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高一化學(xué)堿金屬、鹵族元素知識(shí)歸納及題型例析一.內(nèi)容:堿金屬、鹵族元素知識(shí)歸納及題型例析二.教學(xué)目標(biāo):1.將基礎(chǔ)知識(shí)梳理形成網(wǎng)絡(luò)。2.介紹一些典型題的解題要點(diǎn),歸納解題思路。三.知識(shí)分析:(一)鈉及其化合物、堿金屬元素知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。1.代表物——(1)單質(zhì)①存在:化合態(tài),為主,其次有②保存:煤油中③制取:電解熔融態(tài)或④性質(zhì)物性:銀白色、質(zhì)軟、比水輕、熔點(diǎn)低?;裕号c非金屬反應(yīng):(爆炸)與氧反應(yīng):(白色)(淡黃)與水反應(yīng):(輕—浮,熱—球、氫—游、烈—聲)與酸反應(yīng):(猛烈,發(fā)生爆炸)與鹽溶液作用:先跟水作用,生成和,再跟鹽作用生成難溶性堿,不能置換出鹽中的金屬元素。⑤用途:做電光源透霧力強(qiáng),用于航海;做還原劑冶煉金屬(K),鈉鉀合金做導(dǎo)熱劑(2)化合物①氧化物:白色固體,溶于水生成,不穩(wěn)定接著跟作用生成(淡黃色):淡黃色固體(漂白劑)(供氧劑)②堿::白色固體,易潮解,俗名苛性鈉、燒堿③鹽類:(食鹽):存在海水中:俗名蘇打、純堿。穩(wěn)定,加熱難分解,晶體易風(fēng)化。:俗名小蘇打,不穩(wěn)定,加熱分解,溶解度小于,向飽和溶液中通入可見(jiàn)沉淀析出。,代表物——(1)原子結(jié)構(gòu):同:最外層均為1個(gè)電子。異:電子層數(shù)依次增加,原子半徑依次增大。(2)存在:均以化合態(tài)形式存在。(3)元素性質(zhì):同:均為活潑金屬,還原性強(qiáng),簡(jiǎn)單失去1個(gè)電子成為價(jià)陽(yáng)離子,無(wú)負(fù)價(jià)。異:還原性依次增加。(4)單質(zhì)性質(zhì):同:均具有強(qiáng)還原性,能跟非金屬、水、酸、鹽溶液作用,硬度小,熔點(diǎn)低,只能放入石蠟或煤油中保存。異:密度依次增大(K反常比?。?,熔沸點(diǎn)依次降低,硬度依次減小,還原性依次增加,與水反應(yīng)越來(lái)越猛烈。與反應(yīng):常溫 點(diǎn)燃::K:(其他同K)(5)化合物性質(zhì):氧化鈉為白色固體,淡黃色固體,能溶于水生成相應(yīng)的強(qiáng)堿,單質(zhì)、化合物均有焰色反應(yīng)(黃色、K紫色),所生成的鹽均溶于水,但酸式鹽比正鹽溶解度?。ǖ娜芙舛缺刃。?)特性及用途:特性:半徑最大是,其次是,為最活潑的金屬元素,略帶金色,過(guò)氧化物是強(qiáng)氧化劑,有漂白性,、有光電效應(yīng)。用途:鈉用作電光源穿透云霧實(shí)力強(qiáng),鈉鉀合金為液態(tài),是原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑,K做鉀肥,銣銫制光電管,鋰做催化劑、合金、高強(qiáng)度玻璃。(二)及鹵族元素知識(shí)網(wǎng)絡(luò)歸納:鹵族元素1.原子結(jié)構(gòu):同:最外層均為7個(gè)電子。異:隨原子序數(shù)遞增(從上到下)電子層數(shù)依次增多。原子半徑依次增大。(同周期中為最小)2.元素性質(zhì)同異3.單質(zhì)性質(zhì):同:均具氧化性,易獲得1個(gè)電子異:(1)、(氣態(tài))、(液態(tài))、(固態(tài))(2)(淡黃綠)、(黃綠)、(深紅棕)、(紫黑)(3)密度增大,熔沸點(diǎn)上升,在水中溶解性減小,單質(zhì)易溶于有機(jī)溶劑。(4)和水反應(yīng)依次變難。(5)與化合依次變難。(6)氧化性漸漸減弱。4.化合物性質(zhì)::穩(wěn)定性減弱,其水溶液酸性增加,為弱酸。:酸性依次減弱(為酸性最強(qiáng)含氧酸)。:還原性依次增加。5.有關(guān)特征:遇水生成放出氯水有漂白性液溴易揮發(fā)、少量液溴保存用水封碘易升華,使淀粉變藍(lán)難溶,可溶可溶,難溶,無(wú)色,白色,淡黃色,黃色無(wú)感光性,有感光性可用于照相用于人工降雨,溶于劇毒,與玻璃反應(yīng),保存在塑料瓶中易溶于有機(jī)溶劑用濃加熱制取(制用鉛皿)只能用濃或的制取6.代表?。郝葰?,氯氣性質(zhì):(1)物性:黃綠色、刺激性、比空氣重、有毒,溶于水(2)化性:①與幾乎全部金屬反應(yīng)(等)②與非金屬反應(yīng)(等)③與水反應(yīng)(新制氯水、久置氯水)④與堿反應(yīng)[等](3)用途:消毒,制鹽酸,漂白粉,農(nóng)藥,氯仿等(4)制法①試驗(yàn)室:原理:強(qiáng)氧化劑+濃鹽酸[]裝置:固一液加熱制氣裝置收集:向上排氣法,排飽和食鹽水干燥:濃、等檢驗(yàn):潮濕淀粉碘化鉀試紙余氯處理:用溶液汲?、诠I(yè):電解食鹽水;電解熔融氯化物【典型例題】(一)堿金屬典型例題析:1.堿金屬及其化合物相互轉(zhuǎn)化。[例1]A、B、C均為同一種堿金屬的化合物,它們的焰色反應(yīng)均呈紫色(隔著鈷玻璃視察)A與B作用生成C,對(duì)B加熱可得C和無(wú)色無(wú)味氣體D,D能使澄清石灰水變渾濁,但不能使品紅溶液褪色,D和C的水溶液發(fā)生反應(yīng)生成B,當(dāng)D和A反應(yīng)時(shí),由于反應(yīng)物用量不同,既可生成B,也可生成C,由此可推斷:A是,B是,C是,D是。寫出有關(guān)的化學(xué)方程式(屬離子反應(yīng)的寫出離子方程式):;;;;;。解析:依據(jù)A、B、C的焰色均為紫色,可知它們?yōu)殁浀幕衔?,氣體D能使澄清石灰水變渾濁,但不能使品紅溶液褪色,則D是,B是,A為,C為。:::::2.堿金屬與水(酸)反應(yīng)的計(jì)算:[例2]質(zhì)量均為的三種金屬,分別投入到各盛有相同物質(zhì)的量濃度相同體積的硫酸溶液中,充分反應(yīng)后放出氫氣的質(zhì)量是()A. B.C. D.放出的確定比、放出的多。解析:兩種反應(yīng)物的量均無(wú)詳細(xì)數(shù)值,應(yīng)分析哪種物質(zhì)過(guò)量。①若酸過(guò)量時(shí),三種金屬均完全反應(yīng),放出質(zhì)量由金屬確定,設(shè)與酸反應(yīng)產(chǎn)生的分別為。4625626.52放出的質(zhì)量為,故鈉放出量最多。②若金屬過(guò)量時(shí),反應(yīng)不完全,放出質(zhì)量分別,,但因酸完全反應(yīng),放出量由酸確定,酸量相等,則產(chǎn)生量相等,而過(guò)量的部分能與水反應(yīng)放出,反應(yīng)完放出總量仍為,因此,鈉放出的量仍是最多的。故選答案(D)。3.碳酸鈉與鹽酸反應(yīng):[例3]向碳酸鈉的濃溶液中逐滴加入稀鹽酸,直到不再產(chǎn)生氣體為止,則此過(guò)程中,溶液中的碳酸氫根離子濃度變化趨勢(shì)可能是:(A)漸漸減??;(B)漸漸增大;(C)先漸漸增大,而后減??;(D)先漸漸減小,而后增大。你的選擇是(填正確選項(xiàng)的標(biāo)號(hào))。試用化學(xué)方程式和簡(jiǎn)要文字表述其理由。解析:因濃溶液中離子濃度較大,滴入鹽酸后,與先結(jié)合生成離子,故先是離子越來(lái)越多。當(dāng)離子全部變?yōu)殡x子后,接著滴加鹽酸,則與又結(jié)合生成,分解為和,使離子又漸漸削減。故答案為(C)。理由是:首先,,所以溶液中濃度漸漸增大,而后,,,所以溶液中離子濃度漸漸減小。[例4]稱取確定量的純堿()溶于水中,與適量鹽酸作用,依據(jù)下列狀況,填寫鹽酸的用量和氣體產(chǎn)量的變化。①若純堿中混有,鹽酸用量將;產(chǎn)氣量將。②若純堿中混有,鹽酸用量將;產(chǎn)氣量將。③若純堿中混有,鹽酸用量將;產(chǎn)氣量將。④若純堿中混有,鹽酸用量將;產(chǎn)氣量將。解析:從發(fā)生反應(yīng)可找出它們之間的量的關(guān)系:而與鹽酸不起反應(yīng)。不難發(fā)覺(jué),和與鹽酸反應(yīng)實(shí)力比弱。故當(dāng)純堿中混有和時(shí),鹽酸用量將削減。而與鹽酸反應(yīng)實(shí)力比強(qiáng),當(dāng)中混有時(shí),鹽酸用量將增加。故答案為:①削減,削減;②削減,增加;③削減,削減;④增加,削減。4.混合物計(jì)算:(1)一種物質(zhì)參與反應(yīng):解題規(guī)律:碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性差,受熱易發(fā)生分解:計(jì)算時(shí)常用差量法或元素守恒法解。[例5]把和濃度為的溶液100,然后將溶液蒸干至恒重。求此混合物削減多少g?解析:因受熱分解得,故溶液蒸干所得固體全部是,依據(jù)全過(guò)程中的量守恒得:故混合物物質(zhì)量削減:答:此混合物削減。(2)兩種物質(zhì)分別反應(yīng):[例6]將70g過(guò)氧化鈉和氧化鈉的混合物跟98g水充分反應(yīng)后,所得溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%。試分別寫出過(guò)氧化鈉和氧化鈉跟水反應(yīng)的化學(xué)方程式,并計(jì)算原混合物中過(guò)氧化鈉和氧化鈉的質(zhì)量各為多少克?解析:和溶于水,其水溶液的溶質(zhì)都是,但跟水反應(yīng)生成的同時(shí)有氧氣放出。所以,計(jì)算溶液的總質(zhì)量時(shí),應(yīng)留意從過(guò)氧化鈉、氧化鈉、水的質(zhì)量和中減去氧氣的質(zhì)量。溶質(zhì)的質(zhì)量可由化學(xué)方程式求得,也可以不用化學(xué)方程式,直接由化學(xué)式推出:依據(jù)原子守恒原則:生成,也生成,未知數(shù)可設(shè)、的物質(zhì)的量分別為、,也可設(shè)的質(zhì)量為。則的質(zhì)量為。解:設(shè)混合物中含為,為,由方程式知,生成的分別為和,放出的為,則:解得:所以:的質(zhì)量:的質(zhì)量:(3)兩種物質(zhì)間相互反應(yīng):解題規(guī)律:發(fā)生的反應(yīng)為。需探討、的量的多少,依據(jù)反應(yīng)過(guò)程中固體質(zhì)量的削減值,用差量法解。和的固體混合物在密閉容器中加熱到約,經(jīng)充分反應(yīng)后排出氣體,冷卻,稱得剩余固體質(zhì)量為16.6g。試計(jì)算原混合物的含量。解析:發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為:設(shè)、的物質(zhì)的量均為84g40g106g18g當(dāng)混合物中時(shí),此時(shí)固體質(zhì)量削減:當(dāng)時(shí),過(guò)量的會(huì)分解放出和,此時(shí)固體質(zhì)量削減值應(yīng)大于2.67g。當(dāng)時(shí),過(guò)量的不會(huì)分解,固體質(zhì)量削減值應(yīng)小于2.67g?,F(xiàn)混合物質(zhì)量削減了,由此可推知原混合物中過(guò)量。設(shè)為,則為固體質(zhì)量削減84g18g∴混合物中含為答:原混合物中的含量為。(二)鹵族元素典型題例析:1.鹵素性質(zhì)的考查:[例8]向橙色的溴水中撒入足量的鋅粉,充分振蕩后過(guò)濾,溶液呈色,緣由是。若向?yàn)V液中加入適量的氯水后,溶液是色,緣由用離子方程式表示為。若向此濾液中加入適量的硝酸銀溶液,溶液中有生成,緣由用離子方程式可表示為。分析:本題綜合考查溴的有關(guān)知識(shí),把知識(shí)點(diǎn)分解發(fā)散,既能達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果,又適當(dāng)?shù)慕档土穗y度。答案:無(wú)橙淺黃色沉淀[例9]化工生產(chǎn)鹽酸的主要生產(chǎn)過(guò)程是:。其中關(guān)鍵的一步為下圖所示的和在燃燒管口燃燒生成。有毒,因此通入氣體的合理方式是:A處通入,B處通入,同時(shí)應(yīng)實(shí)行的措施是。合成鹽酸廠要求合成氣中的含量大于97%,試用最簡(jiǎn)便的方法進(jìn)行分析。分析:有毒,為防止大氣污染,必需使過(guò)量,使反應(yīng)完全。生成的氣體中可能含有少量未反應(yīng)完的。因?yàn)闃O易溶于水,而難溶于水,即可設(shè)計(jì)試驗(yàn)分析合成氣中的含量。答案:A處通,B處通,要使過(guò)量。要測(cè)定的含量,可用100帶刻度的容器收集滿該合成氣后,倒置于水中,若水沿器壁上升到97刻度以上,即符合要求。2.鹵素性質(zhì)相像性和遞變性考查:[例10]砹()是核電荷數(shù)最多的鹵族元素,推想砹或砹的化合物最不可能具有的性質(zhì)是()。A.砹化氫很穩(wěn)定 B.砹易溶于某些有機(jī)溶劑C.砹是有色固體 D.不溶于水,的熔點(diǎn)較高分析:鹵素氫化物的穩(wěn)定性是隨著非金屬活潑性增加而遞增的,氟的非金屬性最強(qiáng),所以氟化氫最穩(wěn)定。砹的活潑性較都差,其氫化物應(yīng)當(dāng)比碘化氫還不穩(wěn)定。3.檢驗(yàn):[例11]為鑒定氯酸鉀中含有氯元素,選用下列試劑和試驗(yàn)手段:①滴加溶液;②加水溶解;③加熱;④過(guò)濾后取濾液;⑤加催化劑;⑥加稀,正確的操作依次是()A.⑤③⑥①②④ B.③⑤②④⑥①C.①⑤③②④⑥ D.⑤③②④⑥①分析:中含有元素,是以形式存在,要檢驗(yàn)含有元素,要把轉(zhuǎn)化為形式,再加酸化的來(lái)檢驗(yàn),轉(zhuǎn)化的方法是將在作催化劑條件下加熱生成,然后加水溶解,過(guò)濾出殘?jiān)?,濾液為溶液,即可檢驗(yàn)。答案:D4.的試驗(yàn)室制法:和鹽酸120反應(yīng)制取,計(jì)算(1)生成的的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)(2)若把反應(yīng)后的剩余溶液加蒸餾水稀釋至1L后,取出20(不考慮損失),在這20溶液中加入足量溶液,可得到多少克?解析:與鹽酸反應(yīng)制時(shí),必需運(yùn)用濃鹽酸,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,鹽酸由濃變稀后,反應(yīng)即停止發(fā)生,所以應(yīng)用計(jì)算。答案:解:(1),依據(jù)化學(xué)方程式解得,則(2),取出的物質(zhì)的量為,生成的物質(zhì)的量也為,質(zhì)量為2.87g。【模擬試題】一.選擇題:1.將等質(zhì)量的分別投入到含等量的稀鹽酸中,產(chǎn)生量的多少不會(huì)出現(xiàn)下列狀況中的()。(沈陽(yáng)市統(tǒng)考題)A. B.C. D.2.以下關(guān)于銣的敘述,不正確的是()。(成都市診斷題)①銣的密度比鈉大,熔點(diǎn)比鈉高;②與冷水不反應(yīng),與熱水反應(yīng)放出氫氣;③銣鹽大多數(shù)都易溶于水;④銣的原子半徑和離子半徑都分別比鈉大。A.①② B.②③ C.③④ D.①④3.將放入密閉容器中,在條件下用電火花引發(fā)反應(yīng)后,容器中的壓強(qiáng)為零,由此得出原的質(zhì)量比為()A. B. C. D.4.下列物質(zhì)中,不能跟二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)的是()。(長(zhǎng)沙市檢測(cè)題)A.過(guò)氧化鈉 B.氫氧化鉀 C.碳酸鈉溶液 D.碳酸氫鈉溶液5.合金有很多特點(diǎn),如合金為液體,而和K的單質(zhì)均為固體。據(jù)此試推想:生鐵、純鐵、碳三種物質(zhì)中,熔點(diǎn)最低的是()。(長(zhǎng)沙市質(zhì)檢題)A.純鐵 B.生鐵 C.碳 D.無(wú)法確定6.在確定溫度下,向某飽和硫酸鈉溶液中加入無(wú)水粉末,攪拌、靜置后,析出晶體。下列量中,可以依據(jù)已知條件計(jì)算的是()①該溫度下硫酸鈉的溶解度 ②原飽和溶液削減的水的質(zhì)量③原飽和溶液削減的溶質(zhì)的質(zhì)量 ④析出晶體中含的質(zhì)量A.①③ B.③④ C.②④ D.全部7.有一種碘和氧的化合物可以稱為碘酸碘,其中碘元素呈、兩種價(jià)態(tài),則這種化合物的化學(xué)式是()A. B. C. D.8.在相同條件下,下列物質(zhì)分別與反應(yīng),當(dāng)消耗等物質(zhì)的量的氫氣時(shí)放出的熱量最多的是()。(上海市高考題)A. B. C. D.9.下列對(duì)溴化鈉的描述中,正確的是()。(春季高考題)A.是一種可溶于水的晶體,其熔點(diǎn)較高B.跟溶液反應(yīng)將生成白色沉淀C.跟濃硫酸反應(yīng)是制取溴化氫氣體的常用方法D.其工業(yè)制法之一是將金屬鈉跟單質(zhì)溴反應(yīng)10.隨著鹵素原子半徑的增大,下列遞變規(guī)律正確的是()。(上海市高考題)A.單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)漸漸降低 B.鹵素離子的還原性漸漸增加C.單質(zhì)的氧化性漸漸增加 D.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性漸漸增加11.1.56g某堿金屬與足量鹽酸反應(yīng),得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣448[],該金屬的相對(duì)原子質(zhì)量為()A.85 B.24 C.39 D.712.有某堿金屬M(fèi)及其相應(yīng)氧化物的混合物共10g跟足量水充分反應(yīng)后,當(dāng)心地將溶液蒸干,得到14g的無(wú)水晶體。則該堿金屬M(fèi)可能是()。A.鋰 B.鈉 C.鉀 D.銣13.在的反應(yīng)中,氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比為()A. B. C. D.14.是氧化性最強(qiáng)的非金屬單質(zhì)。在加熱條件下,物質(zhì)的量相等的(氣)與燒堿完全反應(yīng),生成、和另一種氣體,該氣體是()A. B. C. D.15.,,依據(jù)上面反應(yīng),下列各物質(zhì)氧化性由強(qiáng)到弱的正確依次是()A. B.C. D.16.將溶液與溶液按體積比為混合。反應(yīng)后,溶液中離子濃度最大的是()A. B. C. D.二.填空題:17.試驗(yàn)室因保存不慎會(huì)使燒堿溶液變質(zhì),這是因?yàn)?。為了檢驗(yàn)一瓶燒堿溶液是否變質(zhì),應(yīng)向試樣溶液中加入,若的現(xiàn)象,說(shuō)明燒堿溶液已變質(zhì)。為了除去變質(zhì)燒堿溶液中所含的雜質(zhì)而將燒堿溶液提純,應(yīng)加入的試劑是,其主要試驗(yàn)操作是。18.已知時(shí),的溶解度依次為:9g、33g、110g?,F(xiàn)在用(固)、水、石灰石和鹽酸為原料,制取33g純,則(1)若用水10g,則制取時(shí)須要g。(2)若用(固)17.86g,則需水g。(重慶市診斷題)19.自然界有比較豐富的碘酸鈉()存在,因此工業(yè)上生產(chǎn)碘單質(zhì)的一種方法就是用亞硫酸氫鈉還原碘酸鈉。反應(yīng)的第一步是用適量的將還原為,這個(gè)反應(yīng)的離子方程式是;第二步是將所得的碘化物在酸性溶液中與作用析出單質(zhì)碘。(1)第二步反應(yīng)的離子方程式是。(2)上述兩步反應(yīng)中共用去的和的物質(zhì)的量的最簡(jiǎn)整數(shù)比是。(3)工業(yè)上獲得碘,需。20.有和的混合氣體100(標(biāo)準(zhǔn)狀況),其中一種氣體的體積為45,另一種氣體的體積為55。光照使兩種氣體發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)后復(fù)原到標(biāo)準(zhǔn)狀況,氣體體積為。為了證明反應(yīng)后氣體中或有剩余,使氣體通過(guò)10水,并使剩余氣體干燥后復(fù)原到標(biāo)準(zhǔn)狀況,若:(1)剩余有氣體,證明有剩余,理由是;(2)溶液有性質(zhì),證明有剩余,理由是。(全國(guó)化學(xué)競(jìng)賽題)21.在加熱氯酸鉀的分解反應(yīng)中,二氧化錳作催化劑的問(wèn)題,到目前還沒(méi)有確定的說(shuō)明,鑒于制得的氧氣里有氯氣的氣味,生成的氯化鉀帶紫紅色,認(rèn)為反應(yīng)過(guò)程如下:①②③(1)寫出A、B的化學(xué)式,A,B。(2)第①步反應(yīng)中,氧化產(chǎn)物是,被還原的元素是。(3)第③步反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為,(成都市診斷題)22.某固體混合物可能由和中的一種或幾種組成。依次進(jìn)行下列五步試驗(yàn),視察到的現(xiàn)象記錄如下:①混合物加水得無(wú)色透亮溶液;②向上述溶液中滴加溶液,有白色沉淀生成,將該沉淀濾出,并將濾液分成兩份;③上述白色沉淀可完全溶于稀鹽酸;④往一份濾液中滴加氯水并加入,振蕩后靜置,層無(wú)色;⑤往另一份濾液中加入溶液,有白色沉淀生成,該沉淀不溶于稀硝酸。依據(jù)以上試驗(yàn),可以推斷出混合物中確定含有;但不能推斷出是否含有;為確證混合物的組成,最簡(jiǎn)單的方法可做試驗(yàn)。(高考科研題)三.試驗(yàn)題:23.下列各種容器,通常應(yīng)分別用什么方法清洗?(1)做過(guò)碘升華試驗(yàn)的燒杯:。(2)用高錳酸鉀制氧氣所用的試管:。(3)長(zhǎng)期盛放石灰水的試劑瓶:。24.將氯氣用導(dǎo)管通入較濃的和的混合液中,在導(dǎo)管口與混合液的接觸處有閃耀的紅光出現(xiàn)。這是因?yàn)橥夂蠡旌弦褐挟a(chǎn)生的被還原,發(fā)生激烈反應(yīng),產(chǎn)生能量較高的氧分子,它馬上轉(zhuǎn)變?yōu)橐话阊醴肿?,將多余的能量以紅光放出。進(jìn)行此試驗(yàn),所用的儀器及導(dǎo)管如圖4—9所示。依據(jù)要求填寫下列空白。圖4—9(1)組裝氯氣發(fā)生器時(shí),應(yīng)選用的儀器及導(dǎo)管(填寫編號(hào))是。(2)試驗(yàn)進(jìn)行中,

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