第37講難溶電解質(zhì)的溶解平衡(講義)2024年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義分層練習(xí)_第1頁
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文檔簡介

第36講難溶電解質(zhì)的溶解平衡任務(wù)目標(biāo)任務(wù)目標(biāo)1.了解難溶電解質(zhì)的溶解平衡。2.理解溶度積(Ksp)的含義,能進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。3.能正確分析沉淀溶解平衡圖像。必備知識(shí)考點(diǎn)一沉淀溶解平衡及應(yīng)用必備知識(shí)1.固體溶質(zhì)的溶解性在20℃時(shí),物質(zhì)的溶解度與溶解性的關(guān)系如下:2.沉淀溶解平衡(1)定義。沉淀溶解平衡狀態(tài)是指在一定溫度下,當(dāng)難溶強(qiáng)電解質(zhì)溶于水形成飽和溶液時(shí),沉淀溶解速率和沉淀生成速率相等的狀態(tài)。例如,在一定溫度下,當(dāng)AgCl溶于水形成飽和溶液時(shí),AgCl溶于水形成Ag+和Cl-的速率等于溶液中的Ag+和Cl-結(jié)合生成AgCl的速率的狀態(tài),屬于溶解平衡狀態(tài)。(2)溶解平衡的建立。固體溶質(zhì)eq\o(,\s\up7(溶解),\s\do5(沉淀))溶液中的溶質(zhì)①v(溶解)>v(沉淀),固體溶解②v(溶解)=v(沉淀),溶解平衡③v(溶解)<v(沉淀),析出晶體(3)沉淀溶解平衡的特征(4)影響因素①內(nèi)因難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)是決定因素。以AgCl為例:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)。外界條件移動(dòng)方向c(Ag+)Ksp升高溫度正向增大增大加入少量的AgNO3逆向增大不變加入Na2S正向減小不變通入HCl逆向減小不變3.沉淀溶解平衡的應(yīng)用(1)沉淀的生成。①調(diào)節(jié)pH法。如除去CuCl2溶液中的雜質(zhì)FeCl3,可以向溶液中加入CuO,調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而除去。離子方程式為CuO+2H+=Cu2++H2OFe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3H+。②沉淀劑法。如用H2S沉淀Hg2+的離子方程式為Hg2++H2S=HgS↓+2H+。(2)沉淀的溶解當(dāng)沉淀溶解平衡的離子發(fā)生反應(yīng)造成濃度降低,沉淀溶解平衡向溶解的方向移動(dòng),結(jié)果就是沉淀溶解了。①酸溶解法。如CaCO3溶于鹽酸,離子方程式為CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑。Cu(OH)2溶于稀硫酸,離子方程式為Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O。②鹽溶液溶解法。如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,離子方程式為Mg(OH)2+2NHeq\o\al(+,4)=Mg2++2NH3·H2O。(3)沉淀的轉(zhuǎn)化。①實(shí)質(zhì):沉淀溶解平衡的移動(dòng)。②規(guī)律:一般說來,溶解度小的沉淀容易轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀。沉淀的溶解度差別越大,越容易轉(zhuǎn)化。③應(yīng)用a.鍋爐除垢:將CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3,離子方程式為CuSO4+COeq\o\al(2-,3)=CaCO3↓+SOeq\o\al(2-,4)。b.礦物轉(zhuǎn)化:CuSO4溶液遇PbS轉(zhuǎn)化為CuS,離子方程式為Cu2++PbS=CuS↓+Pb2+。要點(diǎn)突破要點(diǎn)突破1.下列說法正確的是()A.25°C時(shí),等體積的鹽酸和醋酸,前者一定比后者的導(dǎo)電能力強(qiáng)B.氯化銅水解的實(shí)質(zhì)是Cu2+與水電離產(chǎn)生的OH﹣結(jié)合成弱電解質(zhì)Cu(OH)2C.中和pH與體積均相同的鹽酸和醋酸溶液,鹽酸消耗的NaOH多D.AgNO3溶液與NaCl溶液混合后的溶液中,一定有c(Ag+)=c(Cl﹣)【答案】B【解析】A.溶液的導(dǎo)電能力與離子濃度有關(guān),溶液的濃度未知,無法判斷醋酸的電離程度,故A錯(cuò)誤;B.CuCl2水解的實(shí)質(zhì)是Cu2+與水電離出來的OH﹣結(jié)合生成了弱電解質(zhì)Cu(OH)2,促進(jìn)水的電離平衡正向進(jìn)行,溶液顯酸性,故B正確;C.pH相等的醋酸和鹽酸溶液,醋酸的物質(zhì)的量濃度大于鹽酸,等體積等PH的醋酸和鹽酸溶液,消耗的氫氧化鈉的物質(zhì)的量與酸的物質(zhì)的量成正比,所以醋酸消耗的氫氧化鈉溶液多,故C錯(cuò)誤;D.AgNO3溶液與NaCl溶液混合后的溶液中,二者反應(yīng)生成氯化銀沉淀,在一定溫度下銀離子和氯離子濃度的乘積是常數(shù),不一定有c(Ag+)=c(Cl﹣),混合溶液中銀離子濃度和氯離子濃度大小,取決于硝酸銀和氯化鈉的濃度相對量大小,故D錯(cuò)誤;故選:B。2.下列化學(xué)原理的應(yīng)用,主要用沉淀溶解平衡原理來解釋的是()①熱純堿溶液的洗滌油污能力強(qiáng);②誤將鋇鹽[BaCl2、Ba(NO3)2]當(dāng)作食鹽食用時(shí),常用0.5%的Na2SO4溶液解毒;③溶洞、珊瑚的形成;④碳酸鋇不能做“鋇餐”而硫酸鋇則能;⑤泡沫滅火器滅火的原理。A.②③④ B.①②③ C.③④⑤ D.①②③④⑤【答案】A【解析】①碳酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽,因?yàn)樗馐蛊淙芤撼蕢A性,堿能促進(jìn)油脂水解,所以熱純堿溶液的洗滌油污能力強(qiáng),應(yīng)用了鹽類水解原理,故不符合;②鋇離子有毒,所以可溶性的鋇鹽有毒,鋇離子和硫酸根離子反應(yīng)生成不溶于酸和水的硫酸鋇,即易溶性的物質(zhì)能向難溶性的物質(zhì)轉(zhuǎn)化,所以可以用沉淀溶解平衡原理來解釋;③水中含有鈣離子,空氣中有二氧化碳,二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸,碳酸和鈣離子反應(yīng)生成難溶性的碳酸鈣,長時(shí)間反應(yīng),形成溶洞珊瑚,所以可以用沉淀平衡原理來解釋;④碳酸鋇能和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇和二氧化碳、水,硫酸鋇和鹽酸不反應(yīng),所以碳酸鋇不能做“鋇餐”而硫酸鋇則能,可以用沉淀平衡原理來解釋;⑤碳酸氫鈉水解使其溶液呈堿性,硫酸鋁水解使其溶液呈酸性,氫離子和氫氧根離子反應(yīng)生成水,則碳酸氫鈉和硫酸鋁相互促進(jìn)水解,從而迅速的產(chǎn)生二氧化碳,所以可以用鹽類水解原理來解釋泡沫滅火器滅火的原理,故不符合;②③④符合溶解平衡原理,故答案為A。3.室溫下向100mL蒸餾水中加入1gCaCO3,一段時(shí)間后再向其中加入10mL蒸餾水,一段時(shí)間后繼續(xù)加入10mL蒸餾水。該過程中電導(dǎo)率的變化如下圖:已知:室溫下,CaCO3的溶解度為3g。下列說法不正確的是()A.a(chǎn)→b電導(dǎo)率上升是由于CaCO3固體部分溶解于水中B.c和e對應(yīng)的時(shí)刻分別加入了10mL蒸餾水C.c→d、e→f,電導(dǎo)率下降,說明CaCO3的溶解平衡逆向移動(dòng)D.g后的電導(dǎo)率幾乎不再改變,說明CaCO3的溶解達(dá)到平衡狀態(tài)【答案】C【解析】碳酸鈣在水中的溶解度小,溶于水的碳酸鈣在溶液中完全電離,使溶液中的離子濃度增大,導(dǎo)致a→b電導(dǎo)率上升,故A項(xiàng)正確;由圖可知,c→d、e→f的電導(dǎo)率下降,說明溶液中離子濃度減小,則c和e對應(yīng)的時(shí)刻應(yīng)該是分別加入了10mL蒸餾水,故B項(xiàng)正確;由圖可知,c→d、e→f的電導(dǎo)率下降,說明溶液中離子濃度減小,則c和e對應(yīng)的時(shí)刻應(yīng)該是分別加入了10mL蒸餾水;加入蒸餾水,碳酸鈣的溶解平衡正向移動(dòng),故C項(xiàng)錯(cuò)誤;g后的電導(dǎo)率幾乎不再改變,說明溶液中的離子濃度不再改變,碳酸鈣的溶解在溶液中達(dá)到平衡狀態(tài),故D項(xiàng)正確。必備知識(shí)考點(diǎn)二溶度積常數(shù)及其應(yīng)用必備知識(shí)1.溶度積和離子積比較以AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)為例溶度積離子積定義沉淀溶解的平衡常數(shù)溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積符號(hào)KspQc表達(dá)式Ksp(AmBn)=Cm(An+)·Cn(Bm-),式中的濃度都是平衡濃度Qc(AmBn)=Cm(An+)·Cn(Bm-),式中的濃度是任意濃度應(yīng)用判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解①Q(mào)c>Ksp:溶液過飽和,有沉淀析出②Qc=Ksp:溶液飽和,處于溶解平衡狀態(tài)③Qc<Ksp:溶液不飽和,無沉淀析出的影響因素(1)內(nèi)因:難溶物質(zhì)本身的性質(zhì),這是主要決定因素。(2)外因:Ksp只受溫度影響。絕大多數(shù)難溶電解質(zhì)的溶解是吸熱過程,升高溫度,平衡向溶解方向移動(dòng),Ksp增大。特別提醒:①濃度:加水稀釋,平衡向溶解方向移動(dòng),但Ksp不變。②其他:向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶物質(zhì)或更難電離物質(zhì)或氣體的離子時(shí),平衡向溶解方向移動(dòng),但Ksp不變。要點(diǎn)突破要點(diǎn)突破1.已知25℃時(shí),物質(zhì)的溶度積常數(shù)為Ksp(FeS)=6.3×10﹣18;Ksp(CuS)=1.3×10﹣36;Ksp(ZnS)=1.6×10﹣24.下列說法正確的是()A.在相同溫度下,CuS的溶解度大于ZnS的溶解度B.除去工業(yè)廢水Fe2+中的Cu2+,可選用FeS作沉淀劑C.足量CuSO4溶解在的H2S溶液中,Cu2+能達(dá)到的最大濃度為1.3×10﹣35mo1/LD.在ZnS的飽和溶液中,加入ZnCl2溶液,則使Ksp(ZnS)變小【答案】B【解析】A.ZnS與CuS的組成結(jié)構(gòu)相同,由于Ksp(CuS)=1.3×10﹣36<Ksp(ZnS)=1.6×10﹣24,則CuS的溶解度小于ZnS的溶解度,故A錯(cuò)誤;B.由于Ksp(CuS)=1.3×10﹣36<Ksp(FeS)=6.3×10﹣18,CuS的溶解度小于FeS的,所以除去工業(yè)廢水Fe2+中的Cu2+,可選用FeS作沉淀劑,故B正確;C.H2S是弱酸,硫離子的最大濃度為,CuS的溶度積常數(shù)(Ksp)=1.3×10﹣36,所以溶液中Cu2+的最小濃度為1.3×10﹣35mol/L,故C錯(cuò)誤;D.溶度積受溫度影響,與離子濃度無關(guān),在ZnS的飽和溶液中,加入ZnCl2溶液,Ksp(ZnS)不變,故D錯(cuò)誤。故選:B。2.下列實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論均正確的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象結(jié)論A常溫下,測定等濃度的HCOOK和K2S溶液的pHpH(HCOONa)<pH(K2S)Ka(HCOOH)>Ka2(H2S)B向淀粉溶液中加稀硫酸共熱,冷卻后再加入新制Cu(OH)2懸濁液,加熱無磚紅色沉淀生成淀粉沒有發(fā)生水解C加熱石蠟生成的氣體能使酸性高錳酸鉀溶液褪色加熱石蠟產(chǎn)生的氣體一定是乙烯D向MgCl2溶液中滴加足量NaOH溶液,再滴加CuCl2溶液先生成白色沉淀,后又有藍(lán)色沉淀生成Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]【答案】A 【解析】A.常溫下,測定等濃度的HCOOK和K2S溶液的pH,pH(HCOONa)<pH(K2S),則的水解能力小于S2,則甲酸的電離程度大于的電離程度,有Ka(HCOOH)>Ka2(H2S),A正確;B.水解后檢驗(yàn)葡萄糖,應(yīng)在堿性條件下,沒有加堿至堿性,故不能檢驗(yàn)水解產(chǎn)物,B錯(cuò)誤;C.加熱石蠟,生成的氣體能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,則加熱石蠟產(chǎn)生的氣體具有還原性,可能是不飽和烴,如乙烯,C錯(cuò)誤;D.向MgCl2溶液中滴加足量NaOH溶液,再滴加CuCl2溶液,先生成白色沉淀,后又有藍(lán)色沉淀生成,可能是過量的NaOH與CuCl2反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀,D錯(cuò)誤;答案選A。3.常溫下,某水溶液M中存在的離子有:Na+、A2﹣、HA﹣、H+、OH﹣,存在的分子有H2O、H2A.根據(jù)題意回答下列問題:(1)寫出酸H2A的電離方程式______。(2)若溶液M由10mL2mol?L﹣1NaHA溶液與10mL2mol?L﹣1NaOH溶液混合而得,則溶液M的pH______7(填“>”、“<”或“=”),溶液中離子濃度由大到小順序?yàn)開_____。(溶液混合時(shí)體積變化忽略)。(3)已知難溶電解質(zhì)MmAn在水溶液中存在溶解平衡,該難容電解質(zhì)的溶解平衡表達(dá)式為______,其溶度積表達(dá)式為______。已知某溫度下難溶電解質(zhì)硫酸銀在水溶液中Ksp=1.08×10﹣16,把1克硫酸銀投入20毫升水中,充分溶解后,溶液中C(Ag+)=______。(4)25℃時(shí),amol/L氨水和鹽酸等體積混合充分反應(yīng)后,C()═C(Cl﹣),求氨水的電離常數(shù)K=______?!敬鸢浮浚?)H2A?H++HA﹣、HA﹣?H++A2﹣(2)>c(Na+)>c(A2?)>c(OH?)>c(HA?)>c(H+)(3)MmAn(s)?mMn+(aq)+nAm﹣(aq)Ksp=cm(Mn+)?cn(Am?)6×10﹣6(4)mol/L【解析】(1)溶液中存在的分子有H2O、H2A,則H2A為弱酸,其電離方程式為:H2A?H++HA﹣、HA﹣?H++A2﹣;(2)10mL

2mol?L?1NaHA溶液與10mL

2mol?L?1NaOH溶液混合生成Na2A,水解顯堿性,pH>7;離子水解以第一步為主,則離子濃度關(guān)系為c(Na+)>c(A2?)>c(OH?)>c(HA?)>c(H+);(3)難溶電解質(zhì)MmAn在水溶液中存在溶解平衡,MmAn(s)?mMn+(aq)+nAm?(aq);其溶度積常數(shù)表達(dá)式為Ksp=cm(Mn+)?cn(Am?);已知某溫度下難溶電解質(zhì)硫酸銀在水溶液中Ksp=1.08×10?16,即每100克水僅溶解克硫酸銀,在20mL水中加入1克硫酸銀固體,為飽和溶液,有[Ag+]2×[]=1.08×10?16,設(shè)[]為x,則有4x3=1.08×10?16,x=3×10?6,則c(Ag+)=6×10﹣6;故答案為:MmAn(s)?mMn+(aq)+nAm?(aq);Ksp=cm(Mn+)?cn(Am?);6×10?6;(4)氨水的電離常數(shù)。必備知識(shí)考點(diǎn)三沉淀溶解平衡圖像的分析必備知識(shí)1.有關(guān)沉淀溶解平衡Ksp曲線的分析(1)典型示例(2)點(diǎn)的變化a→c曲線上變化,增大c(SOeq\o\al(2-,4))b→c加入1×10-5mol·L-1Na2SO4溶液(加水不行)d→c加入BaCl2固體(忽略溶液的體積變化)c→a曲線上變化,增大c(Ba2+)曲線上方的點(diǎn)表示有沉淀生成;曲線下方的點(diǎn)表示不飽和溶液2.有關(guān)沉淀溶解平衡對數(shù)圖像分析圖像說明已知:pM=-lgc(M)(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+),p(COeq\o\al(2-,3))=-lgc(COeq\o\al(2-,3))橫坐標(biāo)數(shù)值越大,c(COeq\o\al(2-,3))越小縱坐標(biāo)數(shù)值越大,c(M)越小曲線上方的點(diǎn)為不飽和溶液曲線上的點(diǎn)為飽和溶液曲線下方的點(diǎn)表示有沉淀生成曲線上任意一點(diǎn),坐標(biāo)數(shù)值越大,其對應(yīng)的離子濃度越小要點(diǎn)突破要點(diǎn)突破1.在t℃時(shí),Ag2CrO4(橘紅色)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。又知AgCl的Ksp=1.8×10-10。下列說法不正確的是()A.t℃時(shí),Ag2CrO4的Ksp為1×10-8B.飽和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y點(diǎn)變?yōu)閄點(diǎn)C.t℃時(shí),Y點(diǎn)和Z點(diǎn)時(shí)Ag2CrO4的Ksp相等D.t℃時(shí),將0.01mol·L-1AgNO3溶液滴入20mL0.01mol·L-1KCl和0.01mol·L-1K2CrO4的混合溶液中,Cl-先沉淀【答案】A【解析】A、由圖中數(shù)據(jù)可計(jì)算Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO42)=(1×10-3)2×1×10-5=1.0×10-11,故A錯(cuò)誤,符合題意;B、在Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4,c(CrO42)增大,則c(Ag+)降低,而X點(diǎn)與Y點(diǎn)的c(Ag+)相同,故B正確,不符合題意;C、Y點(diǎn)、Z點(diǎn)溶液的溫度相同,則Ksp相同,故C正確,不符合題意;D、由AgCl的Ksp計(jì)算此條件下AgCl沉淀時(shí)的c(Ag+)=mol·L-1=1.8×10-8mol·L-1,由Ag2CrO4的Ksp計(jì)算c(Ag+)=mol·L-1=3.2×10-5mol·L-1,Cl-沉淀需要的c(Ag+)更低,可知Cl-先沉淀,故D正確,不符合題意;2.某溫度下,向10mL0.1mol·L1NaCl溶液和10mL0.1mol·L1K2CrO4溶液中分別滴加0.1mol·L1AgNO3溶液。滴加過程中pM[pM=lgM,M為c(Cl)或c()]與所加AgNO3溶液體積之間的關(guān)系如圖所示。已知Ag2CrO4為深紅色沉淀,10,。下列說法錯(cuò)誤的是()A.a(chǎn)1、b、c三點(diǎn)所示溶液中c(Ag+):b>c>a1B.若將上述NaCl溶液的濃度改為0.2mol·L1,則a1點(diǎn)會(huì)平移至a2點(diǎn)C.若將a1與b點(diǎn)溶液混合,則有AgCl與Ag2CrO4固體析出D.用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定NaCl溶液時(shí),可用K2CrO4溶液作指示劑【答案】C【解析】根據(jù)pM=-lgc(Cl)或pM=-lgc(CrO42-)可知,c(CrO42-)越小,pM越大。根據(jù)圖像,向10mL0.1mol·LlNaCl溶液和10mL0.1mol·LlK2CrO4溶液中分別滴加0.1mol·LlAgNO3溶液。當(dāng)?shù)渭?0mL0.1mol·LlAgNO3溶液時(shí),氯化鈉恰好反應(yīng),滴加20mL0.1mol·LlAgNO3溶液時(shí),K2CrO4恰好反應(yīng),因此al所在曲線為氯化鈉,b、c所在曲線為K2CrO4,據(jù)此分析解答。A.a(chǎn)l點(diǎn)恰好反應(yīng),-lgc(Cl,c(Cl)=10-mol·Ll,則c(Ag+)=10-mol·Ll,b點(diǎn)c(Ag+)=2×10-4mol·Ll,c點(diǎn),K2CrO4過量,c(CrO42-)約為原來的,則c(CrO42-)=0.025mol·Ll,則c(Ag+)==×10-5mol·Ll,al、b、c三點(diǎn)所示溶液中b點(diǎn)的c(Ag+)最大,A正確;B.溫度不變,氯化銀的溶度積不變,若將上述NaCl溶液濃度改為0.2mol·L-1,平衡時(shí),-lgc(Cl,但需要的硝酸銀溶液的體積變成原來的2倍,因此a1點(diǎn)會(huì)平移至a2點(diǎn),B正確;C.將a1與b點(diǎn)溶液混合,AgCl沉淀出來,銀離子量不足,Ag2CrO4不能沉淀.C錯(cuò)誤;D.根據(jù)上述分析,當(dāng)溶液中同時(shí)存在Cl和CrO42時(shí),加入硝酸銀溶液,Cl先沉淀,用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定NaCl溶液時(shí),可用K2CrO4溶液作指示劑,滴定至終點(diǎn)時(shí),會(huì)生成Ag2CrO4為紅棕色沉淀,D正確。答案為C。3.將2O4·2H2O固體樣品放在熱重分析儀中進(jìn)行熱重分析,測得其熱重分析曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如圖所示:已知:①草酸鹽受熱分解易放出碳的氧化物。②500℃之前,該熱重分析儀的樣品池處于氬氣氣氛中,500℃時(shí)起,樣品池與大氣相通。回答下列問題:(1)300℃時(shí)是樣品脫水的過程,試確定350℃時(shí)樣品是否脫水完全___________(填“是”或“否”)(2)400℃時(shí)發(fā)生變化的化學(xué)方程式是___________。(3)將600℃時(shí)樣品池中殘留的固體隔絕空氣冷卻至室溫,再向該固體中加入一定量的稀鹽酸剛好完全溶解,用pH試紙測得所得溶液的pH=3,其原因是___________(用離子方程式回答)。向該溶液中滴加適量NaOH溶液,生成紅褐色沉淀,測得此時(shí)溶液中鐵元素的離子濃度為4.0×10-11mol·L-1,則此時(shí)溶液的pH=___________(已知:Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38)。(4)將1500℃時(shí)樣品池中殘留的固體隔絕空氣冷卻后,用稀鹽酸溶解得到一棕黃色溶液。取少量該溶液滴加KSCN溶液,溶液顯血紅色;另取少量的該溶液滴加K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液,產(chǎn)生特征藍(lán)色沉淀。寫出殘留固體與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式___________【答案】是FeC2O4FeO

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