内容正文:
2.2 构成物质的微观粒子
第2课时 相对原子质量和离子
一、知识目标
1.分析原子质量的特点,理解原子质量极小的特性;
2.建立相对原子质量的概念,能说出相对原子质量的定义,学会查找元素的相对原子质量,并能进行简单计算;
3.知道离子是构成物质的微观粒子,理解离子的形成过程(原子得失电子的过程);
4.掌握原子与离子的区别与联系,能正确书写简单离子的符号并理解其意义。
二、核心素养目标
1.宏观辨识与微观探析:能从微观角度认识原子、离子的构成及性质,建立 “微观粒子构成物质” 的观念;能结合相对原子质量的计算,从宏观与微观相结合的角度分析物质的组成。
2.证据推理与模型认知:通过原子实际质量的数据作为证据,推理建立相对原子质量的概念;借助原子结构示意图等模型,理解离子的形成过程及原子与离子的转化关系。
3.科学态度与社会责任:了解张青莲院士在相对原子质量测定中的贡献,培养严谨的科学态度和民族自豪感;认识微观粒子研究对化学发展的重要意义,体会化学与科技的联系。
一、学习重点
1.相对原子质量的概念及计算方法。
2.离子的形成过程(原子得失电子形成阴、阳离子)。
3.原子与离子的区别与联系。
二、学习难点
1.相对原子质量与原子实际质量的区别及换算关系。
2.从微观角度理解阴、阳离子的形成过程,建立微观想象能力。
3.离子符号的书写及意义理解。
任务一:原子的质量与相对原子质量
1.原子的质量:原子的质量非常小,例如氢原子的质量约为____kg,碳原子(碳 12)的质量约为____kg。由于原子质量数值太小,直接使用不便,因此引入相对原子质量。
2.相对原子质量的标准:以一种碳原子(碳 12,原子核内有 6 个质子和 6 个中子)质量的____作为标准,其数值约为____kg。
3.相对原子质量的定义:其他原子的质量与该标准相比较所得的____,称为该原子的相对原子质量(符号为 Ar)。
4.计算公式:相对原子质量(Ar)=____。
5.相对原子质量与质子数、中子数的关系:相对原子质量≈____+____(电子质量极小,可忽略)。
6.相对原子质量是一个_______,单位为 “_______”,通常省略不写。
任务二:离子的形成
1.离子的概念:原子通过____或____核外电子,使质子数与电子数不相等,从而带上电荷,这样的粒子称为离子。
2.离子的分类:
· 阳离子:原子____电子后形成的带____电荷的粒子(如 Na⁺)。
· 阴离子:原子____电子后形成的带____电荷的粒子(如 Cl⁻)。
3.离子的表示:在元素符号右上角标明所带电荷,数值在前,正负号在后(如镁离子____,氧离子____)。
4.氯化钠(NaCl)的形成:钠原子最外层有 1 个电子,易_______1 个电子形成_______;氯原子最外层有 7 个电子,易_______1 个电子形成_______;两种离子通过_______作用结合成氯化钠。
5.原子与离子的区别:
· 原子:质子数_______电子数,_______电性;
· 阳离子:质子数_______电子数,带_______电荷;
· 阴离子:质子数_______电子数,带_______电荷。
任务三:原子与离子的区别与联系
粒子类型
质子数与电子数的关系
电性
表示方法(举例)
原子
____
____
____
阳离子
____
____
____
阴离子
____
____
____
联系
原子____电子形成阳离子,原子____电子形成阴离子
一、相对原子质量的理解与计算
活动一:为什么需要相对原子质量?
问题探究:原子的质量非常小(如氢原子质量 1.674×10⁻²⁷kg),直接使用会给计算和交流带来不便。结合生活中 “用吨表示大象质量,用克表示鸡蛋质量” 的例子,思考为什么要引入相对原子质量?
活动二:相对原子质量的计算
问题思考:已知一个氧原子的质量为 2.657×10⁻²⁶kg,一个碳 12 原子的质量为 1.993×10⁻²⁶kg,计算氧原子的相对原子质量。
活动三:相对原子质量与质子数、中子数的关系
归纳总结:分析下表数据,总结相对原子质量与质子数、中子数的关系。
原子
质子数
中子数
相对原子质量(取整数)
氢
1
0
1
碳
6
6
12
氧
8
8
16
铁
26
30
56
二、离子的形成过程
活动一:钠与氯气反应的微观分析
问题探究:观察 “钠在氯气中燃烧” 的实验(现象:剧烈燃烧,产生黄白色火焰和白烟,生成白色固体 NaCl)。结合钠原子(质子数 11,最外层电子数 1)和氯原子(质子数 17,最外层电子数 7)的结构,分析 NaCl 的形成过程。
活动二:离子符号的意义
问题思考:分析 “2Mg²⁺” 中数字的含义:前面的 “2” 表示____;右上角的 “2⁺” 表示____。
活动三:原子与离子的判断
归纳总结:根据粒子结构示意图,如何判断粒子是原子、阳离子还是阴离子?
2.2 构成物质的微观粒子(第2课时)
原子的质量有多大
一、原子的实际质量
1. 特点:原子的实际质量非常小,且不同原子的质量各不相同。
- 示例:氢原子的质量约为1.674×10-27kg;
- 碳原子(碳12)的质量约为1.993×10-26kg。
2. 质量分布:原子的质量几乎集中在原子核上(电子质量极小,可忽略不计,其质量约为质子质量的1/1836)。
二、相对原子质量
1. 定义:以原子核内含有6个质子和6个中子的碳原子(碳12)的质量的1/12作为标准,其他原子的质量与这个标准相比较所得到的比值,称为该原子的相对原子质量(符号为Ar)。
- 碳12原子质量的1/12约为1.661×10-27kg,作为相对原子质量的基准。
2. 计算公式:
相对原子质量 =
- 示例:氧原子的实际质量为2.657×10-26kg,其相对原子质量计算为:
3. 数值关系:
相对原子质量的数值 ≈ 质子数 + 中子数(因为质子和中子的相对质量均约为1,电子质量可忽略)。
- 示例:氢原子(质子数1,中子数0)的相对原子质量≈1;
氧原子(质子数8,中子数8)的相对原子质量≈16。
4. 性质:
- 相对原子质量是一个比值,单位为“1”,通常省略不写;
- 相对原子质量与原子的实际质量成正比(实际质量越大,相对原子质量越大)。
5.意义:简化原子质量的表示和计算,便于化学研究和交流。
三、相关拓展
- 张青莲院士的贡献:中国科学院院士张青莲主持测定了铟、铱、锑等多种元素的相对原子质量新值,被国际原子量委员会采用为国际标准,为化学研究做出重要贡献。
四、易混淆点辨析
错误说法
正确结论
“碳的相对原子质量为 1.993×10−26 kg”
相对原子质量是比值,单位为 “1”,碳 12 的相对原子质量为 12
“氢的相对原子质量为 1,所以氢原子质量为 1g”
氢原子实际质量为 1.674×10−27 kg,相对原子质量≠实际质量
“相对原子质量与原子实际质量无关”
两者成正比,实际质量越大,相对原子质量越大
离子怎样形成
一、离子的概念
1.离子是原子通过得到或失去核外电子,使核内质子数与核外电子数不相等,从而带上电荷的粒子。
- 原子不显电性(质子数=电子数),而离子显电性(质子数≠电子数)。
二、离子的形成过程
1. 电子的得失规律:
原子最外层电子数决定其得失电子的趋势:
- 最外层电子数较少(一般≤3)的原子,易失去电子(如钠原子最外层1个电子,易失去电子);
- 最外层电子数较多(一般≥4)的原子,易得到电子(如氯原子最外层7个电子,易得到电子)。
2. 实例:氯化钠(NaCl)的形成
- 钠原子(Na):最外层1个电子,失去1个电子后,质子数(11)>电子数(10),形成带1个单位正电荷的钠离子(Na⁺);
- 氯原子(Cl):最外层7个电子,得到1个电子后,质子数(17)<电子数(18),形成带1个单位负电荷的氯离子(Cl⁻);
- 钠离子与氯离子通过静电作用结合,形成氯化钠(离子化合物)。
三、离子的分类
类型
形成原因
电性
实例
阳离子
原子失去电子
带正电荷
Na⁺(钠离子)、Mg²⁺(镁离子)
阴离子
原子得到电子
带负电荷
Cl⁻(氯离子)、O²⁻(氧离子)
四、离子符号的表示方法
1. 书写规则:在元素符号右上角标明离子所带的电荷,数值在前,正负号在后(电荷数为1时,“1”可省略)。
- 示例:镁离子(带2个单位正电荷)表示为“Mg²⁺”;氧离子(带2个单位负电荷)表示为“O²⁻”。
2. 符号意义:
- 表示一种离子及一个离子所带的电荷数。
- 示例:“2Mg²⁺”中,前面的“2”表示2个镁离子;右上角的“2⁺”表示每个镁离子带2个单位正电荷。
五、原子与离子的区别与联系
项目
原子
阳离子
阴离子
离子结构
质子数 = 电子数
质子数>电子数
质子数<电子数
离子电性
不显电性
带正电荷
带负电荷
表示方法
元素符号(如 Na、Cl)
元素符号 + 正电荷(如 Na⁺)
元素符号 + 负电荷(如 Cl⁻)
相互转化
原子失去电子→阳离子;原子得到电子→阴离子
阳离子得到电子→原子
阴离子失去电子→原子
六、离子的意义
离子是构成物质的重要微观粒子之一,许多化合物(如氯化钠、氧化镁等)都是由离子直接构成的。
七、微观粒子与物质构成
1.构成物质的微观粒子包括分子、原子、离子。
2.离子构成的物质:如氯化钠(NaCl)由 Na⁺和 Cl⁻构成。
3.化学性质与结构的关系:粒子的化学性质由最外层电子数决定(稳定结构的粒子化学性质稳定)。
1.下列关于相对原子质量的说法正确的是( )
A. 相对原子质量就是原子的实际质量
B. 相对原子质量的单位是 “kg”
C. 相对原子质量是一个比值,没有单位
D. 相对原子质量近似等于质子数与中子数之和
2.下列粒子中属于阳离子的是( )
A. 质子数 = 10,电子数 = 10
B. 质子数 = 11,电子数 = 10
C. 质子数 = 17,电子数 = 18
D. 质子数 = 18,电子数 = 18
3.钠原子(Na)与钠离子(Na⁺)的本质区别是( )
A. 质子数不同
B. 电子数不同
C. 中子数不同
D. 相对原子质量不同
4.已知某原子的相对原子质量为 56,质子数为 26,则该原子的中子数为( )
A. 26
B. 30
C. 56
D. 82
5.下列关于离子符号的说法正确的是( )
A. “Al³⁺” 表示 3 个铝离子
B. “O²⁻” 表示氧离子带 2 个单位正电荷
C. “2Mg²⁺” 中前面的 “2” 表示 2 个镁离子
D. 离子符号中,电荷数写在正负号后面
考点 1 相对原子质量的计算与应用
1.已知一个碳原子(碳 12)的质量为 1.993×10⁻²⁶kg,一个铁原子的质量为 9.288×10⁻²⁶kg,计算铁原子的相对原子质量(保留整数)。
2.某原子的质子数为 19,中子数为 20,该原子的核外电子数为______,相对原子质量约为______。
考点 2 离子的形成与符号
3.写出下列离子的符号:
(1)带 1 个单位正电荷的钾离子:______
(2)带 2 个单位正电荷的钙离子:______
(3)带 1 个单位负电荷的氯离子:______
(4)带 2 个单位负电荷的硫离子:______
4.分析 “3Fe³⁺” 中数字的含义:
(1)前面的 “3” 表示______;
(2)右上角的 “3⁺” 表示______。
考点 3 原子与离子的区别与联系
5.结合钠原子(质子数 11,最外层电子数 1)和氯离子(质子数 17,最外层电子数 8)的结构,说明原子如何形成离子,以及原子与离子的化学性质为何不同。
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2.2 构成物质的微观粒子
第2课时 相对原子质量和离子
一、知识目标
1.分析原子质量的特点,理解原子质量极小的特性;
2.建立相对原子质量的概念,能说出相对原子质量的定义,学会查找元素的相对原子质量,并能进行简单计算;
3.知道离子是构成物质的微观粒子,理解离子的形成过程(原子得失电子的过程);
4.掌握原子与离子的区别与联系,能正确书写简单离子的符号并理解其意义。
二、核心素养目标
1.宏观辨识与微观探析:能从微观角度认识原子、离子的构成及性质,建立 “微观粒子构成物质” 的观念;能结合相对原子质量的计算,从宏观与微观相结合的角度分析物质的组成。
2.证据推理与模型认知:通过原子实际质量的数据作为证据,推理建立相对原子质量的概念;借助原子结构示意图等模型,理解离子的形成过程及原子与离子的转化关系。
3.科学态度与社会责任:了解张青莲院士在相对原子质量测定中的贡献,培养严谨的科学态度和民族自豪感;认识微观粒子研究对化学发展的重要意义,体会化学与科技的联系。
一、学习重点
1.相对原子质量的概念及计算方法。
2.离子的形成过程(原子得失电子形成阴、阳离子)。
3.原子与离子的区别与联系。
二、学习难点
1.相对原子质量与原子实际质量的区别及换算关系。
2.从微观角度理解阴、阳离子的形成过程,建立微观想象能力。
3.离子符号的书写及意义理解。
任务一:原子的质量与相对原子质量
1.原子的质量:原子的质量非常小,例如氢原子的质量约为____kg,碳原子(碳 12)的质量约为____kg。由于原子质量数值太小,直接使用不便,因此引入相对原子质量。
2.相对原子质量的标准:以一种碳原子(碳 12,原子核内有 6 个质子和 6 个中子)质量的____作为标准,其数值约为____kg。
3.相对原子质量的定义:其他原子的质量与该标准相比较所得的____,称为该原子的相对原子质量(符号为 Ar)。
4.计算公式:相对原子质量(Ar)=____。
5.相对原子质量与质子数、中子数的关系:相对原子质量≈____+____(电子质量极小,可忽略)。
6.相对原子质量是一个_______,单位为 “_______”,通常省略不写。
【答案】
1.1.674×10⁻²⁷;1.993×10⁻²⁶
2.1/12;1.661×10⁻²⁷
3.比值
4.(一个该原子的质量)/(一个碳 12 原子质量的 1/12)
5.质子数;中子数
6.比值;1
任务二:离子的形成
1.离子的概念:原子通过____或____核外电子,使质子数与电子数不相等,从而带上电荷,这样的粒子称为离子。
2.离子的分类:
阳离子:原子____电子后形成的带____电荷的粒子(如 Na⁺)。
阴离子:原子____电子后形成的带____电荷的粒子(如 Cl⁻)。
3.离子的表示:在元素符号右上角标明所带电荷,数值在前,正负号在后(如镁离子____,氧离子____)。
4.氯化钠(NaCl)的形成:钠原子最外层有 1 个电子,易_______1 个电子形成_______;氯原子最外层有 7 个电子,易_______1 个电子形成_______;两种离子通过_______作用结合成氯化钠。
5.原子与离子的区别:
原子:质子数_______电子数,_______电性;
阳离子:质子数_______电子数,带_______电荷;
阴离子:质子数_______电子数,带_______电荷。
【答案】
1.得到;失去
2.失去;正;得到;负
3.Mg²⁺;O²⁻
4.失去;钠离子(Na⁺);得到;氯离子(Cl⁻);静电
5.等于;不显;大于;正;小于;负
任务三:原子与离子的区别与联系
粒子类型
质子数与电子数的关系
电性
表示方法(举例)
原子
____
____
____
阳离子
____
____
____
阴离子
____
____
____
联系
原子____电子形成阳离子,原子____电子形成阴离子
【答案】
粒子类型
质子数与电子数的关系
电性
表示方法(举例)
原子
质子数 = 电子数
不显电性
Na、Cl
阳离子
质子数 > 电子数
带正电
Na⁺、Mg²⁺
阴离子
质子数 < 电子数
带负电
Cl⁻、O²⁻
联系
原子失去电子形成阳离子,原子得到电子形成阴离子
一、相对原子质量的理解与计算
活动一:为什么需要相对原子质量?
问题探究:原子的质量非常小(如氢原子质量 1.674×10⁻²⁷kg),直接使用会给计算和交流带来不便。结合生活中 “用吨表示大象质量,用克表示鸡蛋质量” 的例子,思考为什么要引入相对原子质量?
【答案】为了简化原子质量的表示和计算,方便化学研究和交流,引入相对原子质量(以统一标准对比得到的比值,数值更易处理)。
活动二:相对原子质量的计算
问题思考:已知一个氧原子的质量为 2.657×10⁻²⁶kg,一个碳 12 原子的质量为 1.993×10⁻²⁶kg,计算氧原子的相对原子质量。
【答案】氧原子的相对原子质量 =(2.657×10⁻²⁶kg)/(1.993×10⁻²⁶kg×1/12)≈16.00。
活动三:相对原子质量与质子数、中子数的关系
归纳总结:分析下表数据,总结相对原子质量与质子数、中子数的关系。
原子
质子数
中子数
相对原子质量(取整数)
氢
1
0
1
碳
6
6
12
氧
8
8
16
铁
26
30
56
【答案】相对原子质量≈质子数 + 中子数。
二、离子的形成过程
活动一:钠与氯气反应的微观分析
问题探究:观察 “钠在氯气中燃烧” 的实验(现象:剧烈燃烧,产生黄白色火焰和白烟,生成白色固体 NaCl)。结合钠原子(质子数 11,最外层电子数 1)和氯原子(质子数 17,最外层电子数 7)的结构,分析 NaCl 的形成过程。
【答案】钠原子最外层有 1 个电子,易失去 1 个电子形成带正电的 Na⁺;氯原子最外层有 7 个电子,易得到 1 个电子形成带负电的 Cl⁻;Na⁺与 Cl⁻通过静电作用结合成 NaCl。
活动二:离子符号的意义
问题思考:分析 “2Mg²⁺” 中数字的含义:前面的 “2” 表示____;右上角的 “2⁺” 表示____。
【答案】2 个镁离子;每个镁离子带 2 个单位正电荷。
活动三:原子与离子的判断
归纳总结:根据粒子结构示意图,如何判断粒子是原子、阳离子还是阴离子?
【答案】若质子数 = 电子数,为原子;若质子数 > 电子数,为阳离子;若质子数 < 电子数,为阴离子。
2.2 构成物质的微观粒子(第2课时)
原子的质量有多大
一、原子的实际质量
1. 特点:原子的实际质量非常小,且不同原子的质量各不相同。
示例:氢原子的质量约为1.674×10-27kg;
碳原子(碳12)的质量约为1.993×10-26kg。
2. 质量分布:原子的质量几乎集中在原子核上(电子质量极小,可忽略不计,其质量约为质子质量的1/1836)。
二、相对原子质量
1. 定义:以原子核内含有6个质子和6个中子的碳原子(碳12)的质量的1/12作为标准,其他原子的质量与这个标准相比较所得到的比值,称为该原子的相对原子质量(符号为Ar)。
碳12原子质量的1/12约为1.661×10-27kg,作为相对原子质量的基准。
2. 计算公式:
相对原子质量 =
示例:氧原子的实际质量为2.657×10-26kg,其相对原子质量计算为:
3. 数值关系:
相对原子质量的数值 ≈ 质子数 + 中子数(因为质子和中子的相对质量均约为1,电子质量可忽略)。
示例:氢原子(质子数1,中子数0)的相对原子质量≈1;
氧原子(质子数8,中子数8)的相对原子质量≈16。
4. 性质:
相对原子质量是一个比值,单位为“1”,通常省略不写;
相对原子质量与原子的实际质量成正比(实际质量越大,相对原子质量越大)。
5.意义:简化原子质量的表示和计算,便于化学研究和交流。
三、相关拓展
张青莲院士的贡献:中国科学院院士张青莲主持测定了铟、铱、锑等多种元素的相对原子质量新值,被国际原子量委员会采用为国际标准,为化学研究做出重要贡献。
四、易混淆点辨析
错误说法
正确结论
“碳的相对原子质量为 1.993×10−26 kg”
相对原子质量是比值,单位为 “1”,碳 12 的相对原子质量为 12
“氢的相对原子质量为 1,所以氢原子质量为 1g”
氢原子实际质量为 1.674×10−27 kg,相对原子质量≠实际质量
“相对原子质量与原子实际质量无关”
两者成正比,实际质量越大,相对原子质量越大
离子怎样形成
一、离子的概念
1.离子是原子通过得到或失去核外电子,使核内质子数与核外电子数不相等,从而带上电荷的粒子。
- 原子不显电性(质子数=电子数),而离子显电性(质子数≠电子数)。
二、离子的形成过程
1. 电子的得失规律:
原子最外层电子数决定其得失电子的趋势:
最外层电子数较少(一般≤3)的原子,易失去电子(如钠原子最外层1个电子,易失去电子);
最外层电子数较多(一般≥4)的原子,易得到电子(如氯原子最外层7个电子,易得到电子)。
2. 实例:氯化钠(NaCl)的形成
钠原子(Na):最外层1个电子,失去1个电子后,质子数(11)>电子数(10),形成带1个单位正电荷的钠离子(Na⁺);
氯原子(Cl):最外层7个电子,得到1个电子后,质子数(17)<电子数(18),形成带1个单位负电荷的氯离子(Cl⁻);
钠离子与氯离子通过静电作用结合,形成氯化钠(离子化合物)。
三、离子的分类
类型
形成原因
电性
实例
阳离子
原子失去电子
带正电荷
Na⁺(钠离子)、Mg²⁺(镁离子)
阴离子
原子得到电子
带负电荷
Cl⁻(氯离子)、O²⁻(氧离子)
四、离子符号的表示方法
1. 书写规则:在元素符号右上角标明离子所带的电荷,数值在前,正负号在后(电荷数为1时,“1”可省略)。
示例:镁离子(带2个单位正电荷)表示为“Mg²⁺”;氧离子(带2个单位负电荷)表示为“O²⁻”。
2. 符号意义:
表示一种离子及一个离子所带的电荷数。
示例:“2Mg²⁺”中,前面的“2”表示2个镁离子;右上角的“2⁺”表示每个镁离子带2个单位正电荷。
五、原子与离子的区别与联系
项目
原子
阳离子
阴离子
离子结构
质子数 = 电子数
质子数>电子数
质子数<电子数
离子电性
不显电性
带正电荷
带负电荷
表示方法
元素符号(如 Na、Cl)
元素符号 + 正电荷(如 Na⁺)
元素符号 + 负电荷(如 Cl⁻)
相互转化
原子失去电子→阳离子;原子得到电子→阴离子
阳离子得到电子→原子
阴离子失去电子→原子
六、离子的意义
离子是构成物质的重要微观粒子之一,许多化合物(如氯化钠、氧化镁等)都是由离子直接构成的。
七、微观粒子与物质构成
1.构成物质的微观粒子包括分子、原子、离子。
2.离子构成的物质:如氯化钠(NaCl)由 Na⁺和 Cl⁻构成。
3.化学性质与结构的关系:粒子的化学性质由最外层电子数决定(稳定结构的粒子化学性质稳定)。
1.下列关于分子的说法中,错误的是( )
A. 分子在不断运动
B. 分子之间有间隔
C. 分子是保持物质物理性质的最小粒子
D. 分子的质量和体积都很小
2.氧化汞受热分解为汞和氧气,该变化中的最小粒子是( )
A. 氧化汞分子
B. 汞原子
C. 氧分子
D. 氧原子
3.下列物质由原子直接构成的是( )
A. 水
B. 氢气
C. 铁
D. 二氧化碳
4.某原子结构示意图为 ,该原子的最外层电子数和质子数分别是( )
A. 6、8
B. 8、6
C. 2、8
D. 8、10
5.能说明分子可分而原子不可分的是( )
A. 水受热变成水蒸气
B. 品红扩散
C. 氧化汞分解为汞和氧气
D. 酒精挥发
考点 1 分子与原子的特性
1.用分子的观点解释:为什么墙内开花墙外能闻到香味?
2.下列现象中,不能用分子间有间隔解释的是( )
A. 一定体积的气体可被压缩
B. 海绵能吸水
C. 物体热胀冷缩
D. 酒精和水混合后总体积变小
考点 2 分子与原子的区别与联系
3.下列关于分子和原子的说法中,正确的是( )
A. 分子大,原子小
B. 分子可以构成物质,原子不能
C. 化学变化中,分子可分,原子不可分
D. 分子是保持物质性质的最小粒子
4.写出氧化汞分解的文字表达式,并从微观角度分析该反应中分子和原子的变化。
考点 3 原子结构
5.某原子的质子数为 17,中子数为 18,则该原子的核外电子数为______,核电荷数为______。
6.画出钠原子(质子数为 11)的结构示意图,并说明其最外层电子数与化学性质的关系。
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