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简答题

甲酸(HCOOH)是一种有刺激臭味的无色液体,有很强的腐蚀性。熔点8.4℃,沸点100.7℃,能与水、乙醇互溶,加热至160℃即分解成二氧化碳和氢气。

(1)实验室可用甲酸与浓硫酸共热制备一氧化碳:HCOOHH2O+CO↑,实验的部分装置如下图所示。制备时先加热浓硫酸至80℃-90℃,再逐滴滴入甲酸。

①从下图挑选所需的仪器,画出Ⅰ中所缺的气体发生装置(添加必要的塞子、玻璃管、胶皮管,固定装置不用画),并标明容器中的试剂。

②装置Ⅱ的作用是_________________________。

(2)实验室可用甲酸制备甲酸铜。其方法是先用硫酸铜和碳酸氢钠作用制得碱式碳酸铜,然后再与甲酸斥制得四水甲酸铜[Cu(HCOO)2·4H2O]晶体。相关的化学方程式是:

2CuSO4+4NaHCO3==Cu(OH)2·CuCO3↓+3CO2↑+2Na2SO4+H2O

Cu(OH)2·CuCO3+4HCOOH+5H2O==2Cu(HCOO)2·4H2O+CO2

实验步骤如下:

Ⅰ、碱式碳酸铜的制备:

③步骤ⅰ是将一定量CuSO4·5H2O晶体和NaHCO3固体一起放到研钵中研磨,其目的是_________________。

④步骤ⅱ是在搅拌下将固体混合物分多次缓慢加入热水中,反应温度控制在70℃-80℃,如果看到

______________(填写实验现象),说明温度过高。

Ⅱ、甲酸铜的制备: 将Cu(OH)2·CuCO3固体放入烧杯中,加入一定量热的蒸馏水,再逐滴加入甲酸至碱式碳酸铜恰好全部溶解,趁热过滤除去少量不溶性杂质。在通风橱中蒸发滤液至原体积的1/3时,冷却析出晶体,过滤,再用少量无水乙醇洗涤晶体2-3次,晾干,得到产品。

⑤“趁热过滤”中,必须“趁热”的原因是_______________________。

⑥用乙醇洗涤晶体的目的是____________________________。

正确答案

(1)①;②防止水槽中的水因倒吸流入蒸馏烧瓶中

(2)③研细并混合均匀;④出现黑色固体;⑤防止甲酸铜晶体析出;⑥洗去晶体表面的水和其它杂质

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简答题

为了测定Na2CO3与Na2SO3混合物中各组分的含量,取样品23.2g以下图所示装置(铁架台、铁夹等仪器未在图中画出)进行实验

(1)将仪器连接好以后,必须进行的第一步操作是___________________;

(2)装置B的作用是__________________;

(3)已知装置C中装有品红溶液,其作用是_______________;

(4)实验室中备有以下常用试剂:a.浓硫酸 b. 品红溶液 c. 酸性高锰酸钾溶液 d. 饱和碳酸氢钠溶液 e. 氢氧化钠溶液 f. 无水硫酸铜 g. 碱石灰

请将下列装置中应盛放的试剂的序号填在横线上:

B中应盛放__________,D中应盛放_____________,F中应盛放_______________;

(5)若装置E在实验完成时增重4.4g,则Na2CO3与Na2SO3的物质的量之比为___________________。

正确答案

(1)检验装置的气密性

(2)除去二氧化碳中的二氧化硫气体

(3)检验二氧化硫是否已除尽

(4)B中:e;D中:a;F中:g

(5)1:1

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简答题

为探究铁与浓硫酸在加热条件下的反应,某活动小组设计并完成以下实验:

(1)实验目的:分析铁与浓硫酸在加热条件下的反应.

①洗气瓶中浓硫酸的作用是______.

②写出加热条件下铁与浓硫酸反应生成SO2的化学方程式______.

活动小组预测随着反应的进行,硫酸的浓度降低,可能还会有氢气产生,为进一步确认气体的成分还需要进行进一步的实验.

(2)实验目的:检验气体的成分.

试剂:氢氧化钠溶液、浓硫酸、氧化铜粉末、无水硫酸铜固体、品红溶液、高锰酸钾酸性溶液、碱石灰.

仪器如下图(可重复使用,可根据需要取用);

①连接仪器.将装置的字母填入□内,并将试剂名称填写在相应的括号内(可不填满)

②若混合气体中含有氢气,实验过程中能观察到的现象是______.

(3)实验目的:确定产物的含量.

①若混合气体中含有SO2和H2,为测定混合气体中各成分含量,需收集的数据有______.

②若反应后烧瓶中溶液含有的金属阳离子有Fe2+、Fe3+,其中检验是否含有Fe3+可采用的试剂为______;如果该过程中共消耗了11.2g铁,反应后的溶液能吸收标准状况下1.12L氯气,则原溶液中含有Fe3+的物质的量为______mol.

正确答案

(1)①浓硫酸具有吸水性,可用作干燥剂,故答案为:干燥;

②铁在加热条件下发生氧化还原反应生成硫酸铁和二氧化硫气体,反应的化学方程式为2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO43+3SO2↑+6H2O,

故答案为:2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO43+3SO2↑+6H2O;

(2)①浓硫酸与铁在加热条件下反应生成二氧化硫气体,稀硫酸与铁反应生成氢气,检验二氧化硫气体可用品红溶液,用A装置,然后在A装置中用高锰酸钾溶液(或NaOH溶液)除去二氧化硫气体,再在A中用高锰酸钾酸性溶液(或品红)检验二氧化硫是否除尽,在A或C装置中干燥(用浓硫酸(或碱石灰))后通入D中(氧化铜粉末)吸收氢气,然后在E中用无水硫酸铜固体检验是否有水生成,为防止空气中的水进入E中影响实验结果,应最后连接A或C,

故答案为:A-A-A(或C)-D-E-A(或C)或A-A-A-A(或C)-D-E-A(或C);

品红溶液--高锰酸钾酸性溶液-浓硫酸(或石灰)-氧化铜粉末-无水硫酸铜固体-浓硫酸碱石灰,

或:品红溶液-高锰酸钾酸性溶液-高锰酸钾酸性溶液(或品红)-浓硫酸(或碱石灰)-氧化铜粉末-无水硫酸铜固体-浓硫酸或碱石灰,或:品红溶液-氢氧化钠溶液-高猛酸钾酸性溶液(或品红)-浓硫酸(或碱石灰)-氧化铜粉末-无水硫酸铜固体-浓硫酸或碱石灰;

②若混合气体中含有氢气,D中固体粉末由黑色变为红色,生成铜和水,E中固体由白色变为蓝色,

故答案为:D中固体粉末由黑色变为红色,E中固体由白色变为蓝色;

(3)①测定混合气体中各成分含量,应知道气体的总量和某一种气体的量,氢气的量可根据反应前D中氧化铜粉末质量反应后D中粉末的质量计算,

故答案为:混合气体的总体积;反应前后D中粉末质量的差值(反应前D中氧化铜粉末质量反应后D中粉末的质量);

②检验Fe3+可用KSCN溶液,n(Fe)==0.2mol,

则n(Fe2+)+n(Fe3+)=0.2mol,由2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,可知n(Fe2+)=2n(Cl2)=2×=0.1mol,

则n(Fe3+)=0.1mol,

故答案为:KSCN溶液;0.1.

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简答题

黄铁矿(主要成分为FeS2)是我国大多数硫酸厂制取的主要原料.某化学学习小组对黄铁矿石进行如下实验探究:

[实验一]为测定硫元素的含量

I.将m1g该黄铁矿样品放入如图所示装置(夹持和加热装置省略)的石英管中,从a处不断地缓缓通入空气,高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全.

Ⅱ.反应结束后,将乙瓶中的溶液进行如下处理:

问题讨论:

(1)I中,甲瓶内所盛试剂是______溶液.乙瓶内发生反应的离子方程式有______、______.

(2)Ⅱ中,所需H2O2溶液足量的理由是______.

(3)该黄铁矿石中硫元素的质量分数为______.

[实验二]:设计以下实验方案测定铁元素的含量

问题讨论:

(4)②中,若选用铁粉作还原剂.你认为合理吗?______.

若不合理,会如何影响测量结果:______(若合理,此空不答).

(5)③中,需要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还有______.

(6)④中发生反应的离子方程式为______.

正确答案

(1)空气中含有二氧化碳,能和乙中的氢氧化钠反应生成碳酸钠,碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡导致沉淀量增大,从而导致干扰硫元素的测定,所以要把空气中二氧化碳除去,用氢氧化钠或氢氧化钾溶液除去即可,所以甲中盛放的是氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液;

乙中二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠,离子方程式为 SO2+2OH-=SO32-+H2O,亚硫酸钠和氧气反应生成硫酸钠,离子方程式为2SO32-+O2=2SO42-

故答案为:氢氧化钠或氢氧化钾;SO2+2OH-=SO32-+H2O;2SO32-+O2=2SO42-

(2)为使亚硫酸根离子完全转化为硫酸根离子,加入的双氧水要足量,故答案为:使SO32-完全氧化为SO42-

(3)最终所得沉淀是硫酸钡,根据硫原子守恒得硫的质量,设硫的质量为x,

S-----BaSO432g   233g

x     m2g  

x=g

质量分数=×100%=×100;

故答案为:×100%(或其他合理答案);

(4)铁也能转化为亚铁离子,导致铁含量增大,所以不合理,故答案为:不合理;会使所测得的铁元素的质量分数偏大;

(5)一定物质的量浓度溶液的配制中,除了烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要250mL容量瓶,故答案为:250mL容量瓶;

(6)亚铁离子有还原性,酸性条件下高锰酸根离子有强氧化性,所以能发生氧化还原反应生成锰离子、铁离子和水,离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O;

故答案为:5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O.

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填空题

铜及其化合物一般都具有特征的颜色,例如Cu、Cu2O呈红色,CuO呈黑色,CuSO4•5H2O呈蓝色等.研究性学习小组甲为检测实验室的Cu2O试样中是否含有Cu进行了认真的探究.

Ⅰ.查阅资料:①Cu2O属于碱性氧化物;         ②在空气中灼烧Cu2O生成CuO;

③Cu2O在酸性条件下能发生自身氧化还原反应(Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O).

Ⅱ.设计实验方案:

方案1:取该红色试样溶于足量的稀硝酸中,观察溶液颜色变化

方案2:取该红色试样溶于足量的稀硫酸中,观察是否有残渣

方案3:称得干燥坩埚的质量为a g,取红色试样置于坩埚中称得总质量为b g,在空气中充分灼烧至完全变黑,并在干燥器中冷却,再称量.如此反复多次直到质量不变,称得最后质量为c g.分析数据,作出合理判断.

(1)请你评价方案1和方案2.如果你认为该方案合理,请简述其工作原理;如果你认为该方案不合理,请简述原因.______

(2)方案3中,如果a、b、c的关系符合c=______可确认红色粉末是Cu2O

Ⅲ.研究性学习小组乙,设计了新的探究方案,装置如图所示.

(3)简述新探究方案中,气体发生装置的气密性如何检验(操作、现象、结论):______

(4)你认为依据新方案测定上述红色试样成分必须获得下列哪些物理量:(选填序号)______     ①通入氢气体积; ②反应前,红色试样+硬质试管的总质量;

③完全反应后红色固体+硬质试管的总质量;④实验前,干燥管(含药品)的质量;⑤硬质试管质量;⑥锌粒质量;⑦稀硫酸中含溶质的量;⑧实验后,干燥管(含药品)的质量

(5)有人提出,在氢气发生器与硬质试管之间应加一个干燥装置,你认为______(选填“需要”或“不需要”),简述理由______.

正确答案

(1)根据题目中的已知信,可知铜和氧化亚铜都能和硝酸生成Cu2+,所以方案Ⅰ不合理,铜和氧化亚铜都能和硝酸生成Cu2+,所以方案Ⅱ不合理,Cu+在酸性条件下能发生自身氧化还原反应,也生成了铜单质,故答案为方案Ⅰ不合理,铜和氧化亚铜都能和硝酸生成Cu2+;方案Ⅱ不合理,Cu+在酸性条件下能发生自身氧化还原反应,也生成了铜单质;

(2)根据铜元素守恒,则Cu2O~2CuO

                     144     160

                     b-a      c

解得c=×(b-a),故答案为:(b-a);

(3)检验装置气密性的方法:关闭活塞,从长颈漏斗向试管中注入一定量的水,使漏斗内液面高于试管内液面,静置后若漏斗内液面不下降,则装置的气密性良好;液面下降,则装置漏气,

故答案为:关闭活塞,从长颈漏斗向试管中注入一定量的水,使漏斗内液面高于试管内液面,静置后若漏斗内液面不下降,则装置的气密性良好;液面下降,则装置漏气;

(4)根据化学反应前后红色固体物质的质量变化可以判断物质的组成情况,故答案为:②③⑤;

(5)在氢气发生器与硬质试管之间应加一个干燥装置,让铜粉在氢气流中冷却,杜绝铜粉的吸湿,故答案为:需要;反应后,应让铜粉在氢气流中冷却,如没有干燥管,铜粉将吸湿.

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简答题

西安北郊古墓中曾出土一青铜锤(一种酒具),表面附着有绿色固体物质,打开盖子酒香扑鼻,内盛有26 kg青绿色液体,专家认定是2000多年前的“西汉美酒”.这是我国考古界、酿酒界的一个重大发现.

(1)上述报道引发了某校化学兴趣小组同学的关注,他们收集家中铜器表面的绿色固体进行探究.提出问题:铜器表面附着绿色固体物质是由哪些元素组成的?猜想:查阅相关资料后,猜想绿色固体物质可能是铜绿.

实验步骤:

①对试管内的绿色固体进行加热,至完全分解.观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色,B装置中无水硫酸铜变成蓝色,C装置中澄清石灰水变浑浊.

②取少量加热后生成的黑色固体于试管中,加入稀硫酸.观察到黑色固体逐渐溶解,溶液变成蓝色.

③取少量上述蓝色溶液于试管中,浸入一根洁净的铁丝.观察到铁丝表面有红色物质析出.

④实验结论:绿色固体物质中含有________、________、________、________等元素.(提示:装置内的空气因素忽略不计)

(2)表达与交流:

①图中标有a、b的仪器名称是:a:________;b:________.

②上述实验步骤③中发生反应的离子方程式为______________________________.

③反应完成后,如果先移去酒精灯,可能出现的现象是________________________.

④如果将B、C两装置对调行吗?________.为什么?________________________.

正确答案

(1)铜;碳;氢;氧

(2)①试管;铁架台;②Fe+Cu2+===Cu+Fe2+;③C装置中的液体会倒流入B装置;④不行 若对调,则无法证明加热绿色固体后是否有水生成

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填空题

硫酸工业尾气中二氧化硫含量超过0.05%(体积分数)时需经处理后才能排放.某校兴趣小组欲测定硫酸工业尾气中二氧化硫含量,采用以下方案:

甲方案:如下图所示,图中气体流量计B用于准确测量通过尾气的体积.将尾气通入一定体积已知浓度的碘水中测定二氧化硫的含量.当洗气瓶C中溶液蓝色消失时,立即关闭活塞A.

(1)洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D,可以提高实验准确度,其理由是:______.

(2)洗气瓶C中的溶液可以用其他试剂替代,请你举出一种:______.

(3)洗气瓶C溶液蓝色消失后,没有及时关闭活塞A,测得的SO2含量______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”).

乙方案:实验步骤如以下流程图所示:

(4)写出步骤②中反应的化学方程式______.

(5)步骤③中洗涤沉淀的方法是______.

(6)通过的尾气体积为VL(已换算成标准状况)时,该尾气中二氧化硫含量(体积分数)为______(用含有V、m的代数式表示).

丙方案:将乙方案中步骤①省略,直接将尾气通入过量Ba(OH)2溶液,其余步骤与方案乙相同.

(7)你认为丙方案是否合理,说明理由:______.

正确答案

甲方案利用的原理为:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI,最后测定剩余气体的体积,进而定尾气中二氧化硫的含量;

(1)洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D,可以增大SO2与碘水的接触面积,使SO2和碘水充分反应;

故答案为:增大SO2与碘水的接触面积,使SO2和碘水充分反应;

(2)洗气瓶C中的溶液还可以用酸性高锰酸钾溶液、溴水等代替;

故答案为:酸性高锰酸钾溶液或溴水;

(3)洗气瓶C中溶液蓝色消失后,没有及时关闭活塞A,则通入尾气的体积增大,因此SO2含量偏低;

故答案为:偏低;

乙方案利用的原理为:SO2+H2O2=H2SO4,H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O,最后沉淀硫酸钡的质量计算尾气中二氧化硫的质量,进而计算尾气二氧化硫含量;

 (4)步骤②中反应的化学方程式为:H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O;

故答案为:H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O;

(5)洗涤沉淀的方法是:向漏斗里注入蒸馏水,使水面没过沉淀物,待水流尽后,重复操作2~3次;

故答案为:向漏斗里注入蒸馏水,使水面没过沉淀物,待水流尽后,重复操作2~3次;

(6)mg是硫酸钡的质量,硫酸钡的物质的量为=mol,根据硫元素守恒可知二氧化硫的体积为mol×22.4L/mol=L,故尾气中二氧化硫的体积分数=

故答案为:

丙方案:

(7)将乙方案中步骤①省略,直接将尾气通入过量Ba(OH)2溶液,BaSO3被部分氧化为BaSO4,导致测定的亚硫酸钡的质量偏大,测定二氧化硫的体积偏大,体积分数偏大,故不合理;

故答案为:不合理,BaSO3被部分氧化为BaSO4

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简答题

工业生产的纯碱中常含有少量的NaCl杂质。某校研究性学习活动小组为了测定混合物中纯碱的质量分数,拟使用下图实验装置,先测定一定量的样品和酸反应放出二氧化碳的质量,再计算混合物中纯碱的质量分数。

(1)甲装置的作用是____________;甲装置反应的离子方程式是__________________________。

(2)乙装置反应结束后,再通数分钟空气的作用是___________________。

(3)若去掉丙装置,测得的CO2质量会_________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

(4)若取ng样品装入广口瓶,且反应前填满碱石灰的干燥管丁总质量为mg,实验结束后称得干燥管丁的总质量为w,则Na2CO3质量分数的计算式为_____________________。

(5)有同学认为在丁后面还要加一装置,请分析完成装置图于方框中。

正确答案

(1)除去空气中的CO2等气体,减小误差;CO2+2OH-==CO32-+H2

(2)将产生的CO2全部被干燥管里的碱石灰吸收

(3)偏大

(4) 

(5)

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简答题

某化学兴趣小组测定某FeCl3样品(含少量FeCl2杂质)中铁元素的质量分数,实验室按以下步骤进行:

①称量a g样品,置于烧杯中;

②加入适量盐酸和适量蒸馏水,使样品溶解,然后准确配制成250mL溶液;

③准确量取25.00mL步骤②中配得的溶液,置于烧杯中,加入适量的氯水使反应完全;

④趁热迅速加入过量氨水,充分搅拌,使沉淀完全;

⑤过滤,洗涤沉淀;

⑥将沉淀转移到坩埚内,加热、搅拌,直到固体全部由红褐色变为红棕色后,在干燥器中冷却至室温后,称量;

⑦重复以上操作,至最后两次称得的质量不超过0.1g为止.

请根据上面叙述,回答:

(1)如图所示仪器中,本实验步骤①②③中必须用到的仪器是E、F和______(填字母).

(2)步骤②加入盐酸的目的是______;加快样品溶解的最简单操作是______.

(3)写出步骤③中发生反应的离子方程式______.

(4)步骤⑤的洗涤是洗去附着在沉淀上的______(写离子符号),洗涤沉淀的操作______.

(5)若坩埚质量是W1,坩埚与加热后固体总质量是W2,则样品中铁元素的质量分数为______.

正确答案

(1)因称量时需要天平、钥匙;溶解时需要烧杯、玻璃棒;配制一定物质的量浓度的溶液时需要量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、一定规格的容量瓶;准确量取溶液确定所需酸式滴定管、洗耳球,故答案为:CG;

(2)因FeCl3和FeCl2能发生水解;因用玻璃棒搅拌可加快样品溶解;故答案为:防止FeCl3和FeCl2水解;用玻璃棒搅拌;(3)因氯水能将FeCl2氧化生成FeCl3,2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故答案为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;  

(4)因溶液中含有氨水、氯化铵,所以离子有NH4+、Cl-、OH-;因洗涤沉淀的方法为向漏斗里注入蒸馏水,使水面没过滤渣,等水自然流完后,重复操作2~3次,

故答案为:NH4+、Cl-、OH-;向漏斗里注入蒸馏水,使水面没过滤渣,等水自然流完后,重复操作2~3次;

因铁元素质量守恒,即红棕色固体中的铁就是样品中铁,Fe2O3中铁元素的质量为(W2-W1)g×,样品中铁元素的质量分数是×100%=×100%,

故答案为:×100%.

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简答题

类比法是化学学习中常用的方法,已知硝酸能把铁氧化成Fe(NO33,但当铁过量时,产物是Fe(NO32.某同学受此启发,提出一个相似的观点:氯气与铁反应,当Cl2过量时生成FeCl3,当铁粉过量时产物是FeCl2.为了验证该观点是否正确,该同学将一定量铁粉与Cl2恰好完全反应得到一固体物质A,然后通过实验确定其成分.探究过程如下:

(1)提出假设:

假设1:该固体物质是FeCl2

假设2:该固体物质是______;

假设3:该固体物质是______.

(2)设计实验方案:

取少量固体物质A于烧杯中,加适量水溶解,然后取两份A溶液分别进行实验,实验现象与结论如下表:

(3)已知Fe(NO32溶液为浅绿色,往Fe(NO32溶液中加入少量的稀硫酸,溶液颜色有何变化______,该变化过程的离子方程式为______.

正确答案

(1)根据类比法,结合铁和硝酸反应的产物,产物可能为FeCl2、FeCl3或FeCl3和FeCl2的混合物,

故答案为:FeCl3;FeCl3和FeCl2

(2)固体物质中有FeCl3,在溶液中加入KSCN溶液,溶液应变红,在酸性KMnO4溶液中加入少量A,KMnO4溶液颜色无明显变化,说明不变含还原性物质,即不含FeCl2,故答案为:溶液变红色;FeCl2

(3)NO3-在酸性条件下具有强氧化性,可与Fe2+发生氧化还原反应,反应的离子方程式为3Fe2++NO3-+4H+═3Fe3++NO↑+2H2O,溶液由浅绿色变为黄色,

故答案为:由浅绿色变为黄色;3Fe2++NO3-+4H+═3Fe3++NO↑+2H2O.

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