内容正文:
金属元素及其化合物
一、选择题
1.下列物质对应的化学式不正确的是( )
A.钡餐:BaSO4 B.铁红:Fe2O3
C.绿矾:FeSO4·7H2O D.纯碱:NaHCO3
2.从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下列有关金属冶炼的说法正确的是( )
A.工业炼铁的还原剂是CO
B.纯铁的硬度比生铁大
C.工业上金属Mg、Al都是通过电解熔融的氯化物制得的
D.金属被人类开发利用的时间先后顺序主要取决于金属在地壳中的含量
3.下列关于焰色试验的说法不正确的是( )
A.用铂丝蘸取少量溶液进行焰色试验,火焰呈黄色,该溶液可能是钠盐溶液
B.透过蓝色钴玻璃观察待测液火焰的颜色为紫色,则可证明该溶液中含有K+
C.做焰色试验前应先将铂丝在稀硫酸中洗干净再蘸取待测液进行实验
D.焰色试验是金属元素特有的性质
4.“蛟龙”号载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金,下列有关合金的说法正确的是( )
A.钛合金是一种新型金属单质
B.钛合金的熔点比钛金属高
C.钛合金的硬度与钛单质相同
D.青铜、合金钢和硬铝都是合金
5.下列说法正确的是( )
A.铁在干燥的空气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色的Fe3O4
B.铁跟盐酸反应生成氯化亚铁和氢气
C.常温下铁与水不反应,但红热的铁能与水蒸气发生反应,生成氧化铁和氢气
D.胶体是一种分散系,向沸水中滴加5~6滴FeCl3稀溶液,可制得Fe(OH)3胶体
6.下列物质的性质与用途不具有对应关系的是( )
A.硬铝密度小、强度高,可用作飞机外壳材料
B.FeCl3溶液能腐蚀Cu,可制作印刷电路板
C.铝与氢氧化钠遇水反应放出大量的热及气体,可用于疏通下水管道
D.Fe2(SO4)3有强氧化性,可用作净水剂
7.铁是目前世界上用量最大的金属材料,有关铁及其化合物的说法不正确的是( )
A.磁铁矿的主要成分是Fe3O4
B.Fe3+遇KSCN溶液显红色
C.Fe可被冷的浓硝酸钝化
D.Fe2+、Fe3+与NaOH溶液反应的现象相同
8.用毛笔蘸取少量30%FeCl3溶液分别在铜板和钢板上写一个“化”字,待其充分反应后,分别用少量水将两块板上的溶液冲到甲、乙两个小烧杯中。下列说法正确的是( )
A.铜板上无任何变化
B.钢板上凹现出一个“化”字
C.甲、乙两个烧杯中的溶液均呈棕黄色
D.分别向甲、乙两个烧杯中放入一小块金属钠,反应现象相同
9.某同学将金属钠露置于空气中,观察到下列现象:银白色变灰暗变白色出现液滴白色固体,根据钠及其化合物的性质分析,下列说法正确的是( )
A.过程①发生了氧化还原反应
B.过程①变灰暗是因为生成了过氧化钠
C.过程③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液
D.过程④只发生物理变化
10.下列说法正确的是( )
A.生铁中的含碳量比钢低
B.储氢合金吸收、放出氢气的过程是物理变化
C.FeO、Fe2O3和Al2O3都能与酸发生反应,均属于碱性氧化物
D.铁是人体必需微量元素中含量最多的一种
11.下图为铝的生产原理示意图,下列有关说法不正确的是( )
A.冰晶石作助熔剂
B.金属铁、铜的冶炼方法与铝类似
C.氧化铝属于离子化合物
D.利用铝的还原性可与氧化铬冶炼铬
12.下列各组物质与其用途的关系不正确的是( )
A.钠钾合金:核反应堆的传热介质
B.纯碱:治疗胃酸过多的一种药剂
C.小苏打:发酵粉的主要成分
D.过氧化钠:供氧剂
13.(2024·天台中学学考模拟)下列图示与对应的叙述相符的是(夹持装置已略去)( )
A.图①,0.5 mol/L氢氧化钠溶液的配制
B.图②,将氯化钠溶液蒸干得到氯化钠固体
C.图③,制备Fe(OH)2
D.图④,氨气的收集与检验
14.已知下述三个实验均能发生化学反应:
①
②
③
将铁钉放入
硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液
中滴入几滴氯水
将铜丝放入
氯化铁溶液中
下列判断错误的是( )
A.实验①中铁钉只是还原剂
B.实验②中发生了氧化还原反应
C.实验③中发生的是置换反应
D.上述实验证明氧化性:Cl2>Fe3+>Cu2+>Fe2+
15.侯德榜为我国化工事业的发展做出了卓越贡献,他所发明的联合制碱法的生产流程如图所示。下列说法错误的是( )
A.第②步发生的主要反应为NH3·H2O+CO2+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl
B.流程中先通NH3是为了形成碱性环境,以吸收更多的CO2,提高生产效率
C.可用Ba(OH)2溶液鉴别小苏打和纯碱
D.若实验室进行第③步操作,需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
16.向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L-1稀盐酸,CO2的生成量与加入盐酸的体积关系如图所示。下列判断正确的是( )
A.在0~a范围内,只发生中和反应
B.ab段发生反应的离子方程式为CO+2H+===CO2↑+H2O
C.a=0.3
D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2
二、非选择题
17.(2024·丽水中学学考模拟)化学与人类生活密切相关,请根据题意填空。
(1)钠有多种化合物,其中一种化合物俗称“小苏打”,是发酵粉的主要成分,且可用于治疗胃酸过多,该物质是____(填“Na2CO3”或“NaHCO3”)。
(2)铁可以形成多种氧化物,其中常用作红色油漆和涂料的是____(填“FeO”“Fe2O3”或“Fe3O4”)。
(3)铝制餐具不宜长时间存放酸性、碱性食物,但常温下铝制容器可以盛装____(填“浓硫酸”或“浓盐酸”)。
18.(2024·宁波中学学考模拟)某同学为探究富含硫酸亚铁且保存时间较长的食品变质情况,设计了如下实验方案:
(1)试剂1的主要成分的化学式是____。
(2)加入新制氯水后溶液红色加深的原因是________________(用离子方程式表示)。
(3)该同学在实验中加入了过量氯水,放置一段时间后,发现深红色褪去,现对褪色原因进行探究。
①提出假设
假设1:溶液中的+3价铁被氧化为更高价态的铁;
假设2:___________________。
②设计方案
为了对你所提出的假设2进行验证,请写出一种实验方案:________________。
(4)应用拓展
实验室在保存硫酸亚铁溶液时,常向其中加入少量的铁粉,原因是____________________(用离子方程式表示)。
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金属元素及其化合物
一、选择题
1.下列物质对应的化学式不正确的是( D )
A.钡餐:BaSO4 B.铁红:Fe2O3
C.绿矾:FeSO4·7H2O D.纯碱:NaHCO3
解析 钡餐的主要成分是BaSO4,故A正确;铁红是氧化铁的俗称,化学式为Fe2O3,故B正确;七水硫酸亚铁俗称绿矾,化学式为FeSO4·7H2O,故C正确;碳酸钠俗称纯碱、苏打,化学式为Na2CO3,故D错误。
2.从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下列有关金属冶炼的说法正确的是( A )
A.工业炼铁的还原剂是CO
B.纯铁的硬度比生铁大
C.工业上金属Mg、Al都是通过电解熔融的氯化物制得的
D.金属被人类开发利用的时间先后顺序主要取决于金属在地壳中的含量
解析 工业炼铁的还原剂是CO,CO和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,故A正确;生铁是铁合金,合金的硬度比纯金属的硬度大,故B错误;工业上金属Mg是通过电解熔融的氯化镁制得的,Al是通过电解熔融的氧化铝制得的,故C错误;金属被人类开发利用的时间先后顺序主要取决于金属的活泼性,活泼性越弱的金属越先被开发利用,故D错误。
3.下列关于焰色试验的说法不正确的是( C )
A.用铂丝蘸取少量溶液进行焰色试验,火焰呈黄色,该溶液可能是钠盐溶液
B.透过蓝色钴玻璃观察待测液火焰的颜色为紫色,则可证明该溶液中含有K+
C.做焰色试验前应先将铂丝在稀硫酸中洗干净再蘸取待测液进行实验
D.焰色试验是金属元素特有的性质
解析 稀硫酸和金属反应生成的硫酸盐不易挥发,故应用稀盐酸洗涤铂丝,C项不正确。
4.“蛟龙”号载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金,下列有关合金的说法正确的是( D )
A.钛合金是一种新型金属单质
B.钛合金的熔点比钛金属高
C.钛合金的硬度与钛单质相同
D.青铜、合金钢和硬铝都是合金
解析 钛合金是混合物,A项错误;钛合金的熔点比钛金属的熔点低,B项错误;钛合金的硬度比钛单质的大,C项错误;青铜、合金钢和硬铝都是由一种金属和其他金属或非金属熔合在一起形成的金属材料,都是合金,D项正确。
5.下列说法正确的是( B )
A.铁在干燥的空气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色的Fe3O4
B.铁跟盐酸反应生成氯化亚铁和氢气
C.常温下铁与水不反应,但红热的铁能与水蒸气发生反应,生成氧化铁和氢气
D.胶体是一种分散系,向沸水中滴加5~6滴FeCl3稀溶液,可制得Fe(OH)3胶体
解析 A项,由于空气中的氧气含量较少,所以铁丝在干燥的空气中不能燃烧,只有在纯氧中才能剧烈燃烧,错误;B项,铁跟盐酸发生置换反应,放出氢气,同时生成氯化亚铁(FeCl2),正确;C项,红热的铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,错误;D项,制取氢氧化铁胶体时,需要向沸水中滴加5~6滴氯化铁饱和溶液并持续加热至液体呈红褐色,D错误。
6.下列物质的性质与用途不具有对应关系的是( D )
A.硬铝密度小、强度高,可用作飞机外壳材料
B.FeCl3溶液能腐蚀Cu,可制作印刷电路板
C.铝与氢氧化钠遇水反应放出大量的热及气体,可用于疏通下水管道
D.Fe2(SO4)3有强氧化性,可用作净水剂
解析 Al与NaOH遇水反应放出大量的热并生成气体,使管道内压强增大,利于疏通下水管道,故C正确;Fe2(SO4)3在水中生成Fe(OH)3胶体,吸附水中悬浮物形成沉淀,可用于净水,与Fe2(SO4)3有强氧化性无关,故D错误。
7.铁是目前世界上用量最大的金属材料,有关铁及其化合物的说法不正确的是( D )
A.磁铁矿的主要成分是Fe3O4
B.Fe3+遇KSCN溶液显红色
C.Fe可被冷的浓硝酸钝化
D.Fe2+、Fe3+与NaOH溶液反应的现象相同
解析 磁铁矿为黑色磁性固体,主要成分是Fe3O4,A项正确。Fe3+遇KSCN溶液生成Fe(SCN)3,显红色,B项正确。常温下Fe可被冷的浓硝酸钝化,C项正确。Fe2+与NaOH溶液反应生成白色沉淀后迅速变为灰绿色,最终变成红褐色,Fe3+与NaOH反应直接生成红褐色沉淀,现象不相同,D项错误。
8.用毛笔蘸取少量30%FeCl3溶液分别在铜板和钢板上写一个“化”字,待其充分反应后,分别用少量水将两块板上的溶液冲到甲、乙两个小烧杯中。下列说法正确的是( B )
A.铜板上无任何变化
B.钢板上凹现出一个“化”字
C.甲、乙两个烧杯中的溶液均呈棕黄色
D.分别向甲、乙两个烧杯中放入一小块金属钠,反应现象相同
解析 铜板中Cu与FeCl3反应:Cu+2FeCl3===2FeCl2+CuCl2,则铜板上凹现出一个“化”字,A错误;钢的主要成分是铁和碳,钢板上Fe与FeCl3会发生反应:Fe+2FeCl3===3FeCl2,则钢板上凹现出一个“化”字,B正确;甲烧杯的溶液中含Cu2+、Fe2+,乙烧杯的溶液中含Fe2+,均不含Fe3+,均不呈棕黄色,C错误;分别向甲、乙两个烧杯中放入一小块金属钠,首先发生的反应都是2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,然后甲烧杯中NaOH与CuCl2、FeCl2反应,乙烧杯中NaOH与FeCl2反应,现象不相同,D错误。
9.某同学将金属钠露置于空气中,观察到下列现象:银白色变灰暗变白色出现液滴白色固体,根据钠及其化合物的性质分析,下列说法正确的是( A )
A.过程①发生了氧化还原反应
B.过程①变灰暗是因为生成了过氧化钠
C.过程③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液
D.过程④只发生物理变化
解析 过程①银白色变灰暗是因为钠与氧气反应生成了氧化钠,发生了氧化还原反应,A正确、B错误;过程③是氢氧化钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液,C错误;过程④是氢氧化钠溶液与空气中的CO2反应生成了碳酸钠,发生了化学变化,D错误。
10.下列说法正确的是( D )
A.生铁中的含碳量比钢低
B.储氢合金吸收、放出氢气的过程是物理变化
C.FeO、Fe2O3和Al2O3都能与酸发生反应,均属于碱性氧化物
D.铁是人体必需微量元素中含量最多的一种
解析 生铁中的含碳量比钢高,故A错误;储氢合金吸收、放出氢气的过程是化学变化,故B错误;FeO、Fe2O3都能与酸发生反应,均属于碱性氧化物,Al2O3和酸、强碱都能发生反应生成盐和水,属于两性氧化物,故C错误;铁是人体中含量最高的微量元素,即铁是人体必需微量元素中含量最多的一种,故D正确。
11.下图为铝的生产原理示意图,下列有关说法不正确的是( B )
A.冰晶石作助熔剂
B.金属铁、铜的冶炼方法与铝类似
C.氧化铝属于离子化合物
D.利用铝的还原性可与氧化铬冶炼铬
解析 冰晶石能降低氧化铝的熔点,作助熔剂,A正确;金属铁、铜采用热还原法冶炼,而金属铝采用电解法冶炼,B错误;氧化铝由活泼金属与活泼非金属元素组成,属于离子化合物,C正确;铝的活泼性强于铬,可以用铝热反应还原氧化铬制得铬,D正确。
12.下列各组物质与其用途的关系不正确的是( B )
A.钠钾合金:核反应堆的传热介质
B.纯碱:治疗胃酸过多的一种药剂
C.小苏打:发酵粉的主要成分
D.过氧化钠:供氧剂
解析 钠钾合金常温下呈液态,具有良好的导热性,可用作核反应堆的传热介质,A正确;纯碱为碳酸钠,因水溶液碱性较强,具有腐蚀性,不能用于中和胃酸,B错误;小苏打为碳酸氢钠,性质不稳定,受热分解生成二氧化碳,是发酵粉的主要成分,C正确;过氧化钠与水、二氧化碳反应都产生氧气,常用作供氧剂,D正确。
13.(2024·天台中学学考模拟)下列图示与对应的叙述相符的是(夹持装置已略去)( C )
A.图①,0.5 mol/L氢氧化钠溶液的配制
B.图②,将氯化钠溶液蒸干得到氯化钠固体
C.图③,制备Fe(OH)2
D.图④,氨气的收集与检验
解析 容量瓶属于定量仪器,不能直接用来溶解固体,故A错误;蒸发氯化钠溶液用的仪器应该是蒸发皿,故B错误;首先打开止水夹,Fe和稀硫酸反应生成的氢气排出装置内的空气,然后关闭止水夹,氢气将硫酸亚铁溶液压入氢氧化钠溶液中制得Fe(OH)2,故C正确;检验氨气需要用湿润的红色石蕊试纸,氨气可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,故D错误。
14.已知下述三个实验均能发生化学反应:
①
②
③
将铁钉放入
硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液
中滴入几滴氯水
将铜丝放入
氯化铁溶液中
下列判断错误的是( C )
A.实验①中铁钉只是还原剂
B.实验②中发生了氧化还原反应
C.实验③中发生的是置换反应
D.上述实验证明氧化性:Cl2>Fe3+>Cu2+>Fe2+
解析 由于铁比铜活泼,所以实验①中发生反应:Fe+Cu2+===Fe2++Cu,铁是还原剂,A项正确。实验②中氯水具有强氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,发生氧化还原反应:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,B项正确。由于Fe3+具有较强的氧化性,能将铜氧化为Cu2+,而自身被还原为Fe2+,离子方程式为Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+,发生的不是置换反应,C项错误。实验②能说明Cl2的氧化性强于Fe3+,实验③能说明Fe3+的氧化性强于Cu2+,实验①能够说明Cu2+的氧化性强于Fe2+,所以氧化性强弱顺序为Cl2>Fe3+>Cu2+>Fe2+,D项正确。
15.侯德榜为我国化工事业的发展做出了卓越贡献,他所发明的联合制碱法的生产流程如图所示。下列说法错误的是( C )
A.第②步发生的主要反应为NH3·H2O+CO2+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl
B.流程中先通NH3是为了形成碱性环境,以吸收更多的CO2,提高生产效率
C.可用Ba(OH)2溶液鉴别小苏打和纯碱
D.若实验室进行第③步操作,需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
解析 第②步发生的主要反应是NH3·H2O+CO2+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl,利用了碳酸氢钠溶解度小的原理,A正确;氨气极易溶于水,CO2在水中溶解度小,故流程中先通NH3是为了形成碱性环境,以吸收更多的CO2,提高生产效率,B正确;Ba(OH)2溶液与小苏打和纯碱都反应生成碳酸钡沉淀,不能鉴别,C错误;操作③为过滤,需要用到的玻璃仪器为烧杯、漏斗和玻璃棒,D正确。
16.向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L-1稀盐酸,CO2的生成量与加入盐酸的体积关系如图所示。下列判断正确的是( C )
A.在0~a范围内,只发生中和反应
B.ab段发生反应的离子方程式为CO+2H+===CO2↑+H2O
C.a=0.3
D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2
解析 由题图和题意可知,0~a段HCl和NaOH先发生反应生成NaCl和H2O,然后Na2CO3和HCl发生反应生成NaHCO3和NaCl,ab段NaHCO3和HCl发生反应生成NaCl、H2O和CO2,据此解答。在0~a范围内,发生反应H++OH-===H2O和H++CO===HCO,故A错误;ab段发生反应HCO+H+===H2O+CO2↑,故B错误;由HCO+H+===H2O+CO2↑和二氧化碳的物质的量可知n(HCO)=0.01 mol,设a点对应消耗HCl的物质的量为x,则0.4 L×0.1 mol/L-x=0.01 mol,解得x=0.03 mol,则a=0.03÷0.1=0.3,故C正确;因为n(HCO)=0.01 mol,且n(HCO)=n(CO)=0.01 mol,再由H++CO===HCO可得消耗的氢离子为0.01 mol,再由H++OH-===H2O可得n(OH-)=n(H+)=0.3 L×0.1 mol/L-0.01 mol=0.02 mol,所以原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为 2∶1,故D错误。
二、非选择题
17.(2024·丽水中学学考模拟)化学与人类生活密切相关,请根据题意填空。
(1)钠有多种化合物,其中一种化合物俗称“小苏打”,是发酵粉的主要成分,且可用于治疗胃酸过多,该物质是__NaHCO3__(填“Na2CO3”或“NaHCO3”)。
(2)铁可以形成多种氧化物,其中常用作红色油漆和涂料的是__Fe2O3__(填“FeO”“Fe2O3”或“Fe3O4”)。
(3)铝制餐具不宜长时间存放酸性、碱性食物,但常温下铝制容器可以盛装__浓硫酸__(填“浓硫酸”或“浓盐酸”)。
解析 (1)小苏打是碳酸氢钠的俗称,碳酸氢钠可以和胃酸中的盐酸反应,而用于治疗胃酸过多,故填NaHCO3。(2)铁有多种氧化物,氧化亚铁、四氧化三铁为黑色固体;氧化铁为红色固体,因此可用作颜料、油漆的是Fe2O3。(3)金属铝能与强酸或强碱反应,因此铝制餐具不宜长时间存放酸性、碱性食物;常温下,铝遇浓硫酸发生钝化,阻止了铝和酸的进一步反应,因此常温下铝制容器可以盛装浓硫酸;而浓盐酸与金属铝发生反应,不能用铝制容器盛装浓盐酸。
18.(2024·宁波中学学考模拟)某同学为探究富含硫酸亚铁且保存时间较长的食品变质情况,设计了如下实验方案:
(1)试剂1的主要成分的化学式是__KSCN__。
(2)加入新制氯水后溶液红色加深的原因是__2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3__(用离子方程式表示)。
(3)该同学在实验中加入了过量氯水,放置一段时间后,发现深红色褪去,现对褪色原因进行探究。
①提出假设
假设1:溶液中的+3价铁被氧化为更高价态的铁;
假设2:__SCN-被过量的氯水氧化__。
②设计方案
为了对你所提出的假设2进行验证,请写出一种实验方案:__取少量褪色后的溶液于洁净的试管中,滴加过量KSCN溶液,若出现红色,则说明假设2成立;若不出现红色,则说明假设2不成立__。
(4)应用拓展
实验室在保存硫酸亚铁溶液时,常向其中加入少量的铁粉,原因是__2Fe3++Fe===3Fe2+__(用离子方程式表示)。
解析 富含硫酸亚铁的食品经过处理后得到淡黄色溶液,说明食品中有Fe2+被空气中的O2氧化成了Fe3+,KSCN溶液可以和Fe3+作用显红色,所以加入KSCN溶液得到淡红色溶液,加入新制氯水,红色加深,说明原溶液中有Fe2+,加入氯水被氧化成Fe3+,使红色加深。 (1) Fe3+与KSCN溶液反应生成红色的Fe(SCN)3,所以试剂1的主要成分为KSCN。(2)淡红色溶液中还含有Fe2+,向其中加入新制氯水时,发生反应:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3,Cl2将Fe2+氧化成Fe3+,溶液中Fe3+浓度增大,生成的Fe(SCN)3浓度也增大,因此溶液红色加深。(3)①实验中加入过量氯水,放置一段时间后,深红色褪去,说明Fe(SCN)3逐渐消失,而Fe(SCN)3的生成与Fe3+、SCN-有关,假设1是溶液中的+3价铁被Cl2氧化为更高价态的铁,溶液颜色褪去;分析SCN-中各元素的化合价可知,S为-2价,C为+4价,N为-3价,所以SCN-也具有还原性,故也可能是SCN-被过量的氯水氧化导致深红色褪去,所以假设2是SCN-被过量的氯水氧化。②假设Fe3+没有被氧化,而是SCN-被氧化,只要向褪色后的溶液中补充SCN-,若出现红色,说明假设2成立,反之则假设2不成立,具体操作:取少量褪色后的溶液于洁净的试管中,滴加过量KSCN溶液,若出现红色,则说明假设2成立;若不出现红色,则说明假设2不成立。(4)铁粉可以和铁离子反应生成亚铁离子:2Fe3++Fe===3Fe2+,所以保存硫酸亚铁溶液时,常向其中加入少量的铁粉防止亚铁离子被氧化。
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