条件。
如:过量CO2与澄清石灰水反应:CO2+Ca2++2OH-===CaCO3↓+H2O(错误,CO2过量应生成,正确书写为;CO2少量时生成CaCO3)。
Ca(HCO3)2溶液与少量NaOH溶液反应:+OH-===CaCO3↓+H2O(正确,即等物质的量反应)。
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5.看是否漏写某些离子间的反应
有的离子反应中有多种离子参加反应,有时可能漏写某些离子,比较常见的有:
CuSO4溶液与Ba(OH)2溶液的反应:Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓[错误,漏写与Ba2+的反应,正确书写为+Ba2++2OH-===Ca(OH)2↓+BaSO4↓]。
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6.看各离子的配比情况是否正确
某些离子反应中,反应物和生成物的离子均正确,但有可能各离子配比不正确。如:稀硫酸与Ba(OH)2溶液的反应:+Ba2++OH-===BaSO4↓+H2O(错误,正确书写为+Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O)。
通过上述“六看”不能确定的离子方程式,可再根据四步书写的方法进行书写判断,从而选出符合题意的选项。
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【例1】 下列说法正确的是( )
A.NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合:+OH-===NH3·H2O
B.向Ca(HCO3)2溶液中滴加足量NaOH溶液:+2H2O
C.石灰乳与碳酸钠溶液反应:===CaCO3↓
D.用少量NaOH吸收CO2:+H2O
√
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B [A项中,缺少NH4HSO4电离出的H+和OH-反应生成H2O的反应,错误;B项,反应符合事实,遵循物质的拆分原则,正确;石灰乳中氢氧化钙不能拆,反应为Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O,C错误;用少量NaOH吸收CO2,反应离子方程式为,D错误。]
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1.下列离子方程式中,正确的是( )
A.将硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液混合:
B.氧化镁与硫酸反应:O2-+2H+===H2O
C.硫酸钠和氯化钡两种溶液混合:===BaSO4↓
D.石灰石与盐酸反应:+2H+===H2O+CO2↑
√
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C [将硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液混合生成蓝色沉淀:Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓,A错误;氧化镁不能拆,氧化镁与硫酸反应:MgO+2H+===H2O+Mg2+,故B错误;硫酸钠和氯化钡反应生成难溶电解质硫酸钡沉淀,两种溶液混合离子反应为===BaSO4↓,C正确;石灰石不能拆,石灰石与盐酸反应:CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑,D错误。 ]
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2.按要求写出(1)(2)(3)反应的离子方程式和符合离子反应(4)的化学方程式。
(1)铁与硫酸反应:________________________________________。
[解析] 铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,该反应的离子方程式为Fe+2H+===Fe2++H2↑。
[答案] Fe+2H+===Fe2++H2↑
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2.按要求写出(1)(2)(3)反应的离子方程式和符合离子反应(4)的化学方程式。
(2)Fe2O3与盐酸反应: _______________________________________________
___________________________________________________________。
[解析] Fe2O3与盐酸反应生成氯化铁和水,该反应的离子方程式为Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O。
[答案] Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
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2.按要求写出(1)(2)(3)反应的离子方程式和符合离子反应(4)的化学方程式。
(3)Ba(OH)2溶液与硫酸铜溶液反应: ________________________________
___________________________________________________________。
[解析] Ba(OH)2溶液与硫酸铜溶液反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀,该反应的离子方程式为===BaSO4↓+Cu(OH)2↓。
===BaSO4↓+Cu(OH)2↓
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2.按要求写出(1)(2)(3)反应的离子方程式和符合离子反应(4)的化学方程式。
===CaCO3↓:_______________________________
___________________________________________________________。
[解析] 可溶性钙盐和可溶性碳酸盐的离子方程式都可以写为===CaCO3↓,则符合该离子反应的化学方程式可以是CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl。
[答案] CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl(合理即可)
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离子共存问题的判断要点
一看溶液颜色:就是说看溶液是否有颜色。若限定无色溶液, 则 Cu2+(蓝色)、Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、(紫红色) 等有色离子不能存在。要特别注意,透明溶液不代表溶液是无色的,如果说溶液“透明”,可能会含有有色离子。
离子大量共存问题
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二看溶液的酸碱性:在强酸性溶液中, 即意味着含有大量的氢离子,那么OH-及弱酸根离子(如CH3COO-、、、S2-、)等均不能大量存在;因为这些离子与氢离子都是“水火不相容”,在强碱性溶液中即意味着含有大量的OH-,那么H+及弱碱根阳离子(如、Al3+、Mg2+、Fe3+)等均不能大量存在,根据初中阶段的复分解反应,或者说溶解性表,容易得知,在碱性溶液中上述阳离子会产生沉淀。
三看反应:复分解反应, 符合复分解反应就是说生成沉淀、气体、水,这些都会使离子不能大量共存。
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【例2】 常温下,下列各组离子在指定条件下能大量共存的是
( )
A.无色透明的溶液中:Cu2+、、Ba2+、OH-
B.强碱性溶液中:、Na+、Fe2+、
C.强酸性溶液中:OH-、、Na+、Cl-
D.含大量Mg2+的溶液中:K+、、Cl-、
√
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D [铜离子为蓝色,且能和OH-反应,并且Ba2+与反应生成BaSO4沉淀,A不符合题意;强碱性溶液中含有大量氢氧根离子,氢氧根离子和铵根离子、亚铁离子反应分别生成气体、沉淀,亚铁离子和碳酸根离子反应,不能大量共存,B不符合题意;强酸性溶液中含有大量氢离子,氢离子和氢氧根离子生成水,不能大量共存,C不符合题意;Mg2+、K+、、Cl-、相互之间不反应,能大量共存,D符合题意。]
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3.下列碱性透明溶液中,能大量共存的离子组是( )
A.K+、Na+、、
B.Na+、Ag+、Cl-、
C.Na+、K+、、
D.K+、Cu2+、、Cl-
A [OH-、K+、Na+、、相互之间不反应,能共存,A正确; 银离子和氯离子生成氯化银沉淀,不共存,银离子和氢氧根离子也发生反应,不共存,B错误;氢氧根离子和碳酸氢根离子生成水、碳酸根离子,不共存,C错误; 氢氧根离子和铜离子生成氢氧化铜沉淀,不共存,D错误。]
√
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4.在甲、乙两烧杯中,大量含有的离子有Cu2+、Ba2+、H+、Cl-、、OH-共六种。且两溶液中大量存在的离子种类互不相同。已知甲烧杯的溶液呈蓝色,则有关结论正确的是( )
A.乙中可能有Ba2+ B.甲中一定有
C.甲中可能有H+ D.乙中可能有OH-
√
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B [甲、乙两烧杯中,大量含有的离子有Cu2+、Ba2+、H+、Cl-、、OH-共六种,且两溶液中大量存在的离子种类互不相同。已知甲烧杯的溶液呈蓝色,则甲溶液中含有Cu2+,结合离子共存关系,因此OH-不能在甲溶液中,即乙溶液中含有OH-;H+不能与OH-共存,则甲溶液中含有H+;由于Ba2+和不能共存,只能分别在甲乙两溶液中,溶液为电中性,一个溶液中既含有阳离子,同时也含有阴离子,则在甲溶液中,Ba2+在乙溶液中;根据题干信息,无法确定Cl-在哪个烧杯中,但根据Cl-的性质,Cl-既可以在甲溶液中,也可以在乙溶液中。所以乙中一定有Ba2+, A错误;甲中一定有,B正确;甲溶液中一定含有H+,C错误;乙中一定有OH-,D错误。]
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1.三种离子的检验方法
常见离子的检验与推断
离子 试剂 操作及现象
CaCl2(或BaCl2)溶液、稀盐酸(或稀硝酸) 向待测液中加入BaCl2溶液(或CaCl2溶液),有白色沉淀生成,沉淀溶于稀盐酸(或稀硝酸),生成无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体,证明有
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离子 试剂 操作及现象
Cl- 稀硝酸、AgNO3溶液 向待测液中加入几滴稀硝酸,然后加入几滴AgNO3溶液,有白色沉淀生成,证明有
稀盐酸、BaCl2溶液 向待测液中加入稀盐酸,无明显现象,然后加入几滴BaCl2溶液,有白色沉淀生成,证明有
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2.离子推断要坚持“四项基本原则”
(1)肯定性原则:根据现象推断肯定存在或肯定不存在的离子。
(2)互斥性原则:如溶液中含有Ba2+,则、不能大量存在。
(3)进出性原则:要注意所加试剂引入什么离子,是否造成干扰。
(4)守恒原则(电中性原则):阳离子和阴离子同时存在于溶液中且正、负电荷总量相等。
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【例3】 某无色、澄清溶液中可能含有①Na+、、③Cl-、④、⑤、⑥H+、⑦Cu2+中的几种,且每种离子的个数均相等。依次进行下列实验,每步所加试剂均过量,观察到的现象如下:
步骤 操作 现象
(1) 向溶液中滴加2~3滴紫色石蕊溶液 溶液变红
(2) 向溶液中滴加BaCl2溶液和稀盐酸 有白色沉淀生成
(3) 将(2)中所得沉淀过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸 有白色沉淀生成
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下列结论正确的是( )
A.该实验无法确定是否含有③
B.肯定含有的离子是①②⑥
C.可能含有的离子是①③
D.肯定不含的离子有④⑤⑦
√
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B [因溶液是无色的,则溶液中不含Cu2+;向溶液中滴加2~3滴紫色石蕊溶液,溶液变红,说明溶液显酸性,含有H+,不含和;向溶液中滴加BaCl2溶液和稀盐酸,有白色沉淀生成,此沉淀为BaSO4,说明溶液中含有;(3)将(2)中所得沉淀过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成,此沉淀为AgCl,因(2)中引入了Cl-,故无法说明溶液中是否含有Cl-;由于每种离子的浓度均相等,且溶液呈电中性,则溶液中一定含有Na+,一定不含Cl-;结合以上分析可知,溶液中一定含有①Na+、②、⑥H+,一定不含③Cl-、④、⑤、⑦Cu2+。]
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离子推断应注意的三点
(1)把推断离子的肯定与否定存在结合起来考虑,不要单打一。(2)推断过程中,前后的结论不应该矛盾。因此,前面已下结论的离子,在后面的推断过程中可不再重述。若在分析中发现前后结论有矛盾,则应找出错误原因。(3)推断结果时,应考虑三个方面,即肯定存在的离子,肯定不存在的离子,不能判定存在与否的离子。并且这三个方面的离子应是互相独立的,任何一种离子只能出现一次,不能重复出现。当然有的题目中不一定三种情况都需要回答,但分析问题时都应该考虑到。
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5.有一份样品,可能是下列物质中的一种或几种:CuSO4、BaSO4、KOH、NaCl、CaCO3。对该样品进行初步测试后,得出如图所示的结果。该白色粉末是( )
样品→
白色粉末 能溶于水 无色 呈强碱性
A.一定是KOH B.一定是KOH、NaCl混合物
C.可能是KOH、CaCO3混合物 D.可能是KOH、NaCl混合物
√
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32
D [白色粉末能溶于水,说明不存在BaSO4、CaCO3,溶于水是无色,说明不存在CuSO4,溶液呈强碱性,说明含有KOH,可能存在NaCl。根据分析一定含有KOH,可能存在NaCl,A不符合题意;根据A选项结论,B不符合题意;根据分析一定无CaCO3,C不符合题意;根据前面分析得到可能是KOH、NaCl混合物,D符合题意。]
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6.有一包白色固体粉末,其中可能含有NaCl、Ba(NO3)2、CuSO4、Na2CO3中的一种或几种,现做以下实验:
①将部分粉末加入水中,振荡,有白色沉淀生成,过滤,溶液呈无色;
②向①的沉淀中加入足量稀硝酸,固体完全溶解,并有气泡产生;
③取少量②的溶液,滴入稀硫酸,有白色沉淀产生;
④另取①中过滤后的溶液加入足量AgNO3溶液,产生白色沉淀。
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根据上述实验事实,回答下列问题:
(1)原白色固体粉末中一定含有的物质是________________(写化学式,下同),一定不含有的物质是________,可能含有的物质是________。
(2)写出①②步反应的离子方程式:
①_________________________________________________________;
②_________________________________________________________。
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[解析] 由①知道,过滤溶液呈无色,说明不含有硫酸铜,向①中的沉淀,加入过量稀硝酸,固体完全溶解并有气泡产生,说明一定含有碳酸钠。取②的溶液加入稀硫酸,有白色沉淀生成,该白色沉淀是硫酸钡,说明含有硝酸钡。取①中过滤后的溶液,加入足量硝酸银,产生白色沉淀,说明是氯化银沉淀或者是碳酸银沉淀,所以无法确定该固体中是否含有氯化钠。
[答案] (1)Ba(NO3)2、Na2CO3 CuSO4 NaCl
===BaCO3↓
②BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O
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02
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37
1.下列关于离子共存的说法错误的是( )
A.Na+、Mg2+、Cl-、在水溶液中能大量共存
B.Mg2+、Cl-、、Na+在水溶液中不能大量共存
、Fe3+、、K+在强酸性溶液中能大量共存
D.Ba2+、、OH-、Cl-在小苏打溶液中能大量共存
D [在水溶液中,Na+、Mg2+、Cl-、各离子之间不反应,可以大量共存,A正确;Mg2+和反应生成MgCO3沉淀,不能大量共存,B正确;在强酸性溶液中、Fe3+、、K+各离子之间不反应,可以大量共存,C正确;OH-和反应生成碳酸根离子和水,不能大量共存,D错误。]
√
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2.以下表中评价合理的是( )
选项 化学反应及其离子方程式 评价
A 向CuSO4溶液中加入少量盐酸:===H2SO4 正确
B 向碳酸镁浊液中加入足量稀盐酸:+2H+===CO2↑+H2O 错误,碳酸镁不应写成离子形式
C 向沸水中滴加饱和的氯化铁溶液至液体变为红褐色:Fe3++3H2O===
Fe(OH)3↓+3H+ 正确
D 向石灰乳中加入足量稀盐酸:Ca(OH)2+2H+===Ca2++2H2O 错误2应写成离子形式
√
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39
B [向CuSO4溶液中加入少量盐酸,不能发生化学反应,评价不合理,A错误;碳酸镁浊液中碳酸镁不能拆成离子形式,评价合理,B正确;向沸水中滴加饱和的氯化铁溶液至液体变为红褐色,制备的是Fe(OH)3胶体,不能生成沉淀,评价不合理,C错误;石灰乳不能拆成离子形式,评价不合理,D错误。]
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3.(Ⅰ)某无色溶液含有Na+、Ba2+、Cu2+、H+、、、Cl-等离子中的若干种。依次进行下列实验,现象如下:
①取少量溶液于试管之中,滴入几滴紫色石蕊试液后溶液显红色;
②另取少量的原溶液,先加入过量的NaOH溶液,无明显现象,然后再滴加适量的Na2CO3溶液,产生白色沉淀。
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请回答下列问题,用离子符号表示:
(1)原溶液中肯定存在的离子有_______________________________。
[解析] 溶液无色,则一定不存在Cu2+,①取少量溶液于试管之中,滴入几滴紫色石蕊试液后溶液显红色,说明溶液呈酸性,一定含H+,则一定不存在;②另取少量的原溶液,先加入过量的NaOH溶液,然后再滴加适量的Na2CO3溶液,产生白色沉淀,则一定存在Ba2+,则一定不存在,由电荷守恒可知一定存在阴离子Cl-,不能确定是否含有Na+;由以上分析原溶液中肯定存在的离子有Ba2+、H+、Cl-。
[答案] Ba2+、H+、Cl-
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(2)原溶液中肯定不存在的阳离子有__________________________。
[解析] 原溶液中肯定不存在的阳离子有Cu2+。
[答案] Cu2+
(3)原溶液中可能存在的离子有________。
[解析] 原溶液中可能存在的离子有Na+。
[答案] Na+
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(Ⅱ)在一条鱼、虾绝迹的小河边有四座工厂:甲、乙、丙、丁(如图所示),它们排出的废液里,每个工厂只含有Na2CO3、FeCl3、Ca(OH)2、HCl中的一种。某中学环保小组对河水检测时发现:①甲处河水呈乳白色,②乙处河水呈浑浊的红褐色,③丙处河水由浑变清,④丁处产生气泡,河水仍清,⑤M处水样的pH小于7。请判断:
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(4)四座工厂排出的废液里含有的污染物:甲________,乙________,丙________,丁________。
[解析] 水流方向是由甲经过乙、依次流经丙和丁,根据四种物质的性质特点,甲处河水呈乳白色,甲为Ca(OH)2;乙处河水呈红褐色是因为生成了Fe(OH)3,故乙处为FeCl3;丙处河水由浑变清,是由于Fe(OH)3沉淀在丙处物质溶解,故丙处为盐酸,丁处为Na2CO3(与盐酸作用产生气泡),M处溶液显酸性,可知盐酸过量,由上述分析可知,四座工厂排出的废水含有的污染物分别为甲为Ca(OH)2;乙为FeCl3;丙为HCl;丁为Na2CO3。
[答案] Ca(OH)2 FeCl3 HCl Na2CO3
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(5)丙处红褐色消失发生反应的离子方程式______________________
___________________________________________________________,
④发生反应的化学方程式_____________________________________
___________________________________________________________。
[解析] 丙处红褐色消失发生反应的离子方程式为Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O,④处生成的气体为二氧化碳,发生反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑。
[答案] Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑
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$$