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PAGEPAGE1題型突破(四)生產(chǎn)實(shí)際分析生產(chǎn)實(shí)際分析類試題實(shí)質(zhì)是把工業(yè)上的一些生產(chǎn)原理結(jié)合初中化學(xué)知識(shí)進(jìn)行考查。一般此類題考查的是學(xué)生對(duì)流程圖的信息提取以及對(duì)陌生流程的綜合分析能力??疾榈膯栴}多樣,有生產(chǎn)方程式書寫、元素化合價(jià)計(jì)算、反應(yīng)流程中物質(zhì)的作用、操作目的、可循環(huán)利用的物質(zhì)等。類型一流程類1.[2018·海淀一模節(jié)選]NSR技術(shù)通過BaO和Ba(NO3)2的相互轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)NOx(氮氧化物)的儲(chǔ)存和還原,能有效降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在空氣過量條件下的NOx排放。其工作原理如圖T4-1所示。圖T4-1(1)儲(chǔ)存時(shí),部分NO和O2在一定條件下發(fā)生化合反應(yīng)生成NO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為;吸收NOx(如NO、NO2)的物質(zhì)是。

(2)還原時(shí),存在如下反應(yīng):5CO+Ba(NO3)2N2+BaO+5CO2若有28gCO參與反應(yīng),則生成CO2的質(zhì)量為g。

2.[2019·石景山一模]許多制藥廠、化工廠在生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的鐵泥(主要含F(xiàn)e、FeO、Fe2O3等物質(zhì)),若以鐵泥為原料制備FeSO4·7H2O,可實(shí)現(xiàn)廢物利用。其主要流程如下。圖T4-2已知:FeO+H2SO4FeSO4+H2O;Fe+Fe2(SO4)33FeSO4。(1)酸浸過程中鐵發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(2)還原過程中,元素化合價(jià)發(fā)生改變的是。

(3)產(chǎn)品在結(jié)晶前需要調(diào)節(jié)pH。若pH過高需要加入進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.[2019·海淀一模]高純度硅(Si)是集成電路核心電子元器件的主要材料。工業(yè)上冶煉粗硅(Si和雜質(zhì))制取高純度硅的簡易流程如圖T4-3所示。圖T4-3(1)①中反應(yīng)為SiO2+2CSi+2CO↑,其中化合價(jià)發(fā)生改變的元素是。

(2)②中發(fā)生了化合反應(yīng),請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

(3)④中反應(yīng)為SiCl4+2H2Si+4HCl,若要制得28t高純度硅,理論上需要的氫氣質(zhì)量為t。

4.[2019·豐臺(tái)一模]化學(xué)鏈燃燒是一種綠色的、高效的燃燒方式,燃料不直接與空氣接觸。圖T4-4是某科研組利用金屬鎳(Ni)進(jìn)行化學(xué)鏈燃燒的流程圖。圖T4-4(1)空氣反應(yīng)器中,Ni在一定條件下轉(zhuǎn)化成NiO的化學(xué)方程式為。

(2)燃料反應(yīng)器中發(fā)生的部分化學(xué)反應(yīng)如下:Ⅰ.H2+NiONi+H2OⅡ.CO+NiONi+CO2其中屬于置換反應(yīng)的是(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

(3)該流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是。

5.[2019·東城一模]工業(yè)上用菱錳礦[主要成分為MnCO3,含F(xiàn)eCO3、Cu2(OH)2CO3、SiO2等雜質(zhì)]為原料來制取二氧化錳。其生產(chǎn)流程示意圖如下:圖T4-5回答下列問題。(1)將濾液與濾渣分離的操作是。

(2)向菱錳礦中加入鹽酸,MnCO3、FeCO3、Cu2(OH)2CO3都溶解并轉(zhuǎn)化為MnCl2、FeCl2、CuCl2。鹽酸與MnCO3反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(3)加入生石灰將溶液pH調(diào)至4,此時(shí)溶液呈(填“酸性”或“堿性”)。

(4)加入雙氧水將鐵元素轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,其反應(yīng)為:2FeCl2+H2O2+4H2O2Fe(OH)3↓+4HCl。該反應(yīng)化合價(jià)發(fā)生變化的元素是氧和。

(5)加入Na2S、MnS等硫化物,均可將MnCl2中混有的CuCl2轉(zhuǎn)化為CuS沉淀除去,但實(shí)際生產(chǎn)中選用MnS,其原因是。

6.[2019·昌平二模]軟錳礦在生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。具體流程如下:圖T4-6(1)酸浸過程中發(fā)生的主要反應(yīng)如下,將該反應(yīng)的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整:2FeS2+3MnO2+6H2SO43MnSO4+Fe2(SO4)3+4S+。

(2)上述含錳元素的物質(zhì)中,屬于氧化物的是。

(3)生成MnCO3的反應(yīng)物為。

7.[2018·石景山一模]氯化鈣應(yīng)用廣泛,以石灰石(雜質(zhì)主要是Fe2O3、MgSO4)為原料生產(chǎn)氯化鈣的流程如下:圖T4-7已知:BaCl2+MgSO4BaSO4↓+MgCl2 Ca(OH)2+MgCl2Mg(OH)2↓+CaCl23Ca(OH)2+2FeCl32Fe(OH)3↓+3CaCl2(1)氧化鐵與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(2)濾液1中的溶質(zhì)有HCl、FeCl3、MgSO4和。

(3)濾液2中加入Ca(OH)2是為了除去

(填序號(hào),下同)。A.MgCl2 B.FeCl3 C.HCl(4)濾液3呈堿性,為使溶液pH降低,可加入適量的。

A.NaCl B.NaOH C.鹽酸8.[2018·東城二模]最近科學(xué)家提出了一種“綠色自由”構(gòu)想,先把空氣吹入碳酸鉀溶液中,再把二氧化碳從溶液中提取出來,在合成塔中轉(zhuǎn)化為甲醇(CH3OH)。具體流程如下:圖T4-8已知:CO2+K2CO3+H2O2KHCO3(1)吸收池的作用是。

(2)碳酸氫鉀(KHCO3)在分解池中發(fā)生分解反應(yīng),其反應(yīng)條件是。

(3)合成塔中反應(yīng)的化學(xué)方程式是。

(4)如果空氣不經(jīng)過吸收池和分解池,直接通入合成塔,從安全的角度考慮不可行,理由是

。

9.[2018·石景山二模]復(fù)印用的墨粉中含有Fe3O4粉末。制備Fe3O4的主要流程如下:圖T4-9(1)①中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(2)試劑X為。

(3)操作Y為。

(4)流程③反應(yīng)前后,各物質(zhì)中元素化合價(jià)發(fā)生改變的是(填元素符號(hào))。

10.礦山廢水中含有大量的H2SO4和CuSO4,直接排放會(huì)影響水體酸堿性,并造成重金屬污染。通過處理可以回收金屬銅,并使廢水pH和重金屬含量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。具體流程如下:圖T4-10已知:步驟Ⅰ無藍(lán)色沉淀生成。(1)步驟Ⅱ和步驟Ⅲ都需進(jìn)行的操作是。

(2)步驟Ⅱ得到金屬銅的化學(xué)反應(yīng)方程式為。

(3)加入Ca(OH)2可以降低鐵屑的消耗量,原因是

(請用文字并結(jié)合化學(xué)方程式解釋)。

(4)步驟Ⅲ需加入Na2S才能使廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),由此推測廢水③不達(dá)標(biāo)的主要原因是其中含有。

11.六水合硫酸鎳(NiSO4·6H2O)是一種綠色易溶于水的晶體,是一種重要的工業(yè)原料,可由含鎳、銅、鐵的電鍍廢渣為原料獲得。主要流程如下:圖T4-11(1)分離出銅和其他雜質(zhì)的操作是。

(2)電鍍廢渣中Fe與物質(zhì)A發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(3)NiCO3沉淀轉(zhuǎn)化為NiSO4溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

類型二設(shè)備類12.[2019·北京]利用電石渣[主要成分為Ca(OH)2、MgO]制備硫酸鈣的主要工藝流程如下:圖T4-12已知:MgO難溶于水;MgSO4易溶于水;CaSO4微溶于水。(1)反應(yīng)器中攪拌的目的是。

(2)反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)主要有MgO+H2SO4MgSO4+H2O和。

(3)上述流程中,用于分離提純的設(shè)備有。

13.利用燃煤煙氣生產(chǎn)Na2SO4和化工原料乙烯(C2H4)的工藝流程如下:圖T4-13(1)Na2SO4制備裝置中,參加反應(yīng)的物質(zhì)有。

(2)Na2SO4制備裝置中,反應(yīng)前后化合價(jià)發(fā)生改變的元素是。

(3)乙烯制備裝置中,反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

14.[2019·朝陽二模]采用海水脫硫技術(shù)吸收燃煤煙氣中的SO2,其主要設(shè)備及流程如下:圖T4-14(1)海水脫硫設(shè)備中,排出的海水呈堿性的是。

A.海水泵 B.吸收塔 C.曝氣池① D.曝氣池②(2)向曝氣池①內(nèi)通入空氣后,主要有兩個(gè)化合反應(yīng)發(fā)生,寫出其中一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

(3)曝氣池②排出的海水中不含H2SO4的原因是(用化學(xué)方程式表示)。

15.[2019·西城二模]硝酸鋰(LiNO3)用于制造熒光體。其制備的主要流程如下:圖T4-15(1)反應(yīng)釜1中逸出的氣體X是。

(2)反應(yīng)釜2中發(fā)生的反應(yīng)屬于基本反應(yīng)類型中的。

(3)蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備流出的LiNO3溶液是(填“飽和”或“不飽和”)溶液。

16.[2019·西城一模]為保護(hù)綠水青山,可將工業(yè)含銅廢酸液(主要成分為CuSO4和H2SO4)進(jìn)行無害化處理,制取硫酸鋇(BaSO4)和硫化銅(CuS)。主要流程如下:圖T4-16資料:BaSO4、CuS難溶于水且不與稀硫酸反應(yīng);Cu(OH)2難溶于水,可與稀硫酸反應(yīng)。(1)反應(yīng)釜1中需不斷攪拌,其目的是。

(2)從過濾器中分離出濾渣的成分為。

(3)反應(yīng)釜3中發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

17.[2019·豐臺(tái)二模]金屬鎢(W)可作白熾燈泡的燈絲。用黑鎢礦(主要含F(xiàn)eWO4)制得金屬鎢的工藝流程如圖T4-17所示:圖T4-17(1)將黑鎢礦石碾成粉末,目的是。

(2)酸浸槽中,Na2WO4溶液和濃鹽酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),則X的化學(xué)式為。

(3)還原爐中,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3H2+WO3W+3H2O,該反應(yīng)中化合價(jià)改變的元素是。

18.[2019·海淀二模]為減少燃煤電廠煙氣中CO2的排放,可采用噴氨法,同時(shí)產(chǎn)出NH4HCO3肥料。主要流程如圖T4-18所示:圖T4-18(1)氨水箱和煙氣吸收塔中發(fā)生的總反應(yīng)為NH3+H2O+CO2NH4HCO3,該反應(yīng)所屬的基本反應(yīng)類型為反應(yīng)。

(2)用該方法吸收22tCO2后,理論上最多能產(chǎn)出NH4HCO3t。

(3)下列說法正確的是(填序號(hào))。

A.原料NH3中,N元素的化合價(jià)為+3B.凈化氣中CO2的含量低于煙氣C.經(jīng)分離器得到的NH4HCO3溶液為該溫度下的飽和溶液19.[2018·北京]為保護(hù)綠水青山,可將工業(yè)殘留的鋇渣[主要成分為碳酸鋇(BaCO3)]進(jìn)行無害化處理,制取化工原料硫酸鋇(BaSO4)。主要流程如下:圖T4-19已知:BaSO4難溶于水,氯化鋇(BaCl2)可溶于水。(1)粉碎鋇渣的目的是。

(2)反應(yīng)釜1中的氣體X為。

(3)反應(yīng)釜2中發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

20.[2018·西城一模]工業(yè)上制造高純度CaO的主要流程示意圖如下:圖T4-20(1)CaCO3中碳元素的化合價(jià)是。

(2)反應(yīng)釜中發(fā)生的反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng),其化學(xué)方程式是。

(3)焙燒爐中,CaCO3在1000℃可分解得到高純度CaO。理論上5tCaCO3制出CaO的質(zhì)量是t。稍冷后,取出CaO立即放入干燥器,其原因是(用化學(xué)方程式表示)。

21.[2018·東城一模]由煤制氫氣的技術(shù)發(fā)展已有200年歷史。某實(shí)驗(yàn)室提出了一種煤制氫技術(shù)。其流程如圖T4-21所示。圖T4-21(1)水煤漿是由煤(主要含碳)與水混合而成,經(jīng)過氣化器后轉(zhuǎn)化為CO2和H2。在氣化器中發(fā)生了兩個(gè)反應(yīng)(反應(yīng)條件已省略):①C+H2OCO+H2;②□+□CO2+H2。①的基本反應(yīng)類型是;②的化學(xué)方程式是。

(2)重整器的作用是。

(3)燃料電池里發(fā)生的反應(yīng)為2H2+O22H2O,為了維護(hù)電池的正常工作,需要定期排放所生成的水。100kg氫氣通入燃料電池,理論上可生成水kg。

22.氧化鋅是一種常用的化學(xué)添加劑,廣泛應(yīng)用于藥膏、阻燃劑等產(chǎn)品的生產(chǎn)中。由鋅灰(主要成分是Zn)生產(chǎn)活性ZnO的部分生產(chǎn)流程如下:圖T4-22(1)酸浸槽中,Zn與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(2)混合溶液A中一定含有的溶質(zhì)是。

(3)固體B的成分可能是。

23.[2017·北京]工業(yè)上用硫鐵礦燒渣(主要成分是Fe3O4、Fe2O3等)、煤粉作原料制備FeCO3的主要流程如下:圖T4-23(1)焙燒爐中,發(fā)生的主要反應(yīng)為:①3C+2O22CO+CO2;②Fe2O3+CO2FeO+CO2;③Fe3O4+CO3FeO+CO2。上述反應(yīng)中的各物質(zhì),碳元素呈現(xiàn)種化合價(jià)。

(2)酸浸槽中,FeO轉(zhuǎn)化為FeSO4,加入的物質(zhì)X是。

(3)主反應(yīng)器中,生成FeCO3的反應(yīng)物為。

24.侯氏制堿法又稱聯(lián)合制堿法,是我國化學(xué)工程專家侯德榜于1943年發(fā)明的,此法可以同時(shí)生產(chǎn)純堿和氯化銨兩種產(chǎn)品。圖T4-24(1)設(shè)備1中分離操作的名稱是。

(2)煅燒爐中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),屬于基本反應(yīng)類型中的反應(yīng)。

(3)以上流程中,可循環(huán)使用的物質(zhì)有。

【參考答案】類型一1.(1)2NO+O22NO2BaO(2)442.(1)Fe+H2SO4FeSO4+H2↑(2)Fe(3)硫酸[解析](1)硫酸和鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,化學(xué)方程式為Fe+H2SO4FeSO4+H2↑。(2)還原過程中的反應(yīng)是鐵和硫酸鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵,所以還原過程中,元素化合價(jià)發(fā)生改變的是Fe。(3)硫酸和鐵反應(yīng)會(huì)生成硫酸亞鐵,若pH過高需要加入硫酸進(jìn)行調(diào)節(jié)。3.(1)Si、C(2)Si+2Cl2SiCl4(3)4[解析](1)反應(yīng)①中Si由+4價(jià)變?yōu)?價(jià),C由0價(jià)變?yōu)?2價(jià),故化合價(jià)發(fā)生改變的元素是Si、C。(2)②中發(fā)生了化合反應(yīng),是硅和氯氣反應(yīng)生成SiCl4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Si+2Cl2SiCl4。(3)設(shè)理論上需要?dú)錃獾馁|(zhì)量為x。SiCl4+2H2Si+4HCl4 28x 28t428=解得x=4t。4.(1)2Ni+O22NiO(2)Ⅰ(3)Ni[解析](1)鎳和氧氣在一定條件下反應(yīng)生成氧化鎳,化學(xué)方程式為2Ni+O22NiO。(2)燃料反應(yīng)器中發(fā)生的部分化學(xué)反應(yīng)如下:Ⅰ.H2+NiONi+H2O;Ⅱ.CO+NiONi+CO2。其中,Ⅰ中是一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物,屬于置換反應(yīng)。(3)流程中既是反應(yīng)物,又是生成物的物質(zhì)可以循環(huán)利用,所以該流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是Ni。5.(1)過濾(2)MnCO3+2HClMnCl2+CO2↑+H2O(3)酸性(4)鐵(或Fe)(5)除雜不引入新的雜質(zhì)[解析]根據(jù)流程圖分析,菱錳礦中含MnCO3、FeCO3、Cu2(OH)2CO3、SiO2等,加入過量稀鹽酸后,MnCO3、FeCO3、Cu2(OH)2CO3均能與稀鹽酸反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物MnCl2、FeCl2、CuCl2。SiO2不與稀鹽酸反應(yīng),故濾渣1是SiO2。向?yàn)V液1中加入生石灰,調(diào)節(jié)pH至4,得到溶液1。往溶液1中加入雙氧水把FeCl2氧化成FeCl3,氯化鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀,過濾后得到濾液2。向?yàn)V液2加入MnS固體把CuCl2轉(zhuǎn)化為CuS沉淀除去,過濾后得到濾液3,再經(jīng)過后面的一系列步驟得到二氧化錳。(1)用過濾的操作能將濾液與濾渣分離。(2)向菱錳礦中加入鹽酸,MnCO3、FeCO3、Cu2(OH)2CO3都溶解并轉(zhuǎn)化為MnCl2、FeCl2、CuCl2。鹽酸與MnCO3反應(yīng)生成氯化錳、水和二氧化碳,反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnCO3+2HClMnCl2+CO2↑+H2O。(3)加入生石灰將溶液pH調(diào)至4,此時(shí)pH仍小于7,故此時(shí)溶液呈酸性。(4)加入雙氧水將FeCl2轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,其反應(yīng)方程式為2FeCl2+H2O2+4H2O2Fe(OH)3↓+4HCl。該反應(yīng)中鐵元素由+2價(jià)升高到+3價(jià),氧元素由-1價(jià)降到-2價(jià),故化合價(jià)發(fā)生變化的元素是氧和鐵。(5)加入Na2S、MnS等硫化物,均可將MnCl2中混有的CuCl2轉(zhuǎn)化為CuS沉淀除去,但實(shí)際生產(chǎn)中選用MnS,是因?yàn)榧尤隡nS不會(huì)引入新的雜質(zhì),而加入Na2S會(huì)引入新的雜質(zhì),導(dǎo)致后面較難提純。6.(1)6H2O(2)MnO2、Mn3O4(3)MnSO4、NH4HCO37.(1)Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O(2)CaCl2(3)ABC(4)C8.(1)吸收空氣中的二氧化碳(2)高溫(3)CO2+3H2CH3OH+H2O(4)在300℃條件下,氫氣與氧氣接觸可能會(huì)發(fā)生爆炸9.(1)Fe+H2SO4FeSO4+H2↑(2)NaOH(3)過濾(4)Fe和O10.(1)過濾(2)Fe+CuSO4Cu+FeSO4(3)Ca(OH)2會(huì)與廢水中的硫酸發(fā)生反應(yīng):Ca(OH)2+H2SO4CaSO4+2H2O,消耗了廢水中的硫酸,減少了鐵屑與硫酸的反應(yīng):Fe+H2SO4FeSO4+H2↑(4)CuSO4(或Cu2+)11.(1)過濾(2)H2SO4+FeFeSO4+H2↑(3)NiCO3+H2SO4NiSO4+CO2↑+H2O類型二12.(1)使反應(yīng)物充分接觸,提高反應(yīng)速率(2)Ca(OH)2+H2SO4CaSO4+2H2O(3)過濾器、洗滌槽[解析](1)化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物接觸越充分,反應(yīng)速率越快,反應(yīng)器中攪拌可以使反應(yīng)物充分接觸,提高反應(yīng)速率。(2)反應(yīng)器中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)主要有氧化鎂和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂和水;氫氧化鈣和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣和水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca(OH)2+H2SO4CaSO4+2H2O。(3)反應(yīng)所得的硫酸鎂易溶于水,硫酸鈣微溶于水,經(jīng)過濾器過濾,可以將微溶性的硫酸鈣和可溶的硫酸鎂分離,再經(jīng)洗滌槽洗滌可以提高硫酸鈣的純度,因此,流程中,分離提純的設(shè)備有過濾器、洗滌槽。13.(1)SO2、O2、H2O、NaCl(2)S、O(3)2CO2+2H2OC2H4+3O214.(1)A(2)2H2SO3+O22H2SO4(或2Na2SO3+O22Na2SO4)(3)Na2CO3+H2SO4Na2SO4+CO2↑+H2O[解析](1)海水泵排出的海水pH=8,呈堿性;吸收塔排出的海水pH=4,呈酸性;曝氣池①排出的海水pH=3,呈酸性;曝氣池②排出的海水pH=7,呈中性。(2)曝氣池①內(nèi)的亞硫酸與氧氣反應(yīng)生成硫酸,反應(yīng)方程式為2H2SO3+O22H2SO4;亞硫酸鈉與氧氣反應(yīng)生成硫酸鈉,反應(yīng)方程式為2Na2SO3+O22Na2SO4。(3)曝氣池②中稀硫酸與碳酸鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化碳和水,反應(yīng)方程式為Na2CO3+H2SO4Na2SO4+CO2↑+H2O。15.(1)CO2(2)復(fù)分解反應(yīng)(3)飽和[解析](1)碳酸鋰和硝酸反應(yīng)生成二氧化碳和硝酸鋰,故反應(yīng)釜1中逸出的氣體是二氧化碳。(2)氫氧化鋰和硝酸反應(yīng)生成硝酸鋰和水,兩種化合物相互交換成分生成另外兩種化合物,屬于復(fù)分解反應(yīng)。(3)析出結(jié)晶后所得溶液為飽和溶液,故蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備流出的LiNO3溶液是飽和溶液。16.(1)使反應(yīng)物充分接觸,加快反應(yīng)速率(2)BaSO4(3)CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4[解析](1)不斷攪拌能使反應(yīng)物充分接觸,加快反應(yīng)速率。(2)含銅廢酸液(主

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