内容正文:
安徽省郎溪中学直升班年级部2024~2025学年第二学期
高一2月月考化学学科试题
(分值:100分 时间:75分钟 )
相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Mg-24 S-32 Fe-56 Cu-64 Si-28 Ba-137
一、选择题(本题16小题,每小题3分,共48分。每题只有一个选项符合题意)
1. 化学与生产、生活密切相关,下列说法不正确的是
A. 闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成
B. 葡萄酒中通常添加少量SO2,既可以杀菌,又可防止营养成分被氧化
C. 《清波杂志》卷十二:“信州铅山胆水自山下注,势若瀑布……古传一人至水滨,遗匙钥,翌日得之,已成铜矣。”这里的胆水是指CuSO4溶液
D. 我国清代《本草纲目拾遗》中记叙 “强水”条目下写道:“性最烈,能蚀五金……其水甚强,五金八石皆能穿第,惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指HF
2. 下列由相关实验现象所推出的结论正确的是( )
A. NH4Cl和NH4HCO3受热都能分解,说明可以用加热NH4Cl或NH4HCO3固体的方法制氨气
B. 向溶液中滴加酸化Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有SO42-
C. Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应
D. 分别将充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中,液面均迅速上升,说明二者均易溶于水
3. 中国在航天、军事、天文等领域的发展受到世界瞩目,它们与化学有着密切联系。下列说法正确的是
A. 中国“天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁,属于新型无机非金属材料
B. 中国“歼-20”上用到的氮化镓材料属于合金材料
C. “神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷是新型无机非金属材料
D. “天宫二号”空间实验室的太阳能电池板的主要材料是二氧化硅
4. 下列所列各物质的用途不正确的是
A. 分子筛:吸附剂、催化剂 B. 硅胶:干燥剂、吸附剂、催化剂载体
C. 碳化硅:砂纸、砂轮 D. 硅酸:黏合剂、耐火材料
5. 宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一、下列实验现象对应的离子方程式书写正确的是
A. 向溶液中滴加氨水产生白色沉淀:
B 大理石与盐酸接触,产生无色气泡:
C. 向碘化亚铁溶液中滴加少量稀硝酸:
D. 向溶液中通入少量:
6. 某学习小组拟探究CO2和锌粒反应是否生成CO,已知CO能与银氨溶液反应产生黑色固体。实验装置如图所示:
下列说法正确的是
A. 实验开始时,先点燃酒精灯,后打开活塞K
B. b、c、f中试剂依次氢氧化钠溶液、浓硫酸、银氨溶液
C. 装置e的作用是收集一氧化碳气体
D. 用上述装置(另择试剂)可以制备氢气并探究其还原性
7. 实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的选项是
选项
a中的物质
b中的物质
c中收集的气体
d中的物质
A
浓氨水
CaO
NH3
H2O
B
浓硫酸(70%)
Na2SO3
SO2
NaOH溶液
C
稀硝酸
Cu
NO2
H2O
D
浓盐酸
MnO2
Cl2
NaOH溶液
A A B. B C. C D. D
8. 习主席在2020年新年贺词中强调“5G商用加速推出,凝结着新时代奋斗者的心血和汗水,彰显了不同凡响的中国风采、中国力量”,制造芯片用到高纯硅,用SiHCl3与过量H2在1100~1200℃反应制备高纯硅的装置如下图所示(热源及夹持装置略去)。
已知: SiHCl3 遇水强烈水解,在空气中易自燃。下列说法错误的是
A. 装置 B 中的试剂是饱和食盐水
B. 实验时先打开装置A中分液漏斗的旋塞
C. 装置C中的烧瓶需要加热,其目的是使滴入烧瓶中的SiHCl3气化
D. 装置D不能采用普通玻璃管的原因是在反应温度下,普通玻璃管会软化
9. FeMnTiOx催化剂对脱硝技术的反应机理如图所示,下列说法错误的是
A. 运用该技术应控制温度在200℃以下 B. 较理想的中间产物是
C. 既是氧化产物又是还原产物 D. 参与的是非氧化还原反应
10. 探究金属与过量浓硫酸反应的装置(固定装置已略去)如下图所示。关于实验操作或叙述错误的是
A. 上下抽动铜丝,可控制反应随时发生或停止
B. e中可以选用NaOH溶液或酸性KMnO4溶液
C. 其他条件不变,用铁丝代替铜丝,c、d中两次实验现象相同
D. 为确定a中白色固体是否是硫酸铜,可向冷却后的试管中注入水,振荡后观察现象
11. 下列现象或事实不能用同一原理解释的是
A. 浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存 B. 硫化钠和亚硫酸钠固体长期暴露在空气中变质
C. SO2 和 Na2SO3 溶液都能使氯水褪色 D. 常温下铁和铂都不溶于浓硝酸
12. 下列物质之间的转化都能一步实现的是
A.
B.
C.
D.
13. 铁元素在细菌的作用下可发生下图所示的转化。下列说法正确的是
A. 反硝化过程均属于氮的固定
B. 硝化过程中,含氮物质均发生还原反应
C. Fe3+将NH转化为N2的离子方程式为:6Fe3++2NH= 6Fe2++N2↑+8H+
D. 在氨氧化细菌作用下,水体中的铵态氮和硝态氮可转移到大气,该反应中每产生0.01mol氮气时,转移的电子为0.06mol
14. 某强酸性溶液中还可能存在、、中的若干种,现取适量溶液进行如下一系列实验(已知硝酸根离子在酸性环境中具有强氧化性,还原产物一般为气体)
下列有关判断正确的是
A. 原试液中一定有
B. 原试液中一定没有
C. 步骤③中发生反应的离子方程式为:
D. 沉淀B在空气中迅速变成灰绿色,最终变为红褐色
15. 1.52 g铜镁合金完全溶解于50 mL密度为1.40 g·cm-3、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体物质的量为0.05 mol,向反应后的溶液中加入1.0 mol·L-1 NaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54 g沉淀。下列说法不正确的是( )
A. 该合金中铜与镁的物质的量之比是1∶2
B. 该浓硝酸中HNO3物质的量浓度是14.0 mol·L-1
C. NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是80%
D. 得到2.54 g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是640 mL
16. 向50mL稀H2SO4与稀HNO3的混合溶液中逐渐加入铁粉,假设加入铁粉的质量与产生气体的体积(标准状况)之间的关系如图所示,且每一段只对应一个反应。下列说法正确的
A. 开始时产生的气体为H2
B. AB段产生的反应为置换反应
C. 所用混合溶液中c(HNO3)=0.5mol·L-1
D. 参加反应铁粉的总质量m2=5.6g
第Ⅱ卷 (非选择题 共52分)
二、非选择题(5小题,共52分)
17. 氮化硅(Si3N4)是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定,工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮气在1 300 ℃时反应获得。
(1)根据性质,推测氮化硅陶瓷的用途是_______(填序号)。
A. 制汽轮机叶片 B. 制有色玻璃 C. 制永久性模具 D. 制陶瓷发动机
(2)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强,除氢氟酸外,它不与其他无机酸反应。该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式:_______。
(3)现用SiCl4和N2(在H2气氛下),加强热发生反应,可获得较高纯度的氮化硅,反应的化学方程式为_______。
(4)胃舒平的主要成分是氢氧化铝,同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。三硅酸镁的氧化物形式为:_______。
(5)Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料,其原因是_______(填字母)。
a.Al2O3、MgO和SiO2都是白色固体
b.Al2O3、MgO和SiO2都是金属氧化物
c.Al2O3、MgO和SiO2都有很高的熔点
18. 肼(N2H4)是我国导弹和运载火箭中广泛使用的液体燃料之一,具有较强的还原性。某实验小组拟用NH3和NaClO溶液反应制备肼,装置如图所示(夹持装置未画出)。
(1)装置A中制备NH3的化学方程式为__________。
(2)仪器C中盛放的试剂为__________。
(3)装置B中制备N2H4的化学方程式为_________。
(4)下列说法正确的是__________(填标号)。
a.N2H4的电子式为
b.装置E的作用是吸收尾气,防止空气污染
c.实验时,先打开A中的分液漏斗活塞得到饱和氨水后,再打开D中的漏斗活塞
(5)测定产品中N2H4的质量分数
取装置B中的溶液4.00 g,并调节为弱酸性,加水配成500 mL溶液,从中取25.00 mL溶液与0.2000 mol/L的I2溶液反应(只有N2H4参与反应,其他物质不反应),反应过程中有无污染性的气体生成,消耗I2溶液的体积为20.00 mL,则该产品中N2H4的质量分数为________%。
19. 某学习小组探究稀HNO3、浓HNO3与铜的反应。
装置(尾气处理装置略)
现象
I中开始无明显现象,渐有小气泡生成,越来越剧烈,液面上方出现浅红棕色气体,溶液呈蓝色
Ⅱ中反应剧烈,迅速生成大量红棕色气体,溶液呈绿色
(1)试管I中Cu与稀HNO3反应的化学方程式是_______。
(2)Ⅱ中反应的速率比I中的快,原因是_______。
(3)针对Ⅱ中溶液呈绿色的原因,提出假设:
假设1:Cu2+的浓度较大所致;
假设2:溶解了生成的NO2。
探究如下:取Ⅱ中绿色溶液,分为两等份。
①取一份于如图1所示装置中,_______(填操作和现象),证实Ⅱ中溶解了NO2。
②向另一份溶液中加入_______(填化学试剂),溶液变为蓝色。证实假设1不成立,假设2成立。
(4)对于稀HNO3与铜生成NO、浓HNO3与铜生成NO2的原因,提出两种解释:解释可能原因:HNO3浓度越稀,溶液中的数目越少,被还原时,每个从还原剂处获得较多电子的机会_______(填“增多”或“减少”),因此被还原为更低价态。
20. SO2的污染防治与利用对于环境保护意义重大。某化学小组在实验室中对SO2的制备、性质及回收利用等相关问题进行探究。请回答下列问题:
(1)制备并收集纯净的SO2
①用上图装置制备纯净的SO2,发生装置中反应的化学方程式为_______。
②装置的连接顺序为:a→_______(按气流方向,用字母标号表示)。
(2)设计实验探究SO2中+4价S的性质
限选试剂:NaOH溶液、稀H2SO4、H2O2溶液、FeCl3溶液、淀粉KI溶液、新制H2S溶液
实验操作
实验现象
实验结论
实验一
将SO2通入新制H2S溶液中
溶液变浑浊
SO2中+4价S具有________性
实验二
将SO2通入_________中
________
SO2中+4价S具有还原性,反应的离子方程式为_______
填写表格中相应内容:
①_______; ②_______;③_______; ④_______。
(3)设计回收利用SO2的途径:。该小组欲测定步骤II中(NH4)2SO3的转化率(α),设计如下实验方案:一定条件下,向100mLcmol/L的(NH4)2SO3溶液中通入空气,向反应后的溶液中加入过量的盐酸,再加入足量的氯化钡溶液,生成沉淀,将沉淀过滤、洗涤、干燥、称量,质量为mg。
①检验沉淀是否洗净的方法是_______。
②α=_______×100%(用含c、m的代数式表示)。
21. A、B、C、D、E五种物质有如图所示的转化关系,根据信息回答下列问题:
Ⅰ. 完成下列问题
(1)若A在常温下为黄色晶体,E为_______(填名称),写出Cu与E的浓溶液反应的化学方程式_______。
(2)将C通入酸性高锰酸钾溶液中,产生的现象为_______,体现了C的_______性(填“氧化”或“还原”)。
Ⅱ.完成下列问题
(3)若A为空气中含量最多的气体,B→C的化学方程式_______。
(4)D→E的过程中同时有C生成,标准状况下每生成22.4L的C转移_______mol电子。
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安徽省郎溪中学直升班年级部2024~2025学年第二学期
高一2月月考化学学科试题
(分值:100分 时间:75分钟 )
相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Mg-24 S-32 Fe-56 Cu-64 Si-28 Ba-137
一、选择题(本题16小题,每小题3分,共48分。每题只有一个选项符合题意)
1. 化学与生产、生活密切相关,下列说法不正确的是
A. 闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成
B. 葡萄酒中通常添加少量SO2,既可以杀菌,又可防止营养成分被氧化
C. 《清波杂志》卷十二:“信州铅山胆水自山下注,势若瀑布……古传一人至水滨,遗匙钥,翌日得之,已成铜矣。”这里的胆水是指CuSO4溶液
D. 我国清代《本草纲目拾遗》中记叙 “强水”条目下写道:“性最烈,能蚀五金……其水甚强,五金八石皆能穿第,惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指HF
【答案】D
【解析】
【详解】A.兵马俑是陶制品,属于硅酸盐产品,是由黏土经高温烧结而成,A正确;
B.葡萄酒中通常添加少量SO2,是由于SO2具有一定毒性,能够使蛋白质发生变性,因而具有杀菌作用;同时其具有还原性,可以消除其中少量氧气,又可防止营养成分被氧化变质,B正确;
C.钥匙主要成分是Fe,Fe与CuSO4在溶液中反应产生FeSO4和Cu,可知胆水是指CuSO4溶液,C正确;
D.硝酸具有强氧化性、强酸性,能腐蚀大多数金属,也能和岩石反应,玻璃可以盛放,所以该强水为硝酸,D错误;
故合理选项是D。
2. 下列由相关实验现象所推出的结论正确的是( )
A. NH4Cl和NH4HCO3受热都能分解,说明可以用加热NH4Cl或NH4HCO3固体的方法制氨气
B. 向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有SO42-
C. Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应
D. 分别将充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中,液面均迅速上升,说明二者均易溶于水
【答案】D
【解析】
【详解】A.加热NH4Cl时的反应为NH4ClNH3↑+HCl↑,生成的混合气体中的NH3和HCl遇冷会在试管里重新化合成NH4Cl:NH3+HCl=NH4Cl,所以不能用加热NH4Cl固体的方法制氨气,A项错误;
B硝酸能将SO32-或HSO3-氧化成SO42-,所以该溶液中也可能含有SO32-或HSO3-,B项错误;
C.铁和稀硝酸反应Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,生成的气体是NO,该反应不是置换反应,C项错误;
D.分别将充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中,液面均迅速上升,这是气体体积迅速减小的结果,所以可说明二者均易溶于水,D项正确;
答案选D。
3. 中国在航天、军事、天文等领域的发展受到世界瞩目,它们与化学有着密切联系。下列说法正确的是
A. 中国“天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁,属于新型无机非金属材料
B. 中国“歼-20”上用到的氮化镓材料属于合金材料
C. “神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷是新型无机非金属材料
D. “天宫二号”空间实验室的太阳能电池板的主要材料是二氧化硅
【答案】C
【解析】
【详解】A.钢铁属于金属材料,A错误;
B.合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质,是混合物,而氮化镓是化合物,不属于合金,B错误;
C.高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料,C正确;
D.太阳能电池板的主要材料是单质硅,D错误;
故选C。
4. 下列所列各物质的用途不正确的是
A. 分子筛:吸附剂、催化剂 B. 硅胶:干燥剂、吸附剂、催化剂载体
C. 碳化硅:砂纸、砂轮 D. 硅酸:黏合剂、耐火材料
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子筛为疏松多孔物质,表面积大,可作为吸附剂以及催化剂的载体等,故A正确;
B.硅胶也为疏松多孔物质,表面积大,可作为干燥剂、吸附剂以及催化剂的载体等,故B正确;
C.碳化硅硬度大,可制作砂纸、砂轮等,故C正确;
D.硅酸不能作耐火材料,硅酸钠可作黏合剂、耐火材料,故D错误;
答案选D。
5. 宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一、下列实验现象对应的离子方程式书写正确的是
A 向溶液中滴加氨水产生白色沉淀:
B. 大理石与盐酸接触,产生无色气泡:
C. 向碘化亚铁溶液中滴加少量稀硝酸:
D. 向溶液中通入少量:
【答案】A
【解析】
【详解】A. 向溶液中滴加氨水产生白色沉淀氢氧化铝和氯化铵:,A正确;
B. 大理石与盐酸接触,产生氯化钙、水和二氧化碳,大理石难溶于水,不可拆: ,B错误;
C.还原性,向碘化亚铁溶液中滴加少量稀硝酸,先氧化,,C错误;
D.具有强还原性,具有强氧化性, 向溶液中通入少量,会发生氧化还原反应生成硫酸钙、次氯酸和氯化钙:,D错误;
答案选A。
6. 某学习小组拟探究CO2和锌粒反应是否生成CO,已知CO能与银氨溶液反应产生黑色固体。实验装置如图所示:
下列说法正确的是
A. 实验开始时,先点燃酒精灯,后打开活塞K
B. b、c、f中试剂依次为氢氧化钠溶液、浓硫酸、银氨溶液
C. 装置e的作用是收集一氧化碳气体
D. 用上述装置(另择试剂)可以制备氢气并探究其还原性
【答案】D
【解析】
【分析】探究CO2和锌粒反应是否生成CO,已知CO能与银氨溶液反应产生黑色固体,a装置是二氧化碳气体发生装置,生成二氧化碳气体含有氯化氢和水蒸气,通过b中饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢,装置c中浓硫酸除去水蒸气,通过 d加热和锌发生反应,生成的气体通过装置e分离二氧化碳和一氧化碳,一氧化碳进入装置f中的银氨溶液产生黑色固体,验证一氧化碳的存在,据此分析判断选项。
【详解】通过上述分析可知装置图中各个装置的作用分别是:a装置是二氧化碳气体发生装置,生成的二氧化碳气体含有氯化氢和水蒸气,通过b中饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢,装置c中浓硫酸除去水蒸气,通过 d加热和锌发生反应,生成的气体通过装置e分离二氧化碳和一氧化碳,一氧化碳进入装置f中的银氨溶液产生黑色固体,验证一氧化碳的存在。
A.实验开始时,装置内含有空气,若先点燃酒精灯,锌与空气反应产生ZnO,无法使CO2与ZnO反应,所以应该先打开活塞K,使CO2充满整个装置后再点燃酒精灯,A错误;
B.通过前面分析可知b中试剂为饱和碳酸氢钠溶液,用来除去杂质氯化氢;c中试剂为浓硫酸,用来干燥CO2气体;f中试剂为银氨溶液,验证一氧化碳的存在,B错误;
C.装置e的作用是分离二氧化碳与一氧化碳的混合气体,C错误;
D.由于在实验室中是用稀盐酸与Zn粒反应制取氢气,反应不需要加热,因此也可以使用启普发生器制取,然后用饱和食盐水或水除HCl杂质,用浓硫酸干燥氢气,再通过盛有CuO的干燥管来验证H2的还原性,e作安全瓶,可以防止倒吸现象的发生,氢气是可燃性气体,在排放前要进行尾气处理,D正确;
故合理选项是D。
【点睛】本题考查了物质性质、实验过程分析、气体除杂和气体性质的理解应用,注意装置的作用的分析判断,掌握基础知识和基本技能是解题关键,题目难度中等。
7. 实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的选项是
选项
a中的物质
b中的物质
c中收集的气体
d中的物质
A
浓氨水
CaO
NH3
H2O
B
浓硫酸(70%)
Na2SO3
SO2
NaOH溶液
C
稀硝酸
Cu
NO2
H2O
D
浓盐酸
MnO2
Cl2
NaOH溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【分析】该装置分别为固液不加热制气体,向上排空气法收集气体,以及采用防倒吸的方法进行尾气处理。
【详解】A、氨气密度比空气小,不能使用向上排空气法,错误;
B、正确;
C、铜与稀硝酸反应生成NO,NO与氧气迅速反应生成NO2,且NO不溶于水,NO2用水吸收会发生3 NO2+ H2O = 2 HNO3+ NO,用防倒吸装置不妥,错误;
D、制取氯气需要加热,错误。
8. 习主席在2020年新年贺词中强调“5G商用加速推出,凝结着新时代奋斗者的心血和汗水,彰显了不同凡响的中国风采、中国力量”,制造芯片用到高纯硅,用SiHCl3与过量H2在1100~1200℃反应制备高纯硅的装置如下图所示(热源及夹持装置略去)。
已知: SiHCl3 遇水强烈水解,在空气中易自燃。下列说法错误的是
A. 装置 B 中的试剂是饱和食盐水
B. 实验时先打开装置A中分液漏斗的旋塞
C. 装置C中的烧瓶需要加热,其目的是使滴入烧瓶中的SiHCl3气化
D. 装置D不能采用普通玻璃管的原因是在反应温度下,普通玻璃管会软化
【答案】A
【解析】
【分析】本实验目的是用氢气与SiHCl3反应生成高纯硅,根据装置中盛放试剂,装置A的作用是制备氢气,SiHCl3遇水强烈水解,因此需要干燥氢气,装置B的作用是干燥氢气,盛放浓硫酸,装置C的作用是氢气和SiHCl3充分混合,在石英管中反应,据此分析;
【详解】A.SiHCl3 遇水强烈水解,H2应干燥,故装置B中的试剂是浓硫酸,故A错误;
B.SiHCl3在空气中易自燃,实验前应排尽装置内的空气,所以应先打开装置A中分液漏斗的旋塞,通H2排尽装置中空气,后打开装置C中分液漏斗的旋塞,故B正确;
C.SiHCl3呈液态,需转化为蒸气进入石英管中与H2反应,所以装置C中的烧瓶需要加热,故C正确;
D.制高纯硅时,温度在1100~1200℃,在该温度下,普通玻璃管会软化,所以D不能采用普通玻璃管,故D正确;
答案为A。
9. FeMnTiOx催化剂对脱硝技术的反应机理如图所示,下列说法错误的是
A. 运用该技术应控制温度在200℃以下 B. 较理想的中间产物是
C. 既是氧化产物又是还原产物 D. 参与的是非氧化还原反应
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.根据脱硝的反应机理,在温度超过200℃时会反应生成N2O,达不到脱硝目的,因此运用该技术应控制温度在200℃以下,故A正确;
B.根据图示,在温度超过200℃时会反应生成N2O,可以直接转化为氮气和水,因此较理想的中间产物是,故B错误;
C.根据脱硝的反应机理,反应物是氨气和NO、O2,生成物是氮气和水,N元素的化合价由-3价升高到0价,+2价降低为0价,因此既是氧化产物又是还原产物,故C正确;
D.根据图示,与硝酸或亚硝酸反应生成硝酸铵或亚硝酸铵,没有元素化合价的变化,是非氧化还原反应,故D正确;
故选B。
10. 探究金属与过量浓硫酸反应的装置(固定装置已略去)如下图所示。关于实验操作或叙述错误的是
A. 上下抽动铜丝,可控制反应随时发生或停止
B. e中可以选用NaOH溶液或酸性KMnO4溶液
C. 其他条件不变,用铁丝代替铜丝,c、d中两次实验现象相同
D. 为确定a中白色固体是否是硫酸铜,可向冷却后的试管中注入水,振荡后观察现象
【答案】D
【解析】
【分析】由实验装置,a装置中铜丝与浓硫酸加热,发生反应Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O,装置b中的浓硫酸可除去水蒸气,c装置中黑色的CuO固体颜色无明显变化,说明没有H2产生,SO2能使品红溶液褪色,所以d装置中品红溶液红色褪去,e为尾气处理装置,据此分析解答。
【详解】A.上下抽动铜丝,可控制浓硫酸与铜丝接触与否,从而控制反应的发生与停止,A选项正确;
B.e为尾气处理装置,用于吸收SO2,SO2是酸性气体,具有还原性,可用NaOH溶液或酸性KMnO4溶液吸收,B选项正确;
C.用铁丝代替铜丝,其他条件不变,铁丝与浓硫酸加热仍然产生SO2,不产生氢气,则c、d中两次实验现象相同,C选项正确;
D.装置a中反应后的溶液中含有浓硫酸,所以确定a中白色固体是否是硫酸铜时,应将a装置中试管内冷却的混合物沿杯壁缓缓倒入盛有水的烧杯中,并不断搅拌,观察溶液是否变蓝,D选项错误;
答案选D。
11. 下列现象或事实不能用同一原理解释的是
A. 浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存 B. 硫化钠和亚硫酸钠固体长期暴露在空气中变质
C. SO2 和 Na2SO3 溶液都能使氯水褪色 D. 常温下铁和铂都不溶于浓硝酸
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A. 浓硝酸和氯水中的次氯酸均见光易分解,需要用棕色试剂瓶保存,A不符合题意;
B. 硫化钠和亚硫酸钠固体均易被氧化,长期暴露在空气中变质,B不符合题意;
C. SO2和Na2SO3均具有还原性,其溶液都能使氯水褪色,C不符合题意;
D. 常温下铁遇浓硝酸钝化,铂与浓硝酸不反应,原理不同,D符合题意;
答案选D。
12. 下列物质之间的转化都能一步实现的是
A.
B.
C.
D
【答案】C
【解析】
【详解】A.硅(Si)与氧气在加热条件下反应生成二氧化硅():;二氧化硅()不溶于水,不能直接与水反应生成硅酸(),故A不符合题意;
B.铝(Al)在空气中加热生成氧化铝():;氧化铝()不溶于水,不能直接与水反应生成氢氧化铝(),故B不符合题意;
C.氮气()与氢气在高温高压、催化剂条件下反应生成氨气():;氨气()催化氧化生成一氧化氮(NO):;一氧化氮(NO)与氧气反应生成二氧化氮():;二氧化氮()与水反应生成硝酸()和一氧化氮(NO):;浓硝酸()与铜等金属反应可生成二氧化氮(),如,C选项符合题意;
D.硫(S)与氧气反应生成二氧化硫(),而不是三氧化硫():,故D不符合题意;
故答案选C。
13. 铁元素在细菌的作用下可发生下图所示的转化。下列说法正确的是
A. 反硝化过程均属于氮的固定
B. 硝化过程中,含氮物质均发生还原反应
C. Fe3+将NH转化为N2的离子方程式为:6Fe3++2NH= 6Fe2++N2↑+8H+
D. 在氨氧化细菌作用下,水体中的铵态氮和硝态氮可转移到大气,该反应中每产生0.01mol氮气时,转移的电子为0.06mol
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.氮的固定是将游离态氮转化为化合态的氮,如图可知反硝化过程是将氮的化合态转化为氮气,不属于氮的固定,故A错误;
B.如图可知,硝化过程NH转化为NO,再转化为NO,氮元素化合价不断升高,发生氧化反应,故B错误;
C.根据得失电子守恒和原子守恒,Fe3+将NH转化为N2的离子方程式为6Fe3++2NH=6Fe2++N2↑+8H+,故C正确;
D.如图可知,在氨氧化细菌作用下,水体中的NO氧化NH生成H2O和N2,氮元素可转变为氮气,而转移至大气中,反应的离子方程式为NH+NON2↑+2H2O,转移3e-,因此产生0.01mol氮气时,转移的电子为0.03mol,故D错误;
故选C。
14. 某强酸性溶液中还可能存在、、中的若干种,现取适量溶液进行如下一系列实验(已知硝酸根离子在酸性环境中具有强氧化性,还原产物一般为气体)
下列有关判断正确的是
A. 原试液中一定有
B. 原试液中一定没有
C. 步骤③中发生反应的离子方程式为:
D. 沉淀B在空气中迅速变成灰绿色,最终变为红褐色
【答案】B
【解析】
【分析】该溶液为强酸性溶液,则CO32-不存在,Fe2+和NO3-不能同时存在,试液中加入过量硝酸钡溶液,生成气体证明一定含有Fe2+、则原溶液中一定不存在NO3-,气体为NO,沉淀A为BaSO4,原溶液中一定不存在Ba2+,一定存在SO42-,溶液A中加入过量氢氧化钠溶液生成气体B为NH3,确定原溶液中含有NH4+,沉淀B为Fe(OH)3,由于溶液B中含有Ba2+,OH-,溶液B加入少量二氧化碳发生反应③,生成的沉淀一定含有BaCO3沉淀,可能生成沉淀Al(OH)3,溶液B中不一定含有AlO2-,则原溶液中不一定含有Al3+,以此解答该题。
【详解】A.由以上分析可知原溶液中一定有Fe2+、SO、H+、NH,不一定含有Al3+,故A错误;
B.上述分析可知,原溶液中一定没有的离子为:Ba2+、CO、NO,故B正确;
C.步骤③中反应的离子方程式可能为,或,故C错误;
D.沉淀B为Fe(OH)3,红褐色沉淀,故D错误;
答案选B。
15. 1.52 g铜镁合金完全溶解于50 mL密度为1.40 g·cm-3、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体物质的量为0.05 mol,向反应后的溶液中加入1.0 mol·L-1 NaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54 g沉淀。下列说法不正确的是( )
A. 该合金中铜与镁的物质的量之比是1∶2
B. 该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol·L-1
C. NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是80%
D. 得到2.54 g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是640 mL
【答案】A
【解析】
【详解】A.向反应后溶液中加入NaOH,生成Mg(OH)2和Cu(OH)2沉淀,固体质量增加的是OH-的质量,且有n(OH-)=n(e-),设合金中镁、铜的物质的量分别为x、y,则有24g/mol·x+64g/mol·y=1.52g;2x+2y=(2.54g-1.52g)÷17g/mol,解方程可得x=0.01mol;y=0.02mol,则该合金中铜、镁的物质的量之比为2∶1,故A错误;B. 该硝酸的浓度为[(50×1.40×63%÷63)÷0.05]mol/L=14.0 mol·L-1。故B正确;C. NO2和N2O4都来自硝酸,设混合气体中NO2的物质的量为x,根据电子守恒得x+(0.05 mol-x)×2=0.06 mol,x=0.04 mol,NO2的体积分数为80%。故C正确;D. 得到2.54 g沉淀后,溶液中的溶质只有NaNO3,故n(NaOH)=0.7 mol-0.04 mol-0.02 mol=0.64 mol,则NaOH溶液的体积为0.64mol÷1.0mol/L=0.64L=640 mL。故D正确;答案选A。
【点睛】分析清楚反应过程,充分利用守恒思想来解决问题,本题解答过程中主要抓住了氧化还原反应中的电子得失守恒、氮原子的个数守恒等。
16. 向50mL稀H2SO4与稀HNO3的混合溶液中逐渐加入铁粉,假设加入铁粉的质量与产生气体的体积(标准状况)之间的关系如图所示,且每一段只对应一个反应。下列说法正确的
A. 开始时产生的气体为H2
B. AB段产生的反应为置换反应
C. 所用混合溶液中c(HNO3)=0.5mol·L-1
D. 参加反应铁粉的总质量m2=5.6g
【答案】D
【解析】
【分析】因为氧化性:HNO3>Fe3+>H+,OA段发生:Fe+ NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O,AB段发生:Fe+2Fe3+=3Fe2+,B段以后发生:Fe+2H+=Fe2++H2↑,据此分析。
【详解】A.根据分析,开始时产生的气体为NO,故A错误;
B.AB段发生:Fe+2Fe3+=3Fe2+,为化合反应,故B错误;
C.n(NO)= =0.05mol,所用混合溶液中c(HNO3)==1mol·L-1,C错误;
D.最终生成Fe2+,可知铁粉一部分与稀硝酸反应,一部分与酸中的氢离子反应,根据氧化还原反应中得失电子数目相等,3×n(NO)+2×n(H2)=2n(Fe),即3×0.05mol+2×=2n(Fe),n(Fe)=0.1mol,质量为0.1mol×56g/mol=5.6g,故D正确;
答案选D。
第Ⅱ卷 (非选择题 共52分)
二、非选择题(5小题,共52分)
17. 氮化硅(Si3N4)是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定,工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮气在1 300 ℃时反应获得。
(1)根据性质,推测氮化硅陶瓷的用途是_______(填序号)。
A. 制汽轮机叶片 B. 制有色玻璃 C. 制永久性模具 D. 制陶瓷发动机
(2)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强,除氢氟酸外,它不与其他无机酸反应。该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式:_______。
(3)现用SiCl4和N2(在H2气氛下),加强热发生反应,可获得较高纯度的氮化硅,反应的化学方程式为_______。
(4)胃舒平的主要成分是氢氧化铝,同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。三硅酸镁的氧化物形式为:_______。
(5)Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料,其原因是_______(填字母)。
a.Al2O3、MgO和SiO2都是白色固体
b.Al2O3、MgO和SiO2都是金属氧化物
c.Al2O3、MgO和SiO2都有很高的熔点
【答案】(1)ACD (2)Si3N4+12HF=3SiF4↑+4NH3↑(或Si3N4+16HF=3SiF4↑+4NH4F)
(3)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl
(4)2MgO·3SiO2·nH2O
(5)c
【解析】
【小问1详解】
氮化硅是一种高温陶瓷材料,熔点高、硬度大、化学性质稳定,可用作制汽轮机叶片、制永久性模具、制作陶瓷发动机,而有色玻璃只是在制作的过程中熔入了有颜色的化合物,入Co2O3、Cu2O等;
故答案为ACD
【小问2详解】
反应应为复分解反应,氮化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和一种铵盐,化学方程式为Si3N4+12HF=3SiF4↑+4NH3↑或Si3N4+16HF=3SiF4↑+4NH4F;
故答案为Si3N4+12HF=3SiF4↑+4NH3↑(或Si3N4+16HF=3SiF4↑+4NH4F)。
【小问3详解】
根据质量守恒可知四氯化碳和氮气在氢气的气氛下加强热发生反应,生成氮化硅和氯化氢,方程式为3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl;
故答案为3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl。
【小问4详解】
硅酸盐用氧化物的形式表示组成的书写顺序是:活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、非金属氧化物、二氧化硅、水,氧化物分子的数目用阿拉伯数字在其前面表示,则三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)改写成氧化物形式为2MgO·3SiO2·nH2O;
故答案为2MgO·3SiO2·nH2O。
【小问5详解】
耐火材料需要有一定的耐火度,能够抵抗高温作用而不熔化,所以Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料的原因是有很高的熔点;
故答案为c。
18. 肼(N2H4)是我国导弹和运载火箭中广泛使用的液体燃料之一,具有较强的还原性。某实验小组拟用NH3和NaClO溶液反应制备肼,装置如图所示(夹持装置未画出)。
(1)装置A中制备NH3的化学方程式为__________。
(2)仪器C中盛放的试剂为__________。
(3)装置B中制备N2H4的化学方程式为_________。
(4)下列说法正确的是__________(填标号)。
a.N2H4的电子式为
b.装置E的作用是吸收尾气,防止空气污染
c.实验时,先打开A中的分液漏斗活塞得到饱和氨水后,再打开D中的漏斗活塞
(5)测定产品中N2H4的质量分数
取装置B中的溶液4.00 g,并调节为弱酸性,加水配成500 mL溶液,从中取25.00 mL溶液与0.2000 mol/L的I2溶液反应(只有N2H4参与反应,其他物质不反应),反应过程中有无污染性的气体生成,消耗I2溶液的体积为20.00 mL,则该产品中N2H4的质量分数为________%。
【答案】(1)CaO+NH3·H2O=Ca(OH)2+NH3↑
(2)饱和食盐水 (3)NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O
(4)bc (5)32
【解析】
【分析】在装置A中生石灰与浓氨水混合发生反应产生Ca(OH)2、NH3,反应方程式为CaO+NH3·H2O=Ca(OH)2+NH3↑,在装置D中浓盐酸与漂白粉混合发生反应产生的Cl2,Cl2进入装置B中,Cl2先与装置B中NaOH溶液发生反应产生NaClO,然后NaClO再与由装置A反应产生的NH3混合发生反应:NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O,制取得到N2H4。由于NH3极易溶于水,为防止NH3在溶液溶解而产生倒吸现象,在导气管末端安装了一个倒扣的漏斗。装置C的作用是吸收Cl2中的杂质HCl,装置E的作用是尾气处理,防止污染空气。
【小问1详解】
在装置A中生石灰与浓氨水混合发生反应产生Ca(OH)2、NH3,反应方程式为:CaO+NH3·H2O=Ca(OH)2+NH3↑;
【小问2详解】
在装置D中浓盐酸与漂白粉混合发生反应产生Cl2,由于浓盐酸具有挥发性,因此制取得到的Cl2中含有杂质HCl,在Cl2通入装置B之前要除去Cl2中的杂质HCl,则装置C中试剂可以是饱和食盐水;
【小问3详解】
在装置B中NH3与Cl2与NaOH发生氧化还原反应产生的NaClO发生反应产生N2H4,该反应的化学方程式为:NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O;
【小问4详解】
a.N2H4分子中2个N原子形成共价单键,每个N原子再分别与2个H原子形成N-H共价键,就达到N2H4,故N2H4的电子式应该为,a错误;
b.装置E的作用是吸收尾气,防止过量有毒气体Cl2空气污染,b正确;
c.实验时,先打开A中的分液漏斗活塞得到饱和氨水后,再打开D中的漏斗活塞目的是防止氯气过量将肼被进一步氧化,d正确;
故合理选项是bc;
小问5详解】
根据题意可知:肼和I2反应生成无污染性的气体,根据元素守恒知,生成N2和HI,反应方程式为:N2H4+2I2=N2↑+4 HI,n(I2)=0.2000 mol/L×0.02 L=0.004 mol,则500 mL溶液中含有n(N2H4)=×0.004 mol×=0.04 mol,则该产品中N2H4的质量分数为×100%=32%。
19. 某学习小组探究稀HNO3、浓HNO3与铜的反应。
装置(尾气处理装置略)
现象
I中开始无明显现象,渐有小气泡生成,越来越剧烈,液面上方出现浅红棕色气体,溶液呈蓝色
Ⅱ中反应剧烈,迅速生成大量红棕色气体,溶液呈绿色
(1)试管I中Cu与稀HNO3反应的化学方程式是_______。
(2)Ⅱ中反应的速率比I中的快,原因是_______。
(3)针对Ⅱ中溶液呈绿色的原因,提出假设:
假设1:Cu2+的浓度较大所致;
假设2:溶解了生成的NO2。
探究如下:取Ⅱ中绿色溶液,分为两等份。
①取一份于如图1所示装置中,_______(填操作和现象),证实Ⅱ中溶解了NO2。
②向另一份溶液中加入_______(填化学试剂),溶液变为蓝色。证实假设1不成立,假设2成立。
(4)对于稀HNO3与铜生成NO、浓HNO3与铜生成NO2的原因,提出两种解释:解释可能原因:HNO3浓度越稀,溶液中的数目越少,被还原时,每个从还原剂处获得较多电子的机会_______(填“增多”或“减少”),因此被还原为更低价态。
【答案】(1)3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(2)硝酸浓度大 (3) ①. 向上拉动活塞a,试管内液面上方出现红棕色气体 ②. Cu(OH)2(或CuO等)
(4)增多
【解析】
【分析】取Ⅱ中绿色溶液,分为两等份,一份于如图1所示装置中,向上拉动活塞a,发现试管内液面上方出现红棕色气体,判断Ⅱ中溶解了NO2;另一份溶液中加入Cu(OH)2(或CuO等),可增大Cu2+的浓度,溶液变为蓝色;证实假设1不成立,假设2成立;
【小问1详解】
试管Ⅰ中Cu与稀HNO3反应的化学方程式是3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
【小问2详解】
其它条件相同,反应物浓度越大,反应速率越快,Ⅱ中反应的速率比Ⅰ中的快,原因是硝酸浓度大;
【小问3详解】
①取一份于如图1所示装置中,向上拉动活塞a,试管内液面上方出现红棕色气体,证明Ⅱ中溶解了NO2;
②向另一份溶液中加入Cu(OH)2(或CuO等),溶液变为蓝色;证实假设1不成立,假设2成立;
【小问4详解】
根据稀HNO3与铜生成NO、浓HNO3与铜生成NO2的价态变化,HNO3浓度越稀,溶液中的数目越少,被还原时,每个从还原剂处获得较多电子的机会增多,因此被还原为更低价态。
20. SO2的污染防治与利用对于环境保护意义重大。某化学小组在实验室中对SO2的制备、性质及回收利用等相关问题进行探究。请回答下列问题:
(1)制备并收集纯净的SO2
①用上图装置制备纯净的SO2,发生装置中反应的化学方程式为_______。
②装置的连接顺序为:a→_______(按气流方向,用字母标号表示)。
(2)设计实验探究SO2中+4价S的性质
限选试剂:NaOH溶液、稀H2SO4、H2O2溶液、FeCl3溶液、淀粉KI溶液、新制H2S溶液
实验操作
实验现象
实验结论
实验一
将SO2通入新制H2S溶液中
溶液变浑浊
SO2中+4价S具有________性
实验二
将SO2通入_________中
________
SO2中+4价S具有还原性,反应的离子方程式为_______
填写表格中相应内容:
①_______; ②_______;③_______; ④_______。
(3)设计回收利用SO2的途径:。该小组欲测定步骤II中(NH4)2SO3的转化率(α),设计如下实验方案:一定条件下,向100mLcmol/L的(NH4)2SO3溶液中通入空气,向反应后的溶液中加入过量的盐酸,再加入足量的氯化钡溶液,生成沉淀,将沉淀过滤、洗涤、干燥、称量,质量为mg。
①检验沉淀是否洗净的方法是_______。
②α=_______×100%(用含c、m的代数式表示)。
【答案】(1) ①. 或 ②. c→b→g→f→d→e
(2) ①. 氧化 ②. FeCl3溶液或氯化铁溶液 ③. 溶液由(棕)黄色变成浅绿色 ④. 或
(3) ①. 取少量最后一次洗涤液于试管中,加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若无白色沉淀产生,说明沉淀已经洗涤干净 ②. 或
【解析】
【分析】制备并收集纯净的SO2时,亚硫酸氢钠和浓硫酸反应制得二氧化硫,第一个装置制备二氧化硫,第二个装置干燥二氧化硫,第三个装置处理二氧化硫尾气,第四个装置收集二氧化硫气体,二氧化硫是密度比空气大,用向上排空气法收集。
利用氧化还原反应探究二氧化硫的氧化性和还原性,和还原性的物质反应,体现二氧化硫的氧化性,和氧化性的物质反应,体现二氧化硫的还原性。
【小问1详解】
①用上图装置制备纯净的SO2,发生装置中是亚硫酸氢钠和浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸钠或硫酸氢钠和水,其反应的化学方程式为或;故答案为:或。
②第一个装置制备二氧化硫,第二个装置干燥二氧化硫,第三个装置处理二氧化硫尾气,第四个装置收集二氧化硫气体,二氧化硫是密度比空气大,用向上排空气法收集,因此装置的连接顺序为:a→c→b→g→f→d→e;故答案为:c→b→g→f→d→e。
【小问2详解】
将SO2通入新制H2S溶液中,溶液变浑浊,说明生成了硫单质即二氧化硫和硫酸氢反应生成硫单质和水,二氧化硫化合价降低变为硫单质,体现了二氧化硫的氧化性;要体现二氧化硫的还原性,则化合价升高,应和一个有氧化性的物质发生反应,且现象明显,则为氯化铁溶液,氯化铁和二氧化硫反应生成硫酸根、亚铁离子,溶液由黄色变为浅绿色,其反应的离子方程式为或;故答案为:氧化;FeCl3溶液或氯化铁溶液;溶液由(棕)黄色变成浅绿色;或。
【小问3详解】
①由于使用了盐酸和氯化钡溶液,因此检验沉淀是否洗净,主要是检验最后一次洗液中是否含有氯离子,其方法是取少量最后一次洗涤液于试管中,加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若无白色沉淀产生,说明沉淀已经洗涤干净;故答案为:取少量最后一次洗涤液于试管中,加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若无白色沉淀产生,说明沉淀已经洗涤干净。
②根据题意mg为硫酸钡的质量,则硫酸钡的物质的量n(BaSO4) n[(NH4)2SO3]= ,则(NH4)2SO3的转化率α=;故答案为:或。
21. A、B、C、D、E五种物质有如图所示的转化关系,根据信息回答下列问题:
Ⅰ. 完成下列问题
(1)若A在常温下为黄色晶体,E为_______(填名称),写出Cu与E的浓溶液反应的化学方程式_______。
(2)将C通入酸性高锰酸钾溶液中,产生的现象为_______,体现了C的_______性(填“氧化”或“还原”)。
Ⅱ.完成下列问题
(3)若A为空气中含量最多的气体,B→C的化学方程式_______。
(4)D→E的过程中同时有C生成,标准状况下每生成22.4L的C转移_______mol电子。
【答案】(1) ①. 硫酸 ②.
(2) ①. 高锰酸钾溶液变浅(或褪色) ②. 还原
(3)
(4)2
【解析】
【分析】Ⅰ. A、B、C、D、E五种物质,且物质A是一种黄色晶体,能与氢气反应生成B,又能与氧气反应生成C,B与氧气反应也生成C,结合转化关系可知,A为S,C为 SO2,B为H2S,D为SO3,E为H2SO4;
II.若A为空气中含量最多的气体,A为N2,则B为NH3,C为NO,D为NO2,E为HNO3;
【小问1详解】
由上述分析可知E为硫酸;Cu与浓硫酸反应的化学方程式为;
【小问2详解】
将SO2通入酸性高锰酸钾溶液中,产生的现象为高锰酸钾溶液变浅(或褪色),体现SO2的还原性;
【小问3详解】
氨气发生催化氧化反应生成NO,化学方程式为;
【小问4详解】
NO2→HNO3的过程中同时有NO生成,反应的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO,该反应是NO2的歧化反应,2个+4价N升高为+5价,1个+4价N降低为+2价,标准状况下每生成22.4L(1molNO)转移2mol电子。
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