2024–2025學(xué)年高一化學(xué)必修第一冊同步學(xué)與練(人教版)第20課 鐵鹽和亞鐵鹽(原卷版)_第1頁
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文檔簡介

第20課鐵鹽和亞鐵鹽001學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道Fe3+、Fe2+的檢驗(yàn)原理、試劑的選擇及用顯色法檢驗(yàn)Fe2+時(shí)試劑加入的順序。2.知道Fe2+的強(qiáng)還原性、Fe3+的強(qiáng)氧化性,能依據(jù)氧化還原反應(yīng)原理選擇適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)實(shí)現(xiàn)兩者間的相互轉(zhuǎn)化。3.依據(jù)氧化還原反應(yīng)原理理解Fe、Fe2+、Fe3+的轉(zhuǎn)化關(guān)系及應(yīng)用。002預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)自主梳理一、Fe3+和Fe2+的檢驗(yàn)方法FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,溶液變紅色FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,溶液不變色,再滴加氯水,溶液變紅色1.滴加KSCN溶液,溶液直接變紅色,該溶液中含有______。2.滴加KSCN溶液,無明顯現(xiàn)象,再加新制氯水溶液變紅色,該溶液中含有______。二、鐵鹽、亞鐵鹽的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化Fe3+、Fe2+的相互轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加少量鐵粉振蕩后,溶液變成淺綠色,再加KSCN溶液,溶液顏色無變化向上層清液中滴加新制氯水,溶液變成紅色離子方程式2Fe3++Fe3Fe2+2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-Fe3++3SCN-Fe(SCN)3實(shí)驗(yàn)結(jié)論Fe3+遇到較強(qiáng)的還原劑時(shí),會被還原成Fe2+Fe2+在較強(qiáng)氧化劑的作用下會被氧化成Fe3+1.從化合價(jià)角不變度預(yù)測Fe2+和Fe3+的性質(zhì)具有鹽的通性,與金屬單質(zhì)、堿、堿等發(fā)生反應(yīng)。如與堿(NaOH溶液)反應(yīng)的離子方程式分別為:_______________________、______________________。2.從化合價(jià)改變角度預(yù)測Fe2+和Fe3+的性質(zhì)(1)Fe2+具有_______性和_______性,如硫酸亞鐵與氯水反應(yīng)的離子方程式為____________________。(2)Fe3+具有_______性,如硫酸鐵與鐵粉反應(yīng)的離子方程式為____________________,也具有一定的還原性。如在堿性條件下用NaClO氧化硫酸鐵制備Na2FeO4。預(yù)習(xí)檢測1.(2023年北京清華大學(xué)附中期末)人體血紅蛋白中含有Fe2+,如果誤食亞硝酸鹽會使人中毒,因?yàn)閬喯跛猁}會使Fe2+變Fe3+,生成高鐵血紅蛋白而喪失與O2結(jié)合的能力。服用維生素C可緩解亞硝酸鹽中毒。說明維生素C具有A.氧化性 B.還原性 C.酸性 D.堿性.(2023年河南省洛陽市期末)要想證明某溶液中是否含F(xiàn)e3+,下列操作中正確的是A.加入鐵粉 B.滴加KSCN溶液 C.通入Cl2 D.加入銅片3.(2023年北京市東城區(qū)期末)下列關(guān)于FeCl2和FeCl3的敘述中,不正確的是A.二者溶液的相互轉(zhuǎn)化均可通過化合反應(yīng)實(shí)現(xiàn)B.將鐵粉加入氯水中,最終只能得到FeCl3溶液C.酸性高錳酸鉀溶液可作為鑒別二者溶液的試劑D.分別向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的試管中加入NaOH溶液,最終可得相同物質(zhì)4.(2022年四川省廣安市期末)維生素C又稱“抗壞血酸”,能幫助人體將食物中攝取的、不易吸收的Fe3+轉(zhuǎn)化為易吸收的Fe2+,下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是A.維生素C具有還原性B.Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+發(fā)生了氧化反應(yīng)C.維生素C藥片應(yīng)隔絕空氣保存D.向Fe3+的溶液中加入Cu,也能將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+5.(2023年北京清華大學(xué)附中期末)制印刷電路板時(shí)常用氯化鐵溶液作為“腐蝕液”,發(fā)生的反應(yīng)為2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2。向盛有FeCl3溶液的燒杯中同時(shí)加入鐵粉和銅粉,反應(yīng)結(jié)束后,下列結(jié)果不可能出現(xiàn)的是A.燒杯中有銅、無鐵 B.燒杯中有鐵、無銅C.燒杯中鐵、銅都有 D.燒杯中鐵、銅都無6.(2022年江蘇省江陰市期末)一定條件下,將一定量Fe3O4溶于過量鹽酸生成FeCl2和FeCl3,分別取少量反應(yīng)后的溶液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn),有關(guān)實(shí)驗(yàn)描述正確的是A.滴加KSCN溶液,若溶液變紅色證明溶液中含有Fe3+B.加入5.6g鐵粉恰好完全反應(yīng),則Fe3O4的質(zhì)量為23.2gC.用溶液在銅片上寫字,一段時(shí)間后洗去溶液,觀察到銅片表面無明顯現(xiàn)象D.先向溶液中通入氯氣,再滴加KSCN溶液,若變紅色證明溶液中含有Fe2+?環(huán)節(jié)一鐵離子和亞鐵離子的檢驗(yàn)情境材料燒制磚瓦時(shí),用富含鐵元素黏土做成的坯經(jīng)過烘燒后,鐵的化合物氧化為紅色的氧化鐵燒制磚瓦時(shí),用富含鐵元素黏土做成的坯經(jīng)過烘燒后,鐵的化合物氧化為紅色的氧化鐵(Fe2O3),而制得紅色的磚瓦。烘燒完全后向窯內(nèi)添加大量的煤炭后封窯約1天后,從窯頂向下慢慢澆水7天。水蒸氣和窯內(nèi)高溫的炭發(fā)生化學(xué)反應(yīng),密閉的窯內(nèi)會產(chǎn)生大量的還原氣體H2和CO,它們把紅色Fe2O3又逐漸還原成為青灰色的FeO、Fe3O4,而制得青磚。問題探究1.如何檢驗(yàn)紅磚含有+3價(jià)的鐵元素?2.如何檢驗(yàn)青磚含有+2價(jià)的鐵元素?要點(diǎn)歸納一、Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)1.觀察法溶液呈棕黃色eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(含有),\s\do4(→))),\s\do6())Fe3+;溶液呈淺綠色eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(含有),\s\do4(→))),\s\do6())Fe2+。2.化學(xué)法(1)Fe2+檢驗(yàn)(2)Fe3+檢驗(yàn)①在檢驗(yàn)時(shí)Fe2+,KSCN溶液和氯水的加入順序不能顛倒?、跈z驗(yàn)混合Fe2+和Fe3+混合溶液中Fe2+時(shí),通過滴加酸性酸性高錳酸鉀溶液,根據(jù)紫紅色是否褪去,判斷混合溶液中是否含有Fe2+。③只有Fe3+能與SCN-結(jié)合形成血紅色物質(zhì)(是溶液而不是沉淀),F(xiàn)e2+遇到SCN-不會產(chǎn)生血紅色物質(zhì)。④Fe2+和Fe3+的混合溶液中檢驗(yàn)Fe2+的方法?通常向溶液中滴加適量酸性KMnO4溶液,溶液紫紅色褪去說明含有Fe2+(注意:Cl-等還原性的離子對Fe2+的檢驗(yàn)有干擾)。?待測溶液eq\o(→,\s\up7(K3[Fe(CN)6]溶液))產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,說明溶液中含有Fe2+。典例精講【例1】(2022年湖南省婁底市新化縣期末)為檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐惺欠窈蠪e3+,可以選擇的試劑是A.KSCN溶液 B.AgNO3溶液C.酸性KMnO4溶液 D.BaCl2溶液【例2】(2022年貴州省貴陽市期末)某生產(chǎn)企業(yè)的工業(yè)廢水中含有大量的FeSO4和較多的CuSO4。為了變廢為寶,技術(shù)人員計(jì)劃從該廢水中回收FeSO4和金屬Cu,工藝流程如圖所示?;卮鹣铝袉栴}:(1)“操作1”與“操作2”的名稱為_________,在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行該操作時(shí),所需要的玻璃儀器除燒杯外,還有___________________。(2)加入試劑A的目的是將Cu2+全部轉(zhuǎn)化為Cu,以便回收銅單質(zhì),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________________。(3)“濾渣”的成分為________________,加入的試劑B為__________(填化學(xué)式)。(4)要鑒別“溶液2”中的金屬陽離子,所需實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__________________________________________________________________________________________?!纠?】(2023年北京市海淀區(qū)期末)某補(bǔ)鐵劑的主要成分是硫酸亞鐵(FeSO4),說明書中建議“本品與維生素C同服”。小組同學(xué)為探究其原理,用放置7天的FeSO4溶液(pH>4)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。資料:維生素C(C6H8O6)又稱抗壞血酸,易溶于水,其溶液呈酸性。I.檢驗(yàn)鐵元素的價(jià)態(tài)實(shí)驗(yàn)序號試管中的試劑實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象i2mL放置后FeSO4溶液滴加5滴KSCN溶液后,溶液變?yōu)闇\紅色ii2mL放置后的FeSO4溶液,0.1g維生素C維生素C溶解,溶液pH<3,滴加5滴KSCN溶液后,溶液仍呈無色(1)i中觀察到_______________________,說明溶液中存在Fe3+。將FeSO4氧化的物質(zhì)是_______。(2)①小組同學(xué)推測,ii中溶液仍為無色是因?yàn)榫S生素C與Fe3+發(fā)生了反應(yīng)。補(bǔ)全該反應(yīng)的離子方程式C6H8O6+Fe3+=_____+C6H6O6+H+。②甲同學(xué)認(rèn)為,可以取ii中溶液加入酸性KMnO4溶液驗(yàn)證反應(yīng)產(chǎn)物。乙同學(xué)認(rèn)為該方法不可行,理由是______________________________________________________________________。(3)丙同學(xué)認(rèn)為ii中檢驗(yàn)方案不嚴(yán)謹(jǐn),應(yīng)考慮pH對反應(yīng)的影響,依據(jù)是______________________。II.探究pH對ii中反應(yīng)的影響小組同學(xué)補(bǔ)充了如下實(shí)驗(yàn),繼續(xù)探究pH對ii中反應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)序號試劑實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象iii滴加5滴KSCN溶液后,溶液變?yōu)闇\紅色,淺紅色比i中加深(4)判斷下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)結(jié)論的說法是否正確(填“對”或“錯(cuò)”)。①pH對Fe3+與SCN-的顯色反應(yīng)有影響。_______②加維生素C后pH<3,導(dǎo)致ii中未末檢測出Fe3+。_______(5)反思實(shí)驗(yàn)i~iii,下列說法合理的是_____________(填序號)。a.維生素C具有氧化性和酸性b.同服維生素C可減緩補(bǔ)鐵劑中FeSO4被氧化c.使用KSCN檢驗(yàn)Fe3+時(shí),宜先將溶液酸化?環(huán)節(jié)二鐵離子和和亞鐵的性質(zhì)情境材料硫酸亞鐵片說明書中,藥片上有層包衣。保存FeSO4溶液時(shí),常加入鐵釘。問題探究21.硫酸亞鐵片這層包衣起什么作用?2.保存FeSO4溶液時(shí),加入鐵釘?shù)脑硎鞘裁??要點(diǎn)歸納二、Fe2+、Fe3+的性質(zhì)Fe3+的氧化性Fe2+的還原性?金屬陽離子被還原不一定得到金屬單質(zhì),如Fe3+被還原時(shí)可能得到的是Fe2+。?Fe3+具有較強(qiáng)的氧化性,有時(shí)也表現(xiàn)還原性,如。?Fe2+既有氧化性,又有還原性,但以還原性為主。?反應(yīng)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+應(yīng)用于刻蝕銅電路板。?反應(yīng)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O常用于將溶液中的Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+。?反應(yīng)5Fe2++MnO4-+8H+5Fe3++Mn2++4H2O常用于檢驗(yàn)Fe3+的溶液中是否含有Fe2+。?Fe2+與Fe3+轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用判斷離子共存Fe2+eq\o(→,\s\up6(不共存))NOeq\o\al(-,3)(H+)、ClO-(次氯酸根)、MnOeq\o\al(-,4)(H+)Fe3+eq\o(→,\s\up6(不共存))S2-、I-、SOeq\o\al(2-,3)除雜溶液雜質(zhì)除雜方法FeCl2FeCl3加過量鐵粉后過濾FeCl3FeCl2通Cl2或加氯水或加H2O2FeCl2CuCl2加過量鐵粉后過濾典例精講【例4】(2023年江蘇蘇州下學(xué)期期末)一種利用廢舊鍍鋅鐵皮制備Fe3O4納米粒子的工藝流程如下:已知:Zn及其化合物與Al及其化合物的性質(zhì)相似。下列說法不正確的是A.“堿洗”的目的是為了去除廢舊鍍鋅鐵皮表面的鋅B.“氧化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2OC.“氧化”后的溶液中主要存在的金屬陽離子:Fe3+、Na+D.“加熱沉鐵”時(shí)通入N2是防止空氣中的O2對產(chǎn)品造成影響【例5】(2023年北京市通州區(qū)期末)電路板廣泛用于計(jì)算機(jī)、手機(jī)等電子產(chǎn)品中。某興趣小組擬制作帶有“化學(xué)”標(biāo)志的電路板并對廢液進(jìn)行回收利用。Ⅰ、制作電路板小組同學(xué)取一小塊覆銅板,用油性筆在銅板上寫出“化學(xué)”標(biāo)志,然后浸入FeCl3溶液中,一段時(shí)間后,取出覆銅板并用水洗凈,獲得帶有圖案的印刷電路板和廢液(如下圖所示)。(1)在覆銅板上制作出“化學(xué)”圖案過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________。(2)取少量廢液于試管中,_______________________________________(填操作和現(xiàn)象),則廢液中含有Fe3+。Ⅱ、回收廢液(3)一種從腐蝕廢液回收金屬銅并獲得氯化鐵晶體的工藝流程如下。請根據(jù)流程,回答下列問題。(提示:為充分除去雜質(zhì),所加試劑均為過量)ⅰ、腐蝕廢液中加入藥品①后,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________。ⅱ、④所代表的物質(zhì)是___________(用化學(xué)式表示)。ⅲ、操作方法a、b、c中是過濾的是___________(填序號)。ⅳ、若取2mL溶液⑤加入試管中,然后滴加氫氧化鈉溶液,產(chǎn)生白色沉淀,___________________________________________(補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象),此過程涉及氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________________________________。ⅴ、試劑⑥是Cl2時(shí),發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________。004課堂總結(jié)Fe2+與Fe3+的性質(zhì)比較Fe、Fe2+、Fe3+之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系00503強(qiáng)化訓(xùn)練1.(2023年江蘇省南通市通州區(qū)期末)由鐵及其化合物可制得鐵紅(Fe2O3)、氯化鐵、綠礬(FeSO4·7H2O)、高鐵酸鉀(K2FeO4)、鐵黃(FeOOH)等物質(zhì)。高鐵酸鉀是一種既能殺菌、消毒,又能絮凝凈水的水處理劑,能與水反應(yīng)生成氫氧化鐵和氧氣。鐵黃可用作生產(chǎn)磁性材料、顏料的原料。在給定條件下,下列選項(xiàng)所示的鐵或鐵的化合物間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是A.Feeq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(H2O(g)),\s\do4(→))),\s\do5(高溫))Fe2O3 B.Feeq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(Cl2),\s\do4(→))),\s\do5(點(diǎn)燃))FeCl2C.FeI2(aq)eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(足量Cl2),\s\do4(→))),\s\do5())FeCl3(aq) D.Fe2O3eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(H2O),\s\do4(→))),\s\do4())Fe(OH)32.(2023年江蘇省江陰高級中學(xué)期末)鐵鹽與亞鐵鹽在工業(yè)生產(chǎn)和生活中具有重要應(yīng)用。三氯化鐵在水溶液中易形成氫氧化鐵膠體,具有吸附作用,可用作凈水劑。三氯化鐵溶液可用作印刷電路板刻劑,反應(yīng)化學(xué)方程式為2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2。硫酸亞鐵溶液可用于脫除煙氣中的二氧化硫等有害氣體。下列離子能在印刷電路板的蝕刻廢液中大量存在的是A.H+ B.MnO- C.OH- D.Ag+3.(2023年北京市石景山區(qū)期末)下列關(guān)于離子的檢驗(yàn)方法及結(jié)論不正確的是實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象結(jié)論A取少量待測液于試管中,滴入適量硝酸銀溶液,再加入少量稀硝酸產(chǎn)生白色沉淀,且不溶于稀硝酸溶液中含有Cl-B取已灼燒干凈的鉑絲醮取少量待測液,放在酒精燈外焰上灼燒火焰呈黃色溶液中含有Na+C取少量待測液于試管中,滴入幾滴硫氰化鉀溶液溶液變成紅色溶液中含有Fe3+D取少量待測液于試管中,滴入氯化鋇溶液產(chǎn)生白色沉淀溶液中含有SO2-4.(2023年江蘇省常州市下學(xué)期期中)鐵元素的常見價(jià)態(tài)有+2、+3價(jià),實(shí)驗(yàn)室可用赤血鹽{K3[Fe(CN)6]}溶液檢驗(yàn)Fe2+,黃血鹽{K4[Fe(CN)6]}溶液檢驗(yàn)Fe3+。硫鐵礦燒渣中含有大量Fe2O3,工業(yè)上常用于制取綠礬(FeSO4·7H2O)。下列表示鐵及其化合物相互轉(zhuǎn)化的離子方程式正確的是A.將Fe屑溶于稀鹽酸:2Fe+6H+Fe3++3H2↑B.將Cu絲插入FeCl3溶液:3Cu+2Fe3+3Cu2++2FeC.向FeCl3溶液中滴加氨水:Fe3++3OH-Fe(OH)3↓D.FeSO4溶液敞口放置在空氣中:4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O5.(2023年廣東省東莞市期末)部分含鐵物質(zhì)的類別與相應(yīng)化合價(jià)關(guān)系如圖所示(f、g可溶于水)。下列推斷不合理的是A.a(chǎn)與H2O(g)高溫下反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)a轉(zhuǎn)化為cB.g與Cu反應(yīng)或b與H+反應(yīng),均可得到fC.可實(shí)現(xiàn)f→d→e→g→f的循環(huán)轉(zhuǎn)化D.由圖可預(yù)測;高鐵酸鹽(FeO2-)具有強(qiáng)氧化性,可用于消毒6.(2022年江蘇省南通市通州區(qū)期末)由鐵及其化合物可制得鐵紅(Fe2O3)、氯化鐵、綠礬(FeSO4·7H2O)、高鐵酸鉀(K2FeO4)、鐵黃(FeOOH)等物質(zhì)。高鐵酸鉀是一種既能殺菌、消毒,又能絮凝凈水的水處理劑,能與水反應(yīng)生成氫氧化鐵和氧氣。鐵黃可用作生產(chǎn)磁性材料、顏料的原料。由硫鐵礦燒渣(主要含F(xiàn)e2O3、CuO、SiO2)得到綠礬,再由綠礬制備鐵黃的流程如下:已知:SiO2難溶于水也難溶于鹽酸、硫酸、硝酸等酸。下列說法不正確是A.“酸浸”時(shí)應(yīng)選用硫酸來溶解燒渣B.“還原”時(shí)參加反應(yīng)的與燒渣中Fe2O3、CuO滿足:n(Fe)>n(Fe2O3)+n(CuO)C.“氧化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)為4FeSO4+8NH3·H2O+O24(NH4)2SO4+4FeOOH↓+2H2OD.“氧化”時(shí)pH越高,越有利于制得純凈的鐵黃7.(2023年江蘇省南通市如皋市期末)對FeCl3溶液腐蝕銅線路板后產(chǎn)生廢液X進(jìn)行回收處理,流程如下圖。下列說法正確的是A.廢液X中一定存在c(Cu2+)≤EQ\f(1,6)c(Cl-)B.溶液B為FeCl3溶液C.實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行操作①②時(shí),需用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒D.將操作②得到的Cu與溶液A混合,充分反應(yīng)后,所得溶液與廢液X成分完全相同8.(2023年四川省內(nèi)江市期末)化合價(jià)和物質(zhì)類別是整理元素的單質(zhì)及化合物知識的兩個(gè)要素,可表示為“價(jià)-類”二維圖。已知鐵元素的“價(jià)-類”二維圖如圖所示。下列說法正確的是化合價(jià)A.利用上述轉(zhuǎn)化④,向NaOH溶液中滴加FeCl3飽和溶液,可制取Fe(OH)3膠體B.FeO是一種黑色粉末,不穩(wěn)定,在空氣中受熱,迅速被氧化成Fe2O3C.Fe(OH)2露置于空氣中,可實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化⑧,該反應(yīng)既屬于化合反應(yīng),又屬于氧化還原反應(yīng)D.實(shí)驗(yàn)室中檢驗(yàn)Fe2+,先加入氯水可實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化⑥,再加入KSCN溶液,溶液變紅,證明溶液中含9.(2023年江蘇蘇州下學(xué)期期末)一種利用廢舊鍍鋅鐵皮制備Fe3O4納米粒子的工藝流程如下:已知:Zn及其化合物與Al及其化合物的性質(zhì)相似。下列說法不正確的是A.“堿洗”的目的是為了去除廢舊鍍鋅鐵皮表面的油污及鋅B.“氧化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2OC.“氧化”后的溶液中主要存在的金屬陽離子:Fe3+、Na+D.“加熱沉鐵”時(shí)通入N2是防止空氣中的O2對產(chǎn)品造成影響10.(2023年廣東省東莞市期末)實(shí)驗(yàn)探究Fe2+、Fe3+的性質(zhì)。已知:Fe2+可與K3[Fe(CN)6]溶液反應(yīng)生成藍(lán)色

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