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1、2020-2021高考化學(xué)二輪銅及其化合物推斷題專項(xiàng)培優(yōu)附答案一、銅及其化合物.周期表中短周期7種主族元素A、B、C、DE、F、G,原子序數(shù)依次增大。A的原子半徑最小,A和D、C和F分別同主族,F(xiàn)的單質(zhì)是淡黃色固體,B所形成的化合物種類最多,E的最外層電子數(shù)等于其電子層數(shù)。F的離子結(jié)構(gòu)示意圖為: 。C、D、E、F四種元素所形成的簡單離子中,離子 半徑最小的是 (填微粒符號);A、C元素組成的10電子陰離子的電子式, A、G、C元素組成具有漂白性的分子的結(jié)構(gòu)式為 。(2)用電子式表示 B的簡單氫化物的形成過程 。(3)寫出E的單質(zhì)與D的最高價氧化物的水溶液反應(yīng)的離子方程式 。寫出銅單 質(zhì)與F的最
2、高價氧化物的水化物的濃溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式 。_H【答案】Al3+ :0:HrH-O-CI C +2A1+2OH+2H2O=2A1O2-+3H2 T Cu+2限SO(濃)AcuSQ+SQT +2H2O【解析】【分析】周期表中短周期7種主族元素A、B、C、D、E F、G,原子序數(shù)依次增大。F的單質(zhì)是淡 黃色固體,F(xiàn)為S, C和F同主族,C為O; B所形成的化合物種類最多,B為C; E的最外層電子數(shù)等于其電子層數(shù),E為Al; A的原子半徑最小,A為H, A和D同主族,D為Na;因?yàn)镚的原子序數(shù)比F(S的原子序數(shù)大,所以 G為Cl?!驹斀狻坑煞治隹芍珹為H、B為C C為O、D為Na、E為Al、F為
3、S、G為Cl。F為S, S2-的結(jié)構(gòu)示意圖為:小C、D、E F四種元素所形成的簡單離子分 7 j)j別為O2-、Na+、Al3+、S2-,電子層數(shù)越多半徑越大,當(dāng)電子層數(shù)相同、核外電子數(shù)相同時,核電荷數(shù)越大,半徑越小,故CD、E、F四種元素所形成的簡單離子中,離子半徑最小的是Al3+; A為H、C為O, A、C元素組成的10電子陰離子為 OH, OH-的電子式為 A、G、C元素組成具有漂白性的分子為HClO,其結(jié)構(gòu)式為H-O-CI; I二B的簡單氫化物為 CH4,用電子式表示 CH4的形成過程為 O+4H* 11:_ :H;E的單質(zhì)與D的最高價氧化物的水溶液反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH-+
4、2H2O=2AlO2-+3H2 f ; F的最高價氧化物的水化物為H2SC4,銅單質(zhì)與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO4 +2H2O。2.某工廠的工業(yè)廢水中含有大量的Al2(SQ)3、較多的Cu2+和少量的Na+O從工業(yè)廢水中回收金屬鋁和金屬銅的工藝流程如下圖所示(試劑X、Y、Z均過量)。(1)試劑X為,加入試劑X發(fā)生的離子方程式是 試劑Z為(2)操作為(填實(shí)驗(yàn)分離方法)。(3)溶液2中含有的溶質(zhì)有 (填化學(xué)式)。(4)寫出操作的化學(xué)反應(yīng)方程式 。(5)金屬銅能與濃硫酸在加熱的條件下發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生的氣體為 (填化學(xué)式)?!敬鸢浮夸X2Al+3Cu2+=2Al3+3C
5、u 氨水過濾 Al2(SQ)3、H2SQ Ab(SQ)3、H2SQ S?!窘馕觥俊痉治觥磕彻S的工業(yè)廢水中含有大量的Al2(SO4)3、較多的Cu2+和少量的Na+,由流程可知加入 X為金屬鋁,用于置換出銅,溶液1含有Al2(SO4)3、Na2S。,不溶性物質(zhì)為過量的Al和Cu的混合物,向不溶性物質(zhì)中加入試劑丫用于溶解Al,反應(yīng)產(chǎn)生Al2(SC4)3,而Cu不能發(fā)生反應(yīng),則為稀 H2SC4,溶液2含有Al2(SC4)3、過量H2SC4,由于Al(CH)3是兩性物質(zhì),能夠與 過量的強(qiáng)堿NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生可溶性物質(zhì),因此向混合后加入氨水,可生成Al(OH)3沉淀,過濾、洗滌后加熱分解生成Al2O
6、3,電解熔融的Al2O3可生成Al,以此解答該題。【詳解】根據(jù)上述分析可知操作是過濾,不溶性物質(zhì)為Cu、Al混合物,操作是過濾,試劑Y是H2SQ,溶液1含有Al2(SQ)3、NazSQ,溶液2含有Al2(SQ)3、過量H2SQ,試劑Z是氨水,操作是過濾,操作加熱分解Al(OH)3,操作是電解。(1)由以上分析可知X為Al,可用于除去溶液中的Cif+,反應(yīng)的離子方程式為:2Al+3Cu2+=2Al3+3Cu;試劑 Z 為氨水;(2)操作用于分離固體和液體,為過濾操作;溶液2中含有的溶質(zhì)有Al2(SQ)3、H2SQ;(4)操作是加熱 Al(OH)3, Al(OH)3不穩(wěn)定,受熱發(fā)生分解反應(yīng),化學(xué)方
7、程式為:2Al(OH)3 2Al2O3+3H2O ;(5)金屬Cu與濃硫酸混合加熱,發(fā)生氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生CuSQ、SQ、H2O,反應(yīng)方程式為:Cu+2H2SQ(濃)CuSQ+SQT +2H2O,所以反應(yīng)產(chǎn)生的氣體為SQ?!军c(diǎn)睛】本題考查了物質(zhì)的推斷、混合物分離提純的綜合應(yīng)用,把握分離流程中的反應(yīng)及混合物分 離方法為解答的關(guān)鍵,注意實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)意圖,把握物質(zhì)的性質(zhì),側(cè)重考查學(xué)生的分析與實(shí) 驗(yàn)?zāi)芰Α?.為探索工業(yè)含鋁、鐵、銅合金廢料的再利用,某同學(xué)實(shí)設(shè)計(jì)的回收利用方案如圖:(1)氣體X的化學(xué)式是 。(2)檢驗(yàn)濾液D是否含有Fe3+的實(shí)驗(yàn)方法為(3)若要從濾液 D得到綠磯晶體,必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作步驟
8、:、冷卻結(jié)晶、過濾、自然干燥,在這一系列操作中沒有用到的儀器有(填序號)A.蒸發(fā)皿 B.石棉網(wǎng) C燒杯 D.玻璃棒(4)寫出反應(yīng)的離子方程式 。(5)試劑Y應(yīng)該是一種(填 氧化劑”或 還原劑”,)它不可能是 一。A. H2O2 B, H2s C O2 D.鐵單質(zhì)(6)濃硝酸可以溶解銅,也可以溶解上述合金。若固體未完全溶解,則濾液D中Fe元素將以(填“急”或“Fe”)離子形式存在。【答案】CO2取少量濾液D,滴加KSCN溶液,若溶液變成血紅色,則說明含有Fe3+蒸發(fā) B Al(OH) 3+3H+=Al3+3H2O 氧化劑 BD Fe+【解析】【分析】Al和NaOH溶液反應(yīng)生成可溶性的 NaAlO
9、2, Cu和Fe與NaOH溶液不反應(yīng),所以濾液 A中 含有NaAlO2,濾渣B是Cu和Fe, B和稀硫酸混合,F(xiàn)e和稀硫酸反應(yīng)生成 FeSQ, Cu和稀 硫酸不反應(yīng),所以濾渣 E是Cu, D中含有FeSQ, Cu和稀硫酸、試劑 Y生成硫酸銅,丫是 強(qiáng)氧化劑,且不能引進(jìn)新的雜質(zhì),為H2O2, NaAlO2和CO2反應(yīng)生成Al(OH)3,所以C是Al(OH)3, Al(OH)3和稀鹽酸反應(yīng)生成 A1C13,溶液F中含有AIC3。據(jù)此分析解答?!驹斀狻?1)通過以上分析知,氣體 X的化學(xué)式是CQ,故答案為:CO2;(2)鐵離子和KSCN溶液反應(yīng)生成血紅色溶液,亞鐵離子和KSCN液不反應(yīng),所以檢驗(yàn)濾液
10、D是否含有Fe3+的方法是,取少量濾液 D,滴加KSCN溶液,若溶液變成血紅色,則說 明含有Fe3+,故答案為:取少量濾液D,滴加KSCN溶液,若溶液變成血紅色,則說明含有Fe3+;(3)若要從濾液 D得到綠磯晶體,必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作步驟:蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾、 自然干燥,在這一系列操作中用蒸發(fā)皿蒸發(fā)、用玻璃棒攪拌,在過濾中用玻璃棒引流、用 燒杯盛放溶液,所以沒有用到的儀器有石棉網(wǎng),故選 B,故答案為:蒸發(fā);B;(4)氫氧化鋁和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水,所以反應(yīng)的離子方程式為Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O,故答案為: Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O;(5)試劑Y應(yīng)該是一種氧
11、化劑,能將銅氧化為銅離子,所以它不可能是H2s或Fe,故選BD,故答案為:氧化劑;BD;(6)濃硝酸可以溶解銅,也可以溶解上述合金,若固體未完全溶解,說明溶液中沒有鐵離子,則濾液D中Fe元素將以Fe2+離子形式存在,故答案為:Fe2+。4.某研究小組為了探究一種淺綠色鹽X(僅含四種元素,不含結(jié)晶水,M(X)Oo.已知兩種常見金屬 A(地殼中含量第二的金屬 卜B(紅色金屬)分別與兩種酸 X、Y發(fā)生反 應(yīng),其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,其中D為紅棕色氣體。回答以下問題:(1)反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為;(2) 6.4gB與過量X溶液(8mol /L、60mL)充分反應(yīng)后,生成的還原產(chǎn)物有C、D,反應(yīng)后溶液中所含
12、X為n mol ,此時溶液中所含 X的陰離子的物質(zhì)的量為 mol。(3)常溫下A與Y的稀溶液能發(fā)生反應(yīng)生成鹽W,關(guān)于固體 W的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(無關(guān)物質(zhì)已略去)。其中N是紅棕色的化合物。NaOH 洛液IIIM由兩種化合物組成,其中含有F;將M通入BaC2溶液,實(shí)3現(xiàn)象是 。若經(jīng)反應(yīng)I得到16 g固體N,產(chǎn)生的氣體 M恰好被0.3L1mol L 1 NaOH溶液完全吸收得 溶液1,則反應(yīng)IV中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 ?!敬鸢浮縎C2+NO2 +H2O=2H+SQ2-+NO n+0.2 產(chǎn)生白色沉淀 2Fe3+HSQ-+H2O=2Fe2+SQ2- +3H+【解析】【分析】常見金屬A為地殼中含量第二
13、的金屬,確定為Fe、B為紅色金屬確定為 Cu,根據(jù)D為紅棕色氣體,確定 D為NO2, C為NO, X為HNO3; B為Cu,銅可以與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅,二氧化硫和水;生成的二氧化硫有還原性,可以與NO2反應(yīng)生成硫酸和硝酸,確定 B為Cu, Y為硫酸,F(xiàn)為SQ, G為CuS。; (3) A ( Fe)與丫(硫酸)的稀溶液反應(yīng)生成硫京姓酸亞鐵和氫氣,確定 W為FeSQ, 2FeSO= Fe2O3+SQ T +SO3 T ,氣體M為SQ和SQ的混合物,M與NaOH反應(yīng)生成鹽和水,N為Fe2O3,與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水。Fe3+具有氧化性和+4價硫元素具有還原性,可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸亞鐵
14、,據(jù)此分析?!驹斀狻?1)根據(jù)以上分析可知,反應(yīng)為SO2、NO2和水的反應(yīng),根據(jù)得失電子數(shù)相等和原子守恒配平,得離子反應(yīng)方程式為SQ+NO2+H2O=2H+SQ2-+NO;答案:SO2+NO2 +H2O=2H+SQ2-+nO(2) 6.4gB與過量X溶液(HNO3)充分反應(yīng)后,生成的還原產(chǎn)物有NO2、NO,反應(yīng)后溶液中所含HNO3為n mol ,溶液中所含NO3的物質(zhì)的量為:n ( NO3 ) =n (Cu2+)6.4g 2x 2+n=+n= n+0.2mol ;64g / mol答案:n+0.2(3)將M ( SQ、SQ)通入 BaC2溶液,發(fā)生反應(yīng) SQ+H2O+BaC2=BaSO4 +2
15、HCl,有白 色沉淀生成;答案:產(chǎn)生白色沉淀反應(yīng) I: 2FeSO4 以 F&O3+ SQT + SO4 ;反應(yīng)出 Fe2O3+3H2SQ=Fe2(SQ)3+3H2O;根據(jù)固體M (Fe2O3)的量計(jì)算出SO2和SO的物質(zhì)的量。2FeSO4=Fe2O3+ SQ T + SQT160g 1mol 1mol1.6g 0.01mol 0.01mol反應(yīng) n SQ + 2NaOH=Na2SQ+H2O1mol 2mol 1mol0.01mol 0.02mol 0.01molSQ+ NaOH = NaHSO1mol 1mol 1mol0.01mol 0.01mol 0.01mol溶液1為NazSQ和NaH
16、SQ的混合物;反應(yīng)IV:硫酸鐵具有氧化性,亞硫酸氫鈉具有還原性,根據(jù)得失電子數(shù)相等和原子守恒得出離子方程式 2Fe3+HSQ-+H2O=2Fe2+SQ2-+3H+;答案:2Fe3+HSO3-+H2O=2Fe2+SO42-+3H+7.由兩種元素組成的礦物 A,測定A的組成及制取化合物 D的流程如下:請回答:(1) A的化學(xué)式為。(2)寫出的化學(xué)方程式: 。(3)寫出的離子方程式:【答案】Cu2s (2分)4CuO 八 2CU2O+O2 T SO+2Fe3+2H2O=2Fe2+ SQ2-+4H【解析】試題分析:通過礦物 A組成測定,考查化學(xué)方程式、離子方程式的書寫,考查考生實(shí)驗(yàn)綜 合分析能力和化學(xué)
17、計(jì)算能力。解析:(1)醇紅色物質(zhì) D是C&O,所以黑色B為CuO A中含有Cu元素。白色沉淀 F是 BaSO, E是FeSO,氣體C是SO,則A中含有S元素。所以 A為CuS正確答案:CuS=(2) CuO高溫分解生成 CaO和Q,反應(yīng)方程式為 4CuOJL2Cu2O+O2f。正確答案: 4CuOJL2Cu2O+O2 T o (3) SO能夠被 Fe3+氧化生成 SO2-、Fe2+,即 SO+Fe3+-SQ2-+Fe2+, 配平得 SQ+2Fe3+2H2O=2Fe2+ SC42-+4H+0 正確答案:SQ+2Fe3+2H2O=2Fe2+ SC42-+4H+ 點(diǎn)睛:氧化還原反應(yīng)的配平,首先配平氧
18、化還原反應(yīng)過程中的得失電子,以本題(3)為例,S元素升高2價,F(xiàn)e元素降低1價,所以SQ系數(shù)為1, Fe3+系數(shù)為2,根據(jù)質(zhì)量守恒 產(chǎn)物SO2-系數(shù)為1, Fe2+系數(shù)為2,即SQ+2Fe3+-2Fe2+ S。2-。再配平離子電荷,需要在反 應(yīng)物中增加4個單位負(fù)電荷,或是在產(chǎn)物中增加4個單位正電荷,結(jié)合 SO、Fe3+溶液的酸性,應(yīng)當(dāng)在產(chǎn)物中增加 4個H,得S6+2Fe3J2Fe2+ SO2-+4H+。再由質(zhì)量守恒配平得 SO2+2Fe3+2H2O=2Fe2+ SO42-+4H+。8.銅器久置于空氣中會和空氣中的水蒸氣、CQ、O2作用產(chǎn)生 綠銹,該 綠銹”俗稱 銅綠”,化學(xué)式為Cu2(OH)2
19、CO3, “銅綠”能跟酸反應(yīng)生成銅鹽和 CO2、H2O。某同學(xué)利用下述 系列反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了 銅一銅綠一奇固”的轉(zhuǎn)化。銅MU+銅綠A,Cu(OHb.(1)從三種不同分類標(biāo)準(zhǔn)回答,“銅綠”屬于哪類物質(zhì)?(2)請寫出銅綠與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式 寫出B的化學(xué)式。(4)上述轉(zhuǎn)化過程中屬于化合反應(yīng)的是 ,屬于分解反應(yīng)的是 ?!敬鸢浮裤~鹽 碳酸鹽 堿式鹽 Cuz(OH)2CO3+4HCl=2CuC2+3H2O+CQ T CuO【解析】【分析】(1)根據(jù)物質(zhì)的分類方法結(jié)合物質(zhì)的俗稱和物質(zhì)組成進(jìn)行解答;(2)反應(yīng)為堿式碳酸銅和鹽酸反應(yīng),生成氯化銅、水和二氧化碳;(3) Cu (OH) 2分解生成 CuO;(4)依據(jù)
20、化合反應(yīng)概念和分解還原反應(yīng)的概念判斷.【詳解】(1)銅綠是堿式碳酸銅的俗稱,含有銅元素,其分子式為Cu2(OH)2CO3,其陽離子不為氫離子,陰離子不全為氫氧根,故不是酸不是堿,可為銅鹽,含有碳酸根離子,為碳酸鹽, 同時又含有氫氧根,也為堿式鹽,故答案為:銅鹽;碳酸鹽;堿式鹽;(2)堿式碳酸銅和鹽酸反應(yīng),生成氯化銅、水和二氧化碳,化學(xué)方程式為:Cu2(OH)2CO3+4HCl=2Cua+3H2O+CO T ;(3) Cu(OH)2一B是氫氧化銅受熱分解生成氧化銅和水,故答案為:CuO;(4)在反應(yīng)過程中:銅 一銅綠一A-Cu(OH)2一B一Cu;銅一銅綠發(fā)生了化合反 應(yīng);銅綠一是A跟酸反應(yīng)生成
21、銅鹽及 CQ、H2O, A為銅鹽是復(fù)分解反應(yīng);A一Cu(OH)2是銅鹽和堿反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀,是復(fù)分解反應(yīng);Cu(OH)2一B是氫氧化銅受熱分解生成氧化銅和水,是分解反應(yīng);B一Cu是氧化銅和氫氣反應(yīng)生成銅和水,是置換反應(yīng);故答案為:;.變廢為寶”學(xué)生探究小組將9.信息時代產(chǎn)生的大量電子垃圾對環(huán)境造成了極大的威脅.某一批廢棄的線路板簡單處理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物,并設(shè)計(jì)出如下制備硫酸銅晶體的路線:Cu. Al3 a i 門!NCX Fc. An加出.遼能加型.過漁一AZM/SSk 1 MH 承回答下列問題:1第步Cu與酸反應(yīng)的離子方程式為;得到
22、濾渣1的主要成分為2第步加入H2O2的作用是,使用H2O2的優(yōu)點(diǎn)是;調(diào)節(jié)pH的目的是生成沉淀.3由濾渣2制取Al 2(SO4)3 I8H2O ,探究小組設(shè)計(jì)了三種方案:乙2fa獨(dú)趣飛物A西畫產(chǎn)新畫當(dāng)d上述三種方案中,方案不可行,原因是4探究小組用滴定法測定 CuSO4 5H2O Mr250含量.取a g試樣配成100mL溶液,每次取20.00mL,消除干擾離子后,用 cmol/L EDTA2H 2丫標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),平均消耗 EDTA溶?夜b mL.滴定反應(yīng)如下:222CuH2Y一 -2 一一CuY 2H寫出計(jì)算CuSO4 5H 2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式Vv V 22H2O Au、Pt把Fe2氧
23、化為Fe3【答案】Cu 4H 2NO3 Cu2 2NO2不引入雜質(zhì),產(chǎn)物又環(huán)境無污染Fe3、Al3甲濾渣中只加硫酸會生成硫酸鐵和硫酸125cb鋁,冷卻、結(jié)晶、過濾得到的硫酸鋁晶體中混有大量硫酸鐵雜質(zhì)二%【解析】 【分析】稀硫酸、濃硝酸混合酸后加熱,Cu Al、Fe發(fā)生反應(yīng)生成Cu2、Al3、Fe2 ;所以濾渣1的成分是Pt和Au,濾液1中的離子是Cu2、Al3、Fe2 ;(2)過氧化氫具有氧化性且被還原為水,無雜質(zhì)無污染;可以氧化亞鐵離子為鐵離子易于沉 淀除去,調(diào)節(jié)溶液 pH目的是鐵離子和鋁離子全部沉淀;第步加H2O2的作用是把Fe2氧化為FS ,該氧化劑的優(yōu)點(diǎn)是不引入雜質(zhì),產(chǎn)物對環(huán)境物污染;
24、調(diào)溶液 pH的目的是使 Fe3和Al3形成沉淀.所以濾液 2的成分是Cu2+,濾渣2的成分為氫氧化鐵和氫氧化鋁; (3)依據(jù)實(shí)驗(yàn)方案過程分析制備晶體中是否含有雜質(zhì),使用的試劑作用,原料的利用率,原 子利用率因素分析判斷;(4)依據(jù)滴定實(shí)驗(yàn)和反應(yīng)離子方程式計(jì)算得到。【詳解】稀硫酸、濃硝酸混合酸后加熱, Cu Al、Fe發(fā)生反應(yīng)生成Cu2、Al3、Fe2 ;所以濾 渣1的成分是Pt和Au,濾液1中的離子是Cu2、Al3、Fe2 ;第步Cu與酸反應(yīng)的離V2子方程式為:Cu 4H2NO3Cu2 2NO22H2O, Au、Pt和酸不反應(yīng),所,八八 V-2八八以是濾渣;故答案為:Cu 4H2NO3Cu22
25、NO22H2O,Au、Pt;(2)第步加H2O2的作用是將Fe2氧化為Fe3 ,過氧化氫做氧化劑不引入雜質(zhì),對環(huán)境無 污染,調(diào)節(jié)溶液pH鐵離子和鋁離子全部沉淀后過濾得到氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀和濾液硫酸銅,故答案為:將 Fe2氧化為Fe3 ,不引入雜質(zhì),產(chǎn)物對環(huán)境無污染,F(xiàn)e3、Al3生成沉淀;(3)制備硫酸鋁晶體的甲、乙、丙三種方法中,甲方案在濾渣中只加硫酸會生成硫酸鐵和硫 酸鋁,冷卻、結(jié)晶、過濾得到的硫酸鋁晶體中混有大量硫酸鐵雜質(zhì),方法不可行,故答案 為:甲,濾渣中只加硫酸會生成硫酸鐵和硫酸鋁,冷卻、結(jié)晶、過濾得到的硫酸鋁晶體中 混有大量硫酸鐵雜質(zhì);(4)取ag試樣配成100mL溶液,每次取20.00mL,消除干擾離子后,用2cmol L EDTA H2Y 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),平均消耗EDTA溶液6mL ,滴定反應(yīng)如22下:CuH2YCuY 2H ,銅離子物質(zhì)的量和標(biāo)準(zhǔn)液物質(zhì)的量
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