2020-2021高中化學(xué)蘇教版1學(xué)案:專題2 第一單元 第3課時(shí)氧化劑、還原劑及氧化還原反應(yīng)的規(guī)律含解析_第1頁(yè)
2020-2021高中化學(xué)蘇教版1學(xué)案:專題2 第一單元 第3課時(shí)氧化劑、還原劑及氧化還原反應(yīng)的規(guī)律含解析_第2頁(yè)
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學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年高中化學(xué)蘇教版必修1學(xué)案:專題2第一單元第3課時(shí)氧化劑、還原劑及氧化還原反應(yīng)的規(guī)律含解析第3課時(shí)氧化劑、還原劑及氧化還原反應(yīng)的規(guī)律一、常見(jiàn)的氧化劑和還原劑二、氧化性和還原性1.氧化性和還原性(1)氧化性:氧化劑所表現(xiàn)出得電子的性質(zhì)。(2)還原性:還原劑所表現(xiàn)出失電子的性質(zhì)。2.氧化性、還原性和元素化合價(jià)之間的關(guān)系探究點(diǎn)一物質(zhì)氧化性、還原性強(qiáng)弱的比較1.根據(jù)氧化還原方程式進(jìn)行判斷氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物;還原性:還原劑>還原產(chǎn)物。例如:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,則有:氧化性:CuSO4>FeSO4;還原性:Fe>Cu2.根據(jù)物質(zhì)活動(dòng)性順序進(jìn)行判斷(1)根據(jù)金屬活動(dòng)性順序判斷(2)根據(jù)非金屬活動(dòng)性順序判斷3.根據(jù)產(chǎn)物的價(jià)態(tài)判斷一種氧化劑將還原劑氧化的價(jià)態(tài)越高,其氧化性越強(qiáng)。如:2Fe+3Cl2eq\o(=,\s\up17(點(diǎn)燃))2FeCl3Fe+I(xiàn)2=FeI2氧化性:Cl2>I2。4.依據(jù)反應(yīng)條件來(lái)判斷與同一種還原劑(氧化劑)發(fā)生反應(yīng),其反應(yīng)越困難(即要求條件越高),其氧化性(還原性)越弱。如2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2OMnO2+4HCl(濃)eq\o(=,\s\up17(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O氧化性:KMnO4>MnO2。5.利用元素的化合價(jià)比較一般來(lái)說(shuō),元素的化合價(jià)越高,其降低的可能性就越大,物質(zhì)的氧化性越強(qiáng)。如H2eq\o(S,\s\up6(+6))O4(濃)、eq\o(S,\s\up6(+4))O2、eq\o(S,\s\up6(0))的氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)镠2SO4(濃)〉SO2>S;Na2eq\o(Fe,\s\up6(+6))O4、eq\o(Fe,\s\up6(+3))Cl3、eq\o(F,\s\up6(+2))eCl2的氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)镹a2FeO4>FeCl3〉FeCl2。元素的化合價(jià)越低,其升高的可能性就越大,物質(zhì)的還原性就越強(qiáng)。如H2eq\o(S,\s\up6(-2))、eq\o(S,\s\up6(0))、eq\o(S,\s\up6(+4))O2的還原性強(qiáng)弱順序?yàn)镠2S〉S〉SO2;eq\o(F,\s\up6(0))e、eq\o(Fe,\s\up6(+2))Cl2的還原性強(qiáng)弱順序?yàn)镕e〉FeCl2。若元素的化合價(jià)為最高值,由該元素所決定的物質(zhì)只有氧化性,如H2eq\o(S,\s\up6(+6))O4(濃)、Heq\o(N,\s\up6(+5))O3、Keq\o(M,\s\up6(+7))nO4等;若元素的化合價(jià)為最低值,由該元素所決定的物質(zhì)只有還原性,如eq\o(N,\s\up6(0))a、eq\o(C,\s\up6(0))u、H2eq\o(S,\s\up6(-2))、Heq\o(C,\s\up6(-1))l等;若元素的化合價(jià)為中間價(jià)態(tài),由該元素所決定的物質(zhì)既有氧化性又有還原性,如eq\o(S,\s\up6(0))、eq\o(S,\s\up6(+4))O2、eq\o(Fe,\s\up6(+2))Cl2、eq\o(N,\s\up6(+2))O、eq\o(N,\s\up6(+4))O2等。注意:(1)同一元素相鄰價(jià)態(tài)間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(2)元素的化合價(jià)處于最高價(jià)態(tài)時(shí),具有氧化性,但不一定具有強(qiáng)氧化性,如Na+;處于最低價(jià)態(tài)時(shí),具有還原性,但不一定具有強(qiáng)還原性,如F-。1.一種物質(zhì)若具有氧化性,則不具有還原性,反之亦然,這種觀點(diǎn)是否正確?提示:不正確。物質(zhì)具有氧化性或還原性,與物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān),有些物質(zhì)只具有氧化性,如F2,有些物質(zhì)只具有還原性,如K、Ca等,有些物質(zhì)既具有氧化性又具有還原性,如SO2在反應(yīng)SO2+2H2S=3S↓+2H2O中表現(xiàn)氧化性,而在反應(yīng)2SO2+O2eq\o(,\s\up17(一定條件))2SO3中表現(xiàn)還原性。2.為什么金屬的活潑性越強(qiáng)其還原性就越強(qiáng)?提示:因?yàn)榻饘倩顫娦栽綇?qiáng),就越容易失去電子,還原性就越強(qiáng)。3.是否元素的原子失電子數(shù)越多,還原性就越強(qiáng)?得電子數(shù)越多,氧化性就越強(qiáng)?提示:不是,物質(zhì)氧化性、還原性的強(qiáng)弱與得、失電子的多少?zèng)]有直接關(guān)系,氧化性、還原性的強(qiáng)弱由原子得、失電子的能力決定,越容易得電子,其氧化性越強(qiáng),越容易失電子,其還原性越強(qiáng)。4.已知H2能與Cl2、Br2發(fā)生反應(yīng),前者反應(yīng)的條件是點(diǎn)燃或光照,后者反應(yīng)的條件是高溫,Cl2和Br2的氧化性強(qiáng)弱關(guān)系是怎樣的?提示:與同一還原劑反應(yīng)時(shí),反應(yīng)越易進(jìn)行,則氧化劑的氧化性越強(qiáng),故氧化性強(qiáng)弱關(guān)系為Cl2〉Br2.【例1】已知在相同條件下,下列幾種微粒的還原性強(qiáng)弱順序?yàn)镃l-<Br-〈Fe2+〈I-〈SO2,由此判斷下列反應(yīng)不能發(fā)生的是()A.2Fe3++SO2+2H2O=SOeq\o\al(2-,4)+4H++2Fe2+B.2Br-+SOeq\o\al(2-,4)+4H+=SO2↑+Br2+2H2OC.2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-D.2Fe3++2I-=2Fe2++I(xiàn)2【思路分析】用反證法,假設(shè)反應(yīng)均能發(fā)生,找出反應(yīng)的還原劑和還原產(chǎn)物,根據(jù)“還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物的還原性”,看所得結(jié)論是否與題意相符。若相符,則反應(yīng)就能發(fā)生;若不相符,則反應(yīng)就不能發(fā)生?!窘馕觥緼項(xiàng)中SO2是還原劑,F(xiàn)e2+是還原產(chǎn)物,故還原性:SO2>Fe2+,與已知一致,反應(yīng)能夠發(fā)生.B項(xiàng)中Br-是還原劑,SO2是還原產(chǎn)物,故還原性:Br-〉SO2,與已知相矛盾,反應(yīng)不能發(fā)生。C項(xiàng)中Br-和Fe2+都是還原劑,Cl-是還原產(chǎn)物,故還原性:Br-〉Cl-、Fe2+>Cl-,與已知一致,反應(yīng)能夠發(fā)生。D項(xiàng)中I-是還原劑,F(xiàn)e2+是還原產(chǎn)物,故還原性:I-〉Fe2+,與已知一致,反應(yīng)能夠發(fā)生.【答案】B已知三個(gè)化學(xué)反應(yīng):2H2S+O2=2S↓+2H2O,Na2S+I(xiàn)2=2NaI+S↓,4NaI+O2+2H2SO4=2I2+2Na2SO4+2H2O。下列關(guān)于物質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱判斷正確的是(A)A.O2>I2>S B.H2S>NaI>H2OC.S>I2〉O2 D.H2O>NaI〉H2S解析:反應(yīng)2H2S+O2=2S↓+2H2O中,氧化劑為O2,氧化產(chǎn)物為S,所以氧化性O(shè)2>S;反應(yīng)4NaI+O2+2H2SO4=2I2+2Na2SO4+2H2O中,氧化劑為O2,氧化產(chǎn)物為I2,所以氧化性O(shè)2〉I2;反應(yīng)Na2S+I(xiàn)2=2NaI+S↓中,氧化劑為I2,氧化產(chǎn)物為S,所以氧化性I2〉S,故氧化生O2>I2〉S。探究點(diǎn)二氧化還原反應(yīng)的規(guī)律1.守恒規(guī)律即:電子得、失總數(shù)相等(或化合價(jià)升降總數(shù)相等)。2.價(jià)態(tài)規(guī)律①同種元素:元素處于最高價(jià),只有氧化性;元素處于最低價(jià),只有還原性;元素處于中間價(jià),既有氧化性又有還原性.②化合物(如eq\o(H,\s\up6(+1))2eq\o(S,\s\up6(-2))):因既有正價(jià)又有負(fù)價(jià),所以同時(shí)具有氧化性和還原性??谠E:高價(jià)氧化低價(jià)還,中間價(jià)態(tài)兩邊轉(zhuǎn);化合物,兩齊全。3.強(qiáng)弱規(guī)律越容易失去電子的物質(zhì),失去電子后就越難得到電子;越容易得到電子的物質(zhì),得到電子后就越難失去電子。4.轉(zhuǎn)化規(guī)律在有些氧化還原反應(yīng)中,被氧化的元素與被還原的元素是同一種元素,只是化合價(jià)一高一低,反應(yīng)時(shí)化合價(jià)向中間過(guò)渡,這樣的反應(yīng)叫歸中反應(yīng).歸中不交叉規(guī)律指的是歸中反應(yīng)中變價(jià)元素的化合價(jià)向中間過(guò)渡時(shí),不會(huì)出現(xiàn)化合價(jià)交叉的現(xiàn)象,即“只歸中不交叉”。如5.優(yōu)先規(guī)律(反應(yīng)順序)(1)一種氧化劑遇多種還原劑時(shí),還原劑是按還原性先強(qiáng)后弱的順序參與反應(yīng)。例如,把Fe-Al合金放入稀鹽酸中,由于Al的還原性強(qiáng)于Fe,所以先反應(yīng)的是Al,當(dāng)表面的Al反應(yīng)完后才是Fe參與反應(yīng).再如,把Cl2通入FeBr2溶液中,Cl2可把Fe2+、Br-氧化,由于還原性是Fe2+〉Br-,所以Cl2先氧化Fe2+,之后,若還有Cl2,才氧化Br-。(2)同理,當(dāng)一種還原劑遇多種氧化劑時(shí),氧化劑是按氧化性先強(qiáng)后弱的順序反應(yīng).如Fe與CuCl2~HCl混合液,F(xiàn)e先與Cu2+反應(yīng),后與H+反應(yīng).1.元素處于最高化合價(jià)時(shí)該物質(zhì)一定具有強(qiáng)氧化性嗎?提示:不一定,元素處于最高化合價(jià)時(shí)不一定具有強(qiáng)氧化性,如NaCl中鈉元素為+1價(jià),是其最高價(jià),但是NaCl不具有強(qiáng)氧化性.2.HCl中氯元素為-1價(jià),屬氯元素的最低價(jià)態(tài),那么HCl在反應(yīng)中只能作還原劑嗎?提示:不是。從氯元素的角度分析,HCl在反應(yīng)中可作還原劑,但從氫元素(此時(shí)為+1價(jià),屬最高價(jià)態(tài))角度分析,HCl在反應(yīng)中可作氧化劑.3.把少量鐵粉加入到硝酸銅和硝酸銀的混合溶液中,結(jié)果只有銀白色物質(zhì)析出,你能比較出Ag+和Cu2+的氧化性強(qiáng)弱嗎?提示:因?yàn)殍F能與Ag+、Cu2+發(fā)生反應(yīng),結(jié)果只有銀白色物質(zhì)析出,說(shuō)明少量鐵粉先與Ag+發(fā)生反應(yīng),因此Ag+的氧化性強(qiáng)。4.已知硫元素的常見(jiàn)價(jià)態(tài)有-2價(jià),0價(jià),+4價(jià),+6價(jià),從硫元素的角度分析,SO2、濃硫酸分別具有什么性質(zhì)?二者能反應(yīng)嗎?提示:SO2中硫元素處于中間價(jià)態(tài),具有氧化性和還原性,濃硫酸中硫元素處于最高價(jià)態(tài),濃硫酸只具有氧化性。由于二者的價(jià)態(tài)分別為+4價(jià)和+6價(jià),而+4價(jià)和+6價(jià)之間,無(wú)其他價(jià)態(tài),故二者不發(fā)生氧化還原反應(yīng).【例2】對(duì)于反應(yīng)CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑,有下列判斷:①H2只是氧化產(chǎn)物;②H2O是氧化劑;③CaH2中氫元素被還原;④此反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的原子個(gè)數(shù)比是11。上述判斷正確的是()A.①② B.③④C.①③ D.②④【思路分析】歸中反應(yīng)中化合價(jià)只靠攏不交叉。【解析】在CaH2中Ca為+2價(jià),故H為-1價(jià),H的化合價(jià)由-1→0,氫元素被氧化,CaH2為還原劑,H2為氧化產(chǎn)物。在H2O中,H的化合價(jià)由+1→0,氫元素被還原,H2O是氧化劑,H2為還原產(chǎn)物.綜上可知H2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物。故①③錯(cuò)誤,②正確。該反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移用雙線橋可表示為:通過(guò)電子轉(zhuǎn)移情況分析可得,氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的原子個(gè)數(shù)比為22=11,故④正確?!敬鸢浮緿將一定量的氯氣通入30mL濃度為10。00mol/L的氫氧化鈉濃溶液中,加熱少許時(shí)間后溶液中形成NaCl、NaClO、NaClO3共存體系。下列判斷不正確的是(B)A.與NaOH反應(yīng)的氯氣一定為0。15molB.n(Na+)n(Cl-)可能為73C.若反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為nmol,則n一定大于0。15D.n(NaCl)n(NaClO)n(NaClO)可能為721解析:A項(xiàng),由NaCl、NaClO、NaClO3可發(fā)現(xiàn)三種產(chǎn)物組成中Na與Cl原子個(gè)數(shù)比均為11,可得關(guān)系式:2NaOH~Cl2,n(Cl2)=0.15mol,故正確;B項(xiàng),采用極值法判斷:若只發(fā)生反應(yīng)①:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,則n(Na+)n(Cl-)=21,若只發(fā)生反應(yīng)②:3Cl2+6NaOHeq\o(=,\s\up17(△))5NaCl+NaClO3+3H2O,則n(Na+)n(Cl-)=65,可知共存體系中65<n(Na+)n(Cl-)<21,而21<73,故錯(cuò)誤;C項(xiàng),若只發(fā)生反應(yīng)①,轉(zhuǎn)移電子0。15mol,若只發(fā)生反應(yīng)②,轉(zhuǎn)移電子0.25mol,故該反應(yīng)過(guò)程轉(zhuǎn)移電子0.15<n<0.25,故正確;D項(xiàng),由得失電子守恒可知n(NaCl)×1=n(NaClO)×1+n(NaClO3)×5,代入D項(xiàng)比值等式可以成立,故正確.探究點(diǎn)三氧化還原反應(yīng)的簡(jiǎn)單計(jì)算1.常見(jiàn)題型(1)求氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比或質(zhì)量之比。(2)計(jì)算參加反應(yīng)的氧化劑或還原劑的量。(3)確定反應(yīng)前后某一元素價(jià)態(tài)的變化。2.計(jì)算依據(jù)得失電子守恒,即氧化劑得電子總數(shù)與還原劑失電子總數(shù)相等或化合價(jià)升降總數(shù)相等。3.計(jì)算方法(1)找出氧化劑和還原劑以及對(duì)應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物.(2)找準(zhǔn)1個(gè)原子(或離子)得失電子數(shù)。(3)由題中物質(zhì),根據(jù)電子守恒列等式:n(氧化劑)×變價(jià)原子個(gè)數(shù)×化合價(jià)變化值=n(還原劑)×變價(jià)原子個(gè)數(shù)×化合價(jià)變化值。特別提醒:在氧化還原反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算中,運(yùn)用守恒法建立關(guān)系式求得失電子數(shù)時(shí),角標(biāo)極易疏漏.在氧化劑部分被還原或還原劑部分被氧化的計(jì)算中,往往易落入陷阱而導(dǎo)致錯(cuò)解?!纠?】24mL濃度為0.05mol·L-1的Na2SO3溶液恰好與20mL濃度為0.02mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反應(yīng)。已知Na2SO3被K2Cr2O7氧化為Na2SO4,則元素Cr在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)為()A.+2價(jià) B.+3價(jià)C.+4價(jià) D.+5價(jià)【思路分析】(1)對(duì)于有多種氧化劑(或還原劑)參與的氧化還原反應(yīng)亦可根據(jù)得失電子守恒求算;(2)對(duì)于多步連續(xù)氧化還原反應(yīng),如果第一步反應(yīng)的氧化產(chǎn)物(或還原產(chǎn)物)又被還原(或氧化)為原物質(zhì)時(shí),可直接找出守恒關(guān)系,快速求算?!窘馕觥吭O(shè)還原產(chǎn)物中Cr的化合價(jià)為x。Na2eq\o(S,\s\up6(+4))O3eq\o(→,\s\up17(-2e-))Na2eq\o(S,\s\up6(+6))O4,失電子的物質(zhì)的量為0。024L×0。05mol·L-1×2=0.0024mol;K2eq\o(C,\s\up6(+6))r2O7eq\o(→,\s\up17(+[2×6-xe-]))2eq\o(C,\s\up6(x))r,得電子的物質(zhì)的量為0。02L×0。02mol·L-1×(6-x)×2,氧化劑與還原劑恰好完全反應(yīng),且得失電子數(shù)相等,所以有0.02L×0。02mol·L-1×(6-x)×2=0。0024mol,解得x=3。故正確答案為B?!敬鸢浮緽已知M2Oeq\o\al(2-,n)可與R2-作用,R2-被氧化為R的單質(zhì),M2Oeq\o\al(2-,n)的還原產(chǎn)物中,M為+3價(jià),又知c(M2Oeq\o\al(2-,n))=0。3mol·L-1的溶液100mL可與c(R2-)=0.6mol·L-1的溶液150mL恰好完全反應(yīng),則n值為(D)A.4 B.5C.6 D.7解析:解題流程:eq\x(\a\al(2x-2n=-2,,所以x=n-1))eq\o(→,\s\up17(得失電子守恒))eq\x(\a\al(2n-1-3×0.3mol·L-1,×0.1L=0。6mol·L-1×,0。15L×2,得n=7))故選D。1.下列說(shuō)法中正確的是(A)A.在Fe+Cu2+=Fe2++Cu的反應(yīng)中Fe作還原劑,在其他反應(yīng)中Fe一定也作還原劑B.在上述反應(yīng)中,氧化性:Fe2+>Cu2+C.金屬活動(dòng)性順序表中,排在前面的金屬陽(yáng)離子氧化性強(qiáng)于排在后面的金屬陽(yáng)離子D.SOeq\o\al(2-,4)中的硫原子化合價(jià)是+6價(jià),處于硫的最高價(jià),因此SOeq\o\al(2-,4)氧化性一定很強(qiáng)解析:錯(cuò)選D的原因在于對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解不到位,分析問(wèn)題很片面.處于最高價(jià)態(tài)的元素一定都有氧化性,但不一定都具有很強(qiáng)的氧化性。如SOeq\o\al(2-,4)中的硫原子化合價(jià)是+6價(jià),但在反應(yīng)時(shí),不一定就體現(xiàn)了強(qiáng)氧化性。氧化性的強(qiáng)弱要由得失電子難易程度來(lái)確定,不能簡(jiǎn)單地看化合價(jià)的高低.在一個(gè)具體的氧化還原反應(yīng)中,氧化性:氧化劑〉氧化產(chǎn)物,在Fe+Cu2+=Fe2++Cu反應(yīng)中,Cu2+是氧化劑,F(xiàn)e2+是氧化產(chǎn)物,故對(duì)于氧化性來(lái)說(shuō)應(yīng)該是Cu2+〉Fe2+,B錯(cuò)。金屬活動(dòng)性順序表中,排在前面的金屬還原性強(qiáng)于排在后面的金屬。排在前面的金屬陽(yáng)離子氧化性弱于排在其后面的金屬陽(yáng)離子的氧化性,C錯(cuò)。故正確答案為A。2.進(jìn)入人體的O2有2%轉(zhuǎn)化為氧化性極強(qiáng)的“活性氧”,它能加速人的衰老,被稱為“生命殺手",服用含硒(Se)元素的化合物亞硒酸鈉(Na2SeO3)能消除人體內(nèi)的“活性氧”。有關(guān)此過(guò)程中Na2SeO3的說(shuō)法正確的是(A)A.作還原劑B.亞硒酸鈉中硒的化合價(jià)為+6價(jià)C.既作還原劑又作氧化劑D.作氧化劑解析:“活性氧”的氧化性極強(qiáng),服用含硒元素(Se)的化合物亞硒酸鈉(Na2SeO3)能消除人體內(nèi)的“活性氧",說(shuō)明Na2SeO3能將“活性氧”還原,“活性氧”為氧化劑,Na2SeO3為還原劑,Na2SeO3中硒元素的化合價(jià)為+4價(jià),故A正確.3.PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、CuCl2的氧化性依次減弱.下列反應(yīng)在水溶液中不可能發(fā)生的是(D)A.Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2B.2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2OC.2FeCl2+Cl2=2FeCl3D.5PbCl2+2KMnO4+2H2O=5PbO2↓+2MnCl2+4HCl+2KCl解析:氧化性:PbO2〉KMnO4〉Cl2>FeCl3>CuCl2。因?yàn)閺?qiáng)氧化劑與強(qiáng)還原劑反應(yīng)生成弱氧化劑與弱還原劑,所以D項(xiàng)反應(yīng)若能發(fā)生,則氧化性:KMnO4〉PbO2,這與已知矛盾,所以D項(xiàng)中的反應(yīng)不可能發(fā)生。4.(雙選)現(xiàn)有A、B、C、D四種物質(zhì),已知它們能發(fā)生下列變化:(1)A2++B=B2++A(2)A2++C=C2++A(3)B2++C=C2++B(4)C2++D=D2++C由此可推知,各物質(zhì)的氧化性、還原性強(qiáng)弱順序正確的是(AD)A.氧化性:A2+〉B2+〉C2+>D2+B.氧化性:D2+>C2+〉B2+〉A(chǔ)2+C.還原性:A〉B>C>DD.還原性:D>C>B〉A(chǔ)解析:由(1)知:氧化性A2+〉B2+,

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