【步步高】2014屆高三化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第四章 專題講座五 無機(jī)框圖題的解答策略 新人教版

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1、 專題講座五 無機(jī)框圖題的解答策略 1.解題策略 無論推斷題屬于哪種形式,均遵循這樣的推斷思路:迅速瀏覽、整體掃描、產(chǎn)生印象、尋找“突破口”,突破點(diǎn)由點(diǎn)到面、隨時檢驗(yàn),注意聯(lián)系、大膽假設(shè)、全面分析(正推或逆推),驗(yàn)證確認(rèn)。解題的關(guān)鍵是仔細(xì)審題,依物質(zhì)的特性或特征轉(zhuǎn)化來確定“突破口”,順藤摸瓜,進(jìn)而完成全部未知物的推斷。我們可以將推斷題的解題方法及推理過程表示如下: 推斷題結(jié)論―→驗(yàn)證 2.解題“突破口” (1)物質(zhì)的特殊顏色 相關(guān)知識: ①有色固體 a.紅色:Cu、Cu2O、Fe2O3; b.紅褐色:Fe(OH)3; c.黃色:AgI、Ag3PO4; d.淡黃色:S、N

2、a2O2或AgBr; e.藍(lán)色:Cu(OH)2; f.黑色:炭粉、CuO、FeO、FeS、CuS、Ag2S、PbS; g.紫黑色:KMnO4、I2; h.白色:Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3。 ②有色溶液: Fe2+(淺綠色)、Fe3+(黃色)、Cu2+(藍(lán)色)、MnO(紫紅色)、Fe3+與苯酚(紫色)、Fe3+與SCN-(血紅色)、I2與淀粉(藍(lán)色)等。 水(溶劑) 苯(溶劑) CCl4(溶劑) Br2 黃→橙 黃→紅棕 I2 深黃→褐 淡紫→紫紅 紫→深紫 ③有色氣體: Cl2(黃綠色)、Br2(g)(紅棕色)、NO2(

3、紅棕色)、I2(g)(紫色)、O3(淡藍(lán)色)等。 ④火焰顏色: a.焰色反應(yīng):Na+(黃色)、K+(紫色)、Ca2+(磚紅色)等; b.藍(lán)色:CO在空氣中燃燒; c.淡藍(lán)色:S、H2、H2S、CH4等在空氣中燃燒; d.蒼白色:H2在Cl2中燃燒。 【例1】 室溫下,單質(zhì)A、B、C分別為固體、黃綠色氣體、無色氣體,在合適反應(yīng)條件下,它們可以按下面框圖進(jìn)行反應(yīng): 又知E溶液是無色的,H為紅褐色。請回答: (1)A是________,B是________,C是________。(填化學(xué)式) (2)反應(yīng)⑥的化學(xué)方程式為______________________________

4、_______________。 (3)反應(yīng)④的離子方程式為____________________________________________。 解析 黃綠色氣體B是Cl2、紅褐色的H是Fe(OH)3,Cl2與無色的氣體單質(zhì)C反應(yīng)生成E,E溶液與固體單質(zhì)A反應(yīng)又生成F和氣體C,則C是H2,A是鐵。根據(jù)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,順推出D是FeCl3,E是HCl,F(xiàn)是FeCl2,G是Fe(OH)2,將推斷結(jié)果代入原題檢驗(yàn),符合題意。 答案 (1)Fe Cl2 H2 (2)4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 (3)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- (2)物

5、質(zhì)的特征性質(zhì) 相關(guān)知識: ①能使品紅溶液褪色的氣體: SO2(加熱后又恢復(fù)紅色)、Cl2(加熱后不恢復(fù)紅色)。 ②沉淀特殊的顏色變化: a.白色沉淀先變灰綠色,再變紅褐色: Fe(OH)2Fe(OH)3; b.白色沉淀迅速變棕褐色:AgOH→Ag2O。 ③在空氣中變?yōu)榧t棕色: NO(無色)NO2(紅棕色)。 ④能使澄清石灰水變渾濁的氣體:CO2、SO2。 ⑤通入CO2氣體變渾濁的溶液:石灰水(過量則變澄清)、Na2SiO3溶液、飽和Na2CO3溶液、濃苯酚鈉溶液、NaAlO2溶液等。 ⑥使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體:NH3。 ⑦使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍(lán):NO2、C

6、l2、Br2、FeCl3等。 ⑧能與SO2、Cl2、O2等氧化性較強(qiáng)的氣體(或其水溶液)反應(yīng)析出淡黃色沉淀:H2S。 ⑨在一定條件下具有漂白性的物質(zhì):Na2O2、H2O2、SO2、氯水、O3、活性炭等。 ⑩常溫下能溶解SiO2固體的物質(zhì):氫氟酸和NaOH溶液。 ?能與濃硫酸、銅片共熱產(chǎn)生紅棕色氣體(NO2)的溶液:硝酸鹽(或硝酸)溶液。 ?滴入沸水中可得到紅褐色膠體的溶液:含F(xiàn)e3+的鹽溶液。 ?煙霧現(xiàn)象: a.棕(黃)色的煙:Cu或Fe在Cl2中燃燒; b.白煙:Na在Cl2中或P在空氣中燃燒;NH3遇到HCl氣體; c.白霧:由HX等極易溶于水的氣體產(chǎn)生; d.白色煙霧

7、:P在Cl2中燃燒。 【例2】 A~M為中學(xué)化學(xué)的常見物質(zhì),它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,部分生成物和反應(yīng)條件省略。已知C、D是由元素X、Y、Z中的兩種組成的化合物,X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,在周期表中X的原子半徑最小,Y、Z原子最外層電子數(shù)之和為10。D為無色氣體且不能燃燒,G為黃綠色單質(zhì)氣體,J、M為金屬,I有漂白作用,反應(yīng)①常用于制作印刷電路板。請回答下列問題: (1)寫出A的化學(xué)式:______________。 (2)比較Y與Z的原子半徑大?。篲_______>________(填元素符號)。 (3)檢驗(yàn)L溶液中金屬陽離子的方法是____________________

8、________________。 (4)已知F溶于稀硝酸,溶液變成藍(lán)色,放出無色氣體。請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____________________________________________________________________。 解析 本題的“題眼”是“L為棕黃色溶液”推出L中含有Fe3+;“K為淺綠色溶液”推出K中含有Fe2+,再根據(jù)“G為黃綠色單質(zhì)氣體”推出G為Cl2,故L為FeCl3,K為FeCl2(進(jìn)而推出J為鐵);根據(jù)“反應(yīng)①常用于制作印刷電路板”知M為Cu,B為CuCl2,E為Cu(OH)2。因?yàn)镃l2(G)和C生成H,H與Fe(J)生成K(FeCl2

9、),故H為HCl;又因“I有漂白作用”,所以I為HClO,C為H2O;最后綜合分析知D為CO2,A為CuCO3或Cu2(OH)2CO3或Cu(OH)2·CuCO3。 答案 (1)CuCO3[或Cu2(OH)2CO3或Cu(OH)2·CuCO3] (2)C O (3)取少量L溶液于試管,滴加KSCN溶液,如溶液呈血紅色,證明溶液 含F(xiàn)e3+(或其他合理答案均可) (4)3Cu2O+14HNO3(稀)===6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O (3)物質(zhì)之間的特征轉(zhuǎn)化關(guān)系 相關(guān)知識: ①連續(xù)氧化反應(yīng):ABCD(酸或堿)。 a.NH3(g)N2NONO2HNO3; b.H2S(g

10、)SSO2SO3H2SO4; c.CH4(g)CCOCO2H2CO3; d.Na(s)Na2ONa2O2NaOH。 ②X(鹽)—— X可能為弱酸的銨鹽:(NH4)2CO3或NH4HCO3;(NH4)2S或NH4HS;(NH4)2SO3或NH4HSO3等。 ③三角轉(zhuǎn)化關(guān)系: ④化合物+化合物→單質(zhì)+化合物 這類反應(yīng)主要有:CO+H2O(g)CO2+H2、Fe2O3+3CO2Fe+3CO2等。 ⑤化合物A+單質(zhì)B→化合物C+單質(zhì)D。 這類反應(yīng)主要有: CO2+2Mg2MgO+C; Fe2O3+3H22Fe+3H2O; Fe+2HCl===FeCl2+H2↑;

11、C+H2O(g)CO+H2; 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2等。 【例3】 已知A、B、C、D為氣體,E、F為固體,G是氯化鈣,它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下圖所示: (1)D的化學(xué)式是____________,E的化學(xué)式是________。 (2)A和B反應(yīng)生成C的化學(xué)方程式是____________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)E和F反應(yīng)生成D、H和G的化學(xué)方程式是_____________________

12、_______ _____________________________________________________________________。 解析 本題的突破口為“D(氣體)→E(固體)→D(氣體)”這一系列轉(zhuǎn)化過程,可聯(lián)想到中學(xué)化學(xué)中“氨氣→銨鹽→氨氣”這一轉(zhuǎn)化過程,據(jù)此可推測D為NH3,結(jié)合G為CaCl2,可知E為NH4Cl,F(xiàn)為Ca(OH)2。其余物質(zhì)可以逐一確定:A為H2(或Cl2),B為Cl2(或H2),C為HCl,H為H2O。 答案 (1)NH3 NH4Cl (2)H2+Cl22HCl (3)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O (

13、4)特殊反應(yīng)條件 相關(guān)知識: 具有特殊反應(yīng)條件的反應(yīng),大多數(shù)是重要的工業(yè)生產(chǎn)反應(yīng)。 ①高溫條件: CaCO3CaO+CO2↑; SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑; SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑; SiO2+CaOCaSiO3; SiO2+2CSi+2CO↑; C+H2O(g)CO+H2; CO+H2O(g)CO2+H2; 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2; 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3; 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2等。 ②高溫、高壓和催化劑條件: N2+3H22NH3等。 ③加熱、催化劑條件: 4NH

14、3+5O24NO+6H2O; 2SO2+O22SO3等。 ④通電條件: 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑; 2H2O2H2↑+O2↑等。 【例4】 A~F均為中學(xué)化學(xué)中常見的物質(zhì),它們之間相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系如下圖所示(產(chǎn)物水等略去) (1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式:A__________,D__________,F(xiàn)________。 (2)C和D的稀溶液不反應(yīng),但若B與C反應(yīng)后再與D反應(yīng)可生成A,試寫出有關(guān)反應(yīng)方程式:________________________________________________________。 (3)寫出A的溶液電解時陽極的電極

15、反應(yīng)方程式:___________________________ _____________________________________________________________________。 解析 根據(jù)框式:A的溶液單質(zhì)B+單質(zhì)C+D可知A可能是NaCl或CuSO4型的鹽溶液,又由框式單質(zhì)B+EF中的反應(yīng)條件催化劑可知,F(xiàn)只能是SO3,因此B是O2,E是SO2,D是H2SO4。最后由D(濃H2SO4)+單質(zhì)C可生成SO2,推知A是CuSO4。 答案 (1)CuSO4 H2SO4 SO3 (2)2Cu+O22CuO,CuO+H2SO4===CuSO4+H2O (3)4OH

16、--4e-===2H2O+O2↑ (5)特征數(shù)據(jù) 相關(guān)知識: 近幾年無機(jī)框圖推斷題已融入計(jì)算的成分,計(jì)算型框圖推斷題成為高考熱點(diǎn)之一,解答這類問題時,要善于抓住物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中以下物理量的變化: ①相對分子質(zhì)量(例CO→CO2、NO→NO2、SO2→SO3轉(zhuǎn)化時分子中都增加1個氧原子,相對分子質(zhì)量增加16); ②放出氣體的體積或生成沉淀的量; ③化合物中各元素的含量; ④氣體的相對密度; ⑤離子化合物中離子個數(shù)之比; ⑥反應(yīng)物之間的物質(zhì)的量之比; ⑦電子總數(shù); ⑧質(zhì)子總數(shù)等。 ⑨常見10電子微粒及相互轉(zhuǎn)化關(guān)系 a.分子:Ne、HF、H2O、NH3、CH4; b.陽離子

17、:Na+、Mg2+、Al3+、NH、H3O+; c.陰離子:F-、O2-、N3-、OH-、NH等。其相互轉(zhuǎn)化關(guān)系為NH+OH-NH3↑+H2O;H3O++OH-===2H2O等。 ⑩常見18電子微粒 a.分子:Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、H2O2、N2H4; b.陽離子:K+、Ca2+; c.陰離子:Cl-、S2-、P3-、O; d.有機(jī)物:CH3OH、CH3NH2、CH3F、CH3CH3等。 ?常見物質(zhì)的相對分子質(zhì)量 a.相對分子質(zhì)量為28的物質(zhì):CO、N2、C2H4等; b.相對分子質(zhì)量為26的物質(zhì):C2H2等; c.相對分子質(zhì)量為32的物質(zhì):S、O2等;

18、 d.相對分子質(zhì)量為78的物質(zhì):Na2S、Na2O2、Al(OH)3等; e.相對分子質(zhì)量為100的物質(zhì):CaCO3、KHCO3、Mg3N2等。 【例5】 已知甲、乙、丙為常見單質(zhì),A、B、C、D、E、F、G、X均為常見的化合物;B和X的摩爾質(zhì)量相同,E的相對分子質(zhì)量比D的相對分子質(zhì)量大16。在一定條件下,各物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示: (1)寫出X的電子式和G的化學(xué)式:X__________________________________, G______________。 (2)寫出有關(guān)變化的化學(xué)方程式: B+H2O:____________________________

19、_____________________________; D+丙:___________________________________________________________。 解析 單質(zhì)甲、乙均能分別與單質(zhì)丙連續(xù)兩次反應(yīng),可能是單質(zhì)甲、乙分別被O2連續(xù)兩次氧化,生成不同的氧化物,則丙是O2。氧化物B與水反應(yīng)能放出O2,則B是Na2O2,那么C是NaOH,A是Na2O,甲是Na。又因B和X的摩爾質(zhì)量相同,則X是Na2S,那么乙是S,F(xiàn)是SO2,G是SO3。進(jìn)一步推出D是Na2SO3,E是Na2SO4,而Na2SO4的相對分子質(zhì)量比Na2SO3的相對分子質(zhì)量大16,符合題意。

20、 答案 (1)  SO3 (2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 2Na2SO3+O2===2Na2SO4 1.有一化合物X,其水溶液為淺綠色,可發(fā)生如下的轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分反應(yīng)物、生成物已略)。其中B、D、E、F均為無色氣體,M、L為常見的金屬單質(zhì),C為難溶于水的紅褐色固體。在混合液中加入BaCl2溶液可生成不溶于稀鹽酸的白色沉淀,H和M反應(yīng)可放出大量的熱。 請回答下列問題: (1)B的電子式為____________。 (2)畫出元素M的原子結(jié)構(gòu)示意圖_______________________________________。 (3)物質(zhì)X的化學(xué)式為__

21、__________。 (4)電解混合液時陽極反應(yīng)式為_________________________________________。 (5)按要求寫出上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式: ①含有L元素的化合反應(yīng)______________________________________________。 ②含有L元素的置換反應(yīng)______________________________________________。 (6)已知a g E氣體在D中完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時,放出b kJ的熱量,寫出E氣體燃燒熱的熱化學(xué)方程式為 _______________________

22、______________________________________________。 答案  (2) (3)(NH4)2Fe(SO4)2 (4)4OH--4e-===O2↑+2H2O (5)①4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 ②Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3 (6)H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=- kJ·mol-1 解析 由顏色可知C為Fe(OH)3,則A為Fe(OH)2、H為Fe2O3,由M、L為常見的金屬單質(zhì),可知M、L分別為Al、Fe;X與NaOH反應(yīng)生成氣體B,B一定是NH3;在混合液中加入BaCl2溶液,可知含有S

23、O,所以X為(NH4)2Fe(SO4)2,混合液為NaOH和Na2SO4溶液,電解生成H2、O2,D、E分別為O2、H2,F(xiàn)為NO、G為HNO3。最后從頭到尾再檢查一遍。 2.A、B、C、D、E為中學(xué)化學(xué)常見的單質(zhì)或化合物,相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(部分產(chǎn)物略去)。 (1)若A是能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體;C、D均為空氣的主要成分;E是一種有毒氣體。 ①C的電子式為______________。 ②寫出反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式_____________________________________________。 ③寫出反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式______________________

24、____________________。 (2)若A是淡黃色化合物;常溫下D是無色氣體;C中含有的陰、陽離子均為10電子粒子。 ①D的結(jié)構(gòu)式為____________,C中所含化學(xué)鍵的類型是____________________。 ②寫出反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式___________________________________________。 ③寫出反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式____________________________________________。 (3)將(2)中一定量的氣體D通入2 L C的溶液中,在所得溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量,并將溶液加熱,產(chǎn)生的氣體與HCl物質(zhì)

25、的量的關(guān)系如圖所示(忽略氣體的溶解和HCl的揮發(fā))。 ①O點(diǎn)溶液中所含溶質(zhì)的化學(xué)式為__________,常溫下a點(diǎn)溶液的pH________(填“>”、“=”或“<”)7,a點(diǎn)溶液中各離子濃度由大到小的關(guān)系是___________ _____________________________________________________________________。 ②標(biāo)況下,通入氣體D的體積為______L,C溶液的物質(zhì)的量濃度為______mol·L-1。 答案 (1)①N??N ②4NH3+5O24NO+6H2O ③2NO+2CON2+2CO2 (2)①O===C==

26、=O (極性)共價鍵、離子鍵 ②2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 ③Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH (3)①NaOH、Na2CO3 > c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+)>c(CO) ②44.8 2.5 解析 (1)A是能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,說明其為NH3,C、D為空氣的主要成分,且A能與D反應(yīng),故D為O2,C為N2。反應(yīng)Ⅰ為氨的催化氧化反應(yīng),那么B為NO,NO與有毒氣體E反應(yīng)可生成N2,說明E具有還原性,故其為CO。 (2)A是淡黃色化合物,故A是Na2O2,常溫下D是無色氣體且能與Na2O2反

27、應(yīng),故D必為CO2。Na2O2與CO2反應(yīng)生成B,那么B為Na2CO3,Na2CO3經(jīng)反應(yīng)Ⅱ可得到C,C中的陰、陽離子都含10個電子,故其為NaOH。 (3)分析圖像可知,加入鹽酸時,開始沒有氣體產(chǎn)生,加到一定的量時,才產(chǎn)生氣體。故溶液中的溶質(zhì)為NaOH、Na2CO3,在a點(diǎn)開始產(chǎn)生氣體,說明a點(diǎn)的溶質(zhì)為NaHCO3和NaCl,故其溶液呈堿性,其離子濃度大小關(guān)系為c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO)> c(OH-)>c(H+)>c(CO)。從a點(diǎn)開始是NaHCO3與鹽酸反應(yīng),消耗鹽酸的物質(zhì)的量為2 mol,故NaHCO3的物質(zhì)的量為2 mol,由碳元素守恒可得,n(NaHCO3)=n(

28、CO2)=2 mol,故標(biāo)況下CO2的體積為44.8 L。NaHCO3恰好反應(yīng)完時消耗的鹽酸的物質(zhì)的量為5 mol,此時溶液中的溶質(zhì)全部為NaCl,由氯和鈉元素守恒可得:n(HCl)=n(NaCl)=n(NaOH)=5 mol,故c(NaOH)===2.5 mol·L-1。 3.已知A~K均為中學(xué)化學(xué)的常見物質(zhì),它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示,其中A、D為金屬單質(zhì),反應(yīng)過程中生成的水及其他部分產(chǎn)物已略去。 請回答以下問題: (1)B的主要用途是______________(填一項(xiàng)),C的化學(xué)式為__________。 (2)E中陽離子的結(jié)構(gòu)示意圖為____________,CO2的電

29、子式為________________。 (3)向F中通入足量CO2生成K的離子方程式是_____________________________ _____________________________________________________________________。 (4)J在工業(yè)上可用于凈水,其原理是______________________________________ (用離子方程式表示)。 (5)寫出H在空氣中生成I的化學(xué)方程式___________________________________。 答案 (1)作顏料(其他合理答案也可) Al2O

30、3 (2)  (3)AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO (4)Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+ (5)4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 解析 由I為紅褐色固體,可知其為Fe(OH)3,從而可知H為Fe(OH)2,J、B分別為FeCl3、Fe2O3,G、D分別為FeCl2、Fe;A為金屬,高溫條件下能將Fe置換出來,則可知A為Al,從而可知C為Al2O3,E、F、K分別為AlCl3、NaAlO2、Al(OH)3。 4.甲、乙、丙為常見單質(zhì)。A、B、C、D、E、F、G、H均為中學(xué)化學(xué)中常見的化合物,其中B、G的焰色反應(yīng)均為

31、黃色,C能使品紅溶液褪色。在一定條件下,各物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。 請回答下列問題: (1)用化學(xué)式表示:丙為__________,H為__________。 (2)A的電子式為___________________________________________________。 (3)電解E的水溶液時,E起到的作用是________________________________。 (4)寫出B+C―→D的化學(xué)方程式:___________________________________; 寫出E+G―→F的離子方程式:__________________________

32、_____________。 答案 (1)O2 SO3  (3)增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電能力 (4)Na2O2+SO2===Na2SO4 OH-+HCO===CO+H2O 解析 根據(jù)乙和丙兩種單質(zhì)反應(yīng)生成的化合物C能使品紅溶液褪色,可知C為SO2;B的焰色反應(yīng)為黃色,所以B中含有Na元素,又因?yàn)锽是由甲和丙兩種單質(zhì)在點(diǎn)燃條件下反應(yīng)生成的,可推知B為Na2O2,同時可確定甲、乙、丙分別為Na、S、O2;根據(jù)B(Na2O2)分別與H2O、CO2的反應(yīng)產(chǎn)物,可知E為NaOH,F(xiàn)為Na2CO3;F可由E與G(焰色反應(yīng)為黃色)反應(yīng)得到,所以G為NaHCO3;C與丙(O2)在一定條件下反應(yīng)得H,則H為SO3,H(SO3)與E(NaOH)反應(yīng)生成D,D為Na2SO4。 12

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