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文檔簡介
第七單元燃料及其應(yīng)用課題1燃燒和滅火燃燒1、定義:通常的燃燒是指可燃物跟氧氣發(fā)生的一種發(fā)光、放熱的劇烈的氧化反應(yīng)。2、探究燃燒的條件(本實驗要在通風櫥或抽風設(shè)備下進行):
【實驗現(xiàn)象】圖(1)銅片上的白磷燃燒,銅片上的紅磷和水中的白磷沒有燃燒。圖(2)白磷在水下燃燒。
【實驗分析】如右圖(1)。
①與②對比,說明:物質(zhì)是否發(fā)生燃燒與可燃物燃燒所需要的溫度有關(guān)。
①與③對比,說明:物質(zhì)是否發(fā)生燃燒與是否與氧氣或空氣接觸有關(guān)。
圖(1)中的③與圖(2)對比,再次說明:燃燒必須有氧氣或空氣?!緦嶒灲Y(jié)論】燃燒的條件:同時具備①可燃物;②與氧氣或空氣接觸;③達到燃燒所需的最低溫度(也稱:達到著火點)。
【注意事項】①著火點是可燃物著火燃燒時所需的最低溫度,是物質(zhì)的一種性質(zhì),不隨外界條件的變化而變化。②并非所有的燃燒都需要氧氣。③只有三個條件全部滿足,燃燒才能發(fā)生。=4\*GB3④磷燃燒產(chǎn)物有污染可改進此實驗。自燃:由緩慢氧化引起的自發(fā)燃燒(白磷在空氣中達40度即可自燃)。滅火1、滅火的原理:
①清除可燃物或使可燃物與其他物品隔離;②隔絕氧氣(空氣);③使可燃物溫度降低到著火點以下。
【注意事項】
①在燃燒的三個條件中,只需破壞一個條件就可以使燃燒停止。
②著火點一般不可變,溫度才可變,常錯誤地描述成“降低著火點”2、滅火器。(1)泡沫滅火器的反應(yīng)原理:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑(2)干粉滅火器——利用壓縮CO2吹出干粉:滅油、氣引起的失火(3)CO2滅火器——將壓縮CO2噴出:滅滅圖書檔案,貴重設(shè)備儀器(4)水基型滅火器:噴出泡沫和水膜(滅汽油、柴油和固體燃料)爆炸(因溫度升高或氣體增加導致壓強增大而引發(fā)的能量釋放過程)1、引發(fā)爆炸的原因(1)化學變化引發(fā)的爆炸:物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng),在短時間且有限空間內(nèi)產(chǎn)生高溫使周圍氣體膨脹(有些反應(yīng)還會產(chǎn)生大量氣體),從而使有限空間內(nèi)的壓強急劇增大引起爆炸。常見易燃物和易爆物:可燃性氣體(H2天然氣.煤氣.石油液化氣);可燃性粉塵(煤粉,面粉等)爆炸條件:有限空間內(nèi)可燃性氣體等在空氣中達到一定含量(爆炸極限)且遇火才會燃燒爆炸。(2)物理變化引發(fā)的爆炸:物質(zhì)因狀態(tài)或壓力發(fā)生突變而形成的爆炸。原理:液體變成蒸氣或者氣體迅速膨脹、氣體增加,導致壓力急速增加,并大大超過容器的極限壓力而發(fā)生爆炸。實例:蒸氣鍋爐氣體過多、液化氣鋼瓶受熱、輪胎受熱等引起的爆炸。2、粉塵爆炸實驗【實驗分析】面粉被吹起后與空氣充分接觸,又被蠟燭點燃。在有限的空間內(nèi)發(fā)生急劇燃燒并放出大量熱,使金屬罐內(nèi)的氣體急劇膨脹并將塑料蓋掀起(即引起爆炸)
【注意事項】①面粉應(yīng)該是干燥的;②氣囊的作用:使面粉與空氣充分混合,增大面粉與空氣氣的接觸面積。③鼓氣球與金屬罐之間的連接管可稍長一些,人距離該裝置遠一些,以防危險。影響燃燒劇烈程度的因素:內(nèi)因:與可燃物的性質(zhì)有關(guān)。外因:氧氣的濃度,可燃物與氧氣的接觸面積(粉末狀固體與氧氣的接觸面積比塊狀固體大)。油庫、面粉加工廠、紡織廠和煤礦的礦井內(nèi)等地方必須做的安全措施:通風、嚴禁煙火。3、與燃燒和爆炸有關(guān)的圖標:詳見教材133頁課題2燃料的合理利用與開發(fā)化學反應(yīng)中的能量變化化學反應(yīng)在生成新物質(zhì)的同時,還一定伴隨能量的變化,而能量的變化常表現(xiàn)為熱量的變化。多數(shù)反應(yīng)放熱,少數(shù)吸熱。生石灰與水反應(yīng):CaO+H2OCa(OH)2(放熱反應(yīng))木炭還原二氧化碳:CO2+C2CO(吸熱反應(yīng))化石能源:煤、石油、天然氣、可燃冰(均為混合物,且均為不可再生能源)1、煤——“工業(yè)的糧食”(1)煤中主要含C元素。(2)為了使煤得到綜合利用,可以將煤干餾,即隔絕空氣加強熱,使煤分解為焦炭、煤焦油、煤氣等有用的物質(zhì)。(干餾是化學變化)2、石油——“工業(yè)的血液”(1)石油中主要含C、H元素。(2)利用石油中各成分的沸點不同將石油分餾,使石油中各成分分離。(分餾是物理變化)由石油煉制的部分產(chǎn)品:溶劑油、汽油、航空煤油、煤油、柴油、潤滑油、石蠟、瀝青。3、天然氣(1)天然氣中主要含C、H元素。主要成分是甲烷(沼氣),在農(nóng)村可作清潔燃料。(2)甲烷是最簡單的有機物、相對分子質(zhì)量最小的有機物。(3)甲烷的物理性質(zhì):無色無味的氣體,密度比空氣小,極難溶于水。(4)甲烷的化學性質(zhì):可燃性。甲烷燃燒的化學方程式:CH4+2O2CO2+2H2O(甲烷燃燒會產(chǎn)生明亮的藍色火焰。)【實驗現(xiàn)象】【實驗結(jié)論】證明有水和CO2生成,證明CH4中含C和H元素。規(guī)律:=1\*GB3①含C和H元素的物質(zhì)燃燒一般都會有上面的現(xiàn)象、都會有H2O和CO2生成,比如已學的蠟燭的燃燒即將學的乙醇(酒精)的燃燒。=2\*GB3②含C元素的物質(zhì)不充分燃燒會產(chǎn)生CO注意:三種常見的可燃性氣體(氫氣、一氧化碳、甲烷)點燃前一定要檢驗純度4、合理利用與開發(fā)化石能源(1)化石燃料充分燃燒通??紤]兩點:=1\*GB3①燃燒時要有足夠的空氣;=2\*GB3②燃料與空氣要有足夠大的接觸面(粉末狀固體與氧氣的接觸面積比塊狀固體大)。實例:將塊狀的煤加工粉碎成煤粉,或者制成蜂窩煤等。(2)開發(fā)新的化石能源——可燃冰(混合物,常溫常壓下不易長久保存)。其主要成分:甲烷水合物CH4.8H2O使用化石燃料對環(huán)境的影響1、化石燃料燃燒污染空氣:①形成粉塵污染;②形成氣體污染物CO,SO2,NO2等物質(zhì)。SO2,NO2會形成酸雨,SO2形成酸雨原理:SO2+H2O=H2SO3,2H2SO3+O2=2H2SO4(不要求記)酸雨的危害:①腐蝕大理石建筑、鋼鐵制品;②污染江河湖海,使土壤酸化;③影響水中動植物生長,破壞森林、農(nóng)作物的生長。④直接危害人體健康,甚至使人死亡。2、減少汽車用燃料污染(減少汽車尾氣對空氣污染的措施:書143頁資料卡片)開發(fā)新能源(非化石能源)1、生物能源——乙醇乙醇具有可燃性:C2H5OH+3O22CO2+3H2O2、清潔的燃料——氫氣(易考)氫氣能源的優(yōu)點:①以水為原料,原料豐富;②熱值高(即燃燒放熱多);③生成物是水,毫無污染,是最清潔的燃料;實驗室制取氫氣的反應(yīng)原理:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(八單元要學此方程)目前氫能源存在的問題:制取成本高、貯存和運輸困難。其他新能源:太陽能、核能、風能、地熱能和潮汐能等。第八單元金屬和金屬材料課題1金屬材料金屬材料:金屬材料包括純金屬以及它們的合金。金屬制品大致經(jīng)歷了的時代Cu→鐵(Fe)→鋁(Al)→鈦金屬產(chǎn)量:鐵﹥鋁﹥銅二、金屬的物理性質(zhì)及應(yīng)用1、共性:在常溫下一般為固態(tài)(汞為液態(tài)),有金屬光澤(大多數(shù)金屬呈銀白色,銅呈紫紅色,金呈黃色)導熱性、導電性、有延展性。2、金屬的應(yīng)用(不是重點內(nèi)容)
物質(zhì)的性質(zhì)在很大程度上決定了物質(zhì)的用途,但這不是唯一的決定因素。在考慮物質(zhì)的用途時,還需要考慮價格、資源、是否美觀、使用是否便利,以及廢料是否易于回收和對環(huán)境的影響等多種因素。銅、鋁——電線——導電性好、價格低廉鎢——燈絲——熔點高鉻——電鍍——硬度大鐵——菜刀、鐮刀、錘子等汞——體溫計液柱銀——保溫瓶內(nèi)膽三、合金:在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬而制得的具有金屬特性的混合物。金屬氧化物不是合金。目前已制得的純金屬只有90多種,而合金已達幾千種。1、合金的性質(zhì):合金的一般比組成它的純金屬=1\*GB2⑴硬度大(2)熔點低(3)抗腐蝕性強。2、常見的合金:(鐵的兩種合金是重點生鐵和鋼性能不同的原因:含碳量不同。)(下表不是重點內(nèi)容)合金鐵的合金銅合金焊錫鈦和鈦合金形狀記憶合金生鐵鋼黃銅青銅成分含碳量2%~4.3%含碳量0.03%~2%銅鋅合金銅錫合金鉛錫合金鈦鎳合金備注不銹鋼是含鉻、鎳的鋼,具有抗銹蝕性能。生鐵較脆,鋼鐵具有韌性。生鐵常制成暖氣片。紫銅是純銅熔點低見下具有形狀記憶效應(yīng)鈦和鈦合金:鈦合金與人體具有良好的“相容性”,可用來造人造骨。
課題2金屬的化學性質(zhì)一、金屬與氧氣的反應(yīng)1、鎂、鋁:在常溫下能與空氣中的氧氣反應(yīng):2Mg+O2=2MgO4Al+3O2=2Al2O3鋁的抗腐蝕性能好的原因:鋁在空氣中與氧氣反應(yīng),其表面生成一層致密的氧化鋁薄膜,從而阻止鋁進一步氧化。2、鐵、銅在常溫、干燥的環(huán)境中,幾乎不與氧氣反應(yīng),但在潮濕的空氣中會生銹。鐵、銅在高溫時能與氧氣反應(yīng):3Fe+2O2Fe3O42Cu+O22CuO3、金即使在高溫時也不與氧氣反應(yīng)。二、置換反應(yīng):由一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng),生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)是置換反應(yīng)。
當鐵單質(zhì)參加置換反應(yīng)時,生成物中的鐵元素呈+2價。生成的Fe2+的鹽溶液是淺綠色的。(一)、金屬與酸的反應(yīng):活潑金屬+酸→鹽+H2↑【鹽的定義:由金屬離子(或NH4+)與酸根離子形成的化合物】(MgAlZnFe與鹽酸、硫酸反應(yīng)都要求會寫)1、描述現(xiàn)象時,要注意:①金屬與酸能反應(yīng)時要產(chǎn)生氣泡②如果是Fe與酸反應(yīng),溶液由無色變?yōu)闇\綠色;=3\*GB3③金屬與酸能反應(yīng)時金屬會逐漸溶解(此現(xiàn)象通常不需要描述)小結(jié):在溶液中的反應(yīng)描述現(xiàn)象時注意3點:是否有氣泡,溶液顏色的變化,固體是否溶解。2、金屬與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣質(zhì)量的比較(??歼x擇題)(1)、金屬與足量的酸(稀鹽酸、稀硫酸)反應(yīng),生成氫氣的質(zhì)量由金屬的質(zhì)量決定,根據(jù)反應(yīng)方程式得到以下關(guān)系式:Mg——H2Zn——H2Fe——H22Al——3H2=1\*GB3①等質(zhì)量的金屬甲和乙分別與足量的酸反應(yīng),(等質(zhì)量Al,Mg,F(xiàn)e,Zn金屬a克分別與足量酸反應(yīng),產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量分別為克,克,克,克,即產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為:產(chǎn)生H2的質(zhì)量大小:Al﹥Mg﹥Fe﹥Zn)=2\*GB3②等質(zhì)量的同價金屬與足量的酸反應(yīng),相對原子質(zhì)量小的產(chǎn)生的氫氣反而多(由規(guī)律=1\*GB3①得到的結(jié)論)。、足量的金屬與酸反應(yīng),生成氫氣的質(zhì)量由酸的質(zhì)量決定,計算H2質(zhì)量的方法:①H元素守恒:酸中H元素全部轉(zhuǎn)移到H2中②關(guān)系式法:H2SO4-H2↑2HCl-H2↑3、等質(zhì)量金屬投入到相同溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)且足量的酸中怎樣比較反應(yīng)速率?(??紙D象選擇題)(1)產(chǎn)生氣泡的速率(2)單位時間內(nèi)產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量(二)、金屬與鹽溶液的反應(yīng):金屬+鹽→另一金屬+另一鹽【條件:=1\*GB3①反應(yīng)物中:金屬單質(zhì)的活動性強于鹽中金屬的活動性=2\*GB3②鹽要求是可溶的】【注意事項】(1)Fe2+的鹽溶液是淺綠色的,Cu2+的鹽溶液是藍色的(2)如果有金屬Fe或Cu參加置換反應(yīng),一定要注意溶液顏色的變化,溶液顏色會由無色變?yōu)闇\綠色或藍色(3)如果有Fe2+的鹽溶液或Cu2+的鹽溶液參加反應(yīng),溶液顏色會由淺綠色或藍色變?yōu)闊o色。3、“濕法煉銅”的反應(yīng)原理:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4三、常見金屬在溶液中的活動性順序:
KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu
1、在金屬活動性順序里,金屬的位置越靠前,它的活動性就越強(標黑體的金屬為重點掌握)。2、在金屬活動性順序里,位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、硫酸(不可用濃硫酸和硝酸)中的氫。3、在金屬活動性順序里,位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物(鹽)的溶液里置換出來。(1)金屬鉀、鈣、鈉不符合這一條。(選學:它們會先和水反應(yīng)生成堿和氫氣2Na+2H2O=H2↑+2NaOH)。(2)強換弱:活動性強的金屬能從鹽溶液中置換出活動性弱的金屬。硝酸鹽都能溶解,常見不溶性鹽:AgClCaCO3BaSO4(3)優(yōu)先原則:兩種金屬的位置相距越遠,優(yōu)先發(fā)生置換反應(yīng)。(4)*選Fe鹽時,只能選亞鐵鹽溶液。選Fe(NO3)2或FeCl2或FeSO4(因為金屬與3價鐵鹽不發(fā)生置換反應(yīng)。如:Zn與FeCl3溶液反應(yīng)會生成兩種鹽——此類反應(yīng)中考不考Zn+2FeCl3=ZnCl2+2FeCl2)四、金屬活動性順序的應(yīng)用1、判斷置換反應(yīng)能否發(fā)生(??歼x擇題)當鐵單質(zhì)參加置換反應(yīng)時,生成物中的鐵元素呈+2價。(1)判斷金屬跟酸能否發(fā)生置換反應(yīng)反應(yīng)條件:=1\*GB3①.排在氫前面的金屬才能置換出酸中的氫=2\*GB3②酸指鹽酸和稀硫酸(2)判斷金屬跟鹽溶液能否發(fā)生置換反應(yīng)。=1\*GB3①K、Ca、Na除外.=2\*GB3②金屬活動性要排在鹽中金屬前面=3\*GB3③反應(yīng)在溶液中進行2、判斷金屬的活動性強弱順序(??歼x擇題):根據(jù)題目給定的反應(yīng)判斷金屬活動性順序(1)金屬與O2反應(yīng):金屬與氧氣的反應(yīng)難易和劇烈程度,(2)金屬跟酸反應(yīng):金屬與酸的反應(yīng)難易及劇烈程度(觀察是否產(chǎn)生氣泡以及產(chǎn)生氣泡的速率)(3)金屬與鹽溶液反應(yīng)在活動性順序中,金屬間距離大的,反應(yīng)先發(fā)生。一個置換反應(yīng)結(jié)束后,另一個置換反應(yīng)才會發(fā)生。如在硫酸亞鐵和硫酸銅的混合溶液中加入Zn粒,Zn會先和硫酸銅反應(yīng),反應(yīng)完畢后鋅才和硫酸亞鐵反應(yīng)。3、設(shè)計實驗驗證金屬的活動性強弱順序(步驟:=1\*GB3①按金屬活動性順序排序=2\*GB3②選藥品=3\*GB3③操作、現(xiàn)象、結(jié)論。)例1:比較Zn、Fe、Cu三種金屬的活動性順序【思路1】與酸反應(yīng):將Zn、Fe、Cu三種金屬片分別放入稀鹽酸中,觀察是否產(chǎn)生氣泡以及產(chǎn)生氣泡的速率?!舅悸?】與鹽反應(yīng):=1\*GB3①先將三種金屬按活動性順序排列,把兩邊的金屬變?yōu)辂}的溶液(ZnCl2溶液、Fe、CuCl2溶液“兩鹽夾金法”)操作及現(xiàn)象:將Fe片分別放人ZnCl2溶液、CuCl2溶液中現(xiàn)象:Fe放入CuCl2溶液中Fe的表面有紅色物質(zhì),溶液由藍色變淺綠色=2\*GB3②先將三種金屬按活動性順序排列,把中間的金屬變?yōu)辂}的溶液(Zn、FeCl2溶液、Cu“兩金夾鹽法”)操作及現(xiàn)象:將Zn、Cu兩金屬片分別放人FeCl2溶液中現(xiàn)象:Zn放入溶液中,溶液由淺綠色變?yōu)闊o色
【思路3】與酸、鹽綜合反應(yīng):將Fe、Cu兩金屬片分別放人稀鹽酸中,再將Zn放入FeCl2溶液中例2:比較Fe、Cu、Ag三種金屬的活動性順序(鐵鹽只能選亞鐵鹽)【思路1】兩金夾鹽法,使用鐵、銀和溶液,一次性得出結(jié)果:
操作及現(xiàn)象:把鐵、銀分別放入CuSO4溶液中,鐵表面沒有現(xiàn)象;而白色的銀表面會附著一層紅色物質(zhì),并且溶液會由藍色逐漸變?yōu)闊o色?!舅悸?】兩鹽夾金法,使用FeSO4(要求亞鐵鹽)溶液、銅和AgNO3溶液,一次性得出結(jié)果:
操作及現(xiàn)象:把Cu分別放入FeSO4溶液和AgNO3溶液中,硫酸亞鐵溶液沒有現(xiàn)象;而在硝酸銀溶液中,紅色的Cu的表面會附著一層白色物質(zhì),溶液由無色逐漸變?yōu)樗{色。小結(jié):要根據(jù)金屬活動性順序表將三種金屬排序,然后將排在中間的金屬變成鹽溶液,或者將排在兩邊的金屬變成鹽溶液(鹽一般選硝酸鹽、鹽酸鹽、硫酸鹽),這樣才能一次性得出結(jié)果??船F(xiàn)象時一般看兩點:溶液顏色變化,金屬表面附著物質(zhì)的顏色(金屬的顏色與其附著物質(zhì)的顏色不一樣時才易觀察到)步驟小結(jié):=1\*GB3①金屬活動性順序=2\*GB3②選藥品=3\*GB3③操作、現(xiàn)象、結(jié)論。4、分析反應(yīng)后溶液中剩余的金屬固體或溶液中的離子(??歼x擇題、填空)5、除雜質(zhì),括號內(nèi)為雜質(zhì)。(基本要求:不產(chǎn)生新的雜質(zhì))例1:銅粉(Fe):=1\*GB3①加足量的酸(HClH2SO4)再過濾、洗滌=2\*GB3②加銅鹽溶液(CuCl2、CuSO4)再過濾、洗滌例2:FeCl2溶液(CuCl2):加入足量的鐵粉,再過濾、洗滌附:金屬+鹽溶液(基本反應(yīng)條件:“前換后,鹽可溶”反應(yīng)順序:“金屬間距離大的優(yōu)先反應(yīng)”)(1)、考點:=1\*GB3①反應(yīng)后剩余固體是什么=2\*GB3②反應(yīng)后的溶質(zhì)是什么和反應(yīng)后溶液中的離子(2)、方法:=1\*GB3①判斷反應(yīng)順序=2\*GB3②兩種鹽和一種金屬,以金屬質(zhì)量作為變量討論;兩種金屬和一種鹽時以鹽為變量進行討論(通常取2個恰好反應(yīng)點和3段進行討論——2點3段式討論)例1:向一定質(zhì)量AgNO3和Fe(NO3)2的混合溶液中插入一塊Zn片。分析:反應(yīng)順序:與AgNO3必反應(yīng),Zn與Fe(NO3)2討論:=1\*GB3①Zn很少,部分AgNO3反應(yīng)=2\*GB3②Zn恰好與AgNO3反應(yīng)=3\*GB3③Zn與部分Fe(NO3)2反應(yīng)=4\*GB3④Zn恰好與Fe(NO3)2反應(yīng)=5\*GB3⑤Zn過量例2:某化學小組用一定量AgNO3和Al(NO3)3的混合溶液加入銅粉和鋅粉。分析:反應(yīng)順序:AgNO3與Zn必反應(yīng),AgNO3與銅討論:=1\*GB3①AgNO3很少,部分Zn反應(yīng)=2\*GB3②AgNO3恰好與Zn反應(yīng)=3\*GB3③AgNO3與部分銅反應(yīng)=4\*GB3④AgNO3恰好與銅反應(yīng)=5\*GB3⑤AgNO3過量課題3金屬資源的利用和保護一、金屬在自然界的存在形式1、少數(shù)不活潑金屬如金、銀等在自然界以單質(zhì)存在,其余以化合物形式存在。2、金屬化合物存在于礦石中。礦石:工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物叫做礦石。
常見的礦石及主要成分:赤鐵礦(Fe2O3)—顏色為紅色、磁鐵礦(Fe3O4)—顏色為黑色、鋁土礦(Al2O3)、菱鐵礦(FeCO3)、黃鐵礦(FeS2)、黃銅礦(CuFeS2)、輝銅礦(Cu2S)等。二、從化合物或者礦石中提煉金屬鐵的冶煉(1)實驗室——一氧化碳還原氧化鐵(從化合物中提煉金屬)3CO+Fe2O32Fe+3CO2(得到的鐵可視為純凈物)一氧化碳還原氧化鐵的實驗(如圖所示):〖實驗現(xiàn)象〗實驗中玻璃管里的粉末由紅色逐漸變黑,試管里澄清的石灰水變渾濁?!疾僮饕I(lǐng)〗①實驗前要先檢查裝置的氣密性;點燃處理尾氣的酒精燈。②實驗時,應(yīng)先通一會兒檢CO,防止CO與空氣混合加熱發(fā)生爆炸。③點燃酒精噴燈加熱④實驗結(jié)束后,先撤酒精噴燈。=5\*GB3⑤至玻璃管冷卻時停止通CO,防止空氣中的氧氣將高溫下的鐵氧化。=6\*GB3⑥熄滅處理尾氣的酒精燈?!紝ΨQ結(jié)構(gòu)〗酒精燈→CO→酒精噴燈→撤酒精噴燈→停止通CO(至玻璃管冷卻后)→撤酒精燈尾氣處理:CO有毒,要做好尾氣處理(用燃燒或收集兩種辦法),防止CO污染環(huán)境。(2)工業(yè)——高爐煉鐵(從礦石即混合物中提煉金屬)原料:鐵礦石(赤鐵礦或磁鐵礦)、焦炭、石灰石、(空氣)。冶鐵原理:在高溫下,利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的CO把鐵從鐵礦石里還原出來。C+O2CO2CO2+C2CO冶煉赤鐵礦3CO+Fe2O32Fe+3CO2冶煉磁鐵礦4CO+Fe3O43Fe+4CO2產(chǎn)品:生鐵(實驗室中“煉”出的鐵不含碳,而工業(yè)生產(chǎn)中煉出的鐵含碳因此是混合物)。2、含雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物的有關(guān)計算
當參加反應(yīng)的物質(zhì)含雜質(zhì)時,先要把含雜質(zhì)的物質(zhì)的質(zhì)量換算成純物質(zhì)的質(zhì)量,再代入進行計算。
一般利用該公式及其變形:。
三、金屬資源的保護1、鐵生銹的實驗(見右圖)
【實驗過程】三根潔凈無銹的鐵釘,一根放在盛有蒸餾水的試管中,并使鐵釘外露一半;一根放在用植物油密封的蒸餾水中;一根放在干燥的空氣中,連續(xù)觀察約一周。
【實驗現(xiàn)象及解釋】第一支試管有氧氣和水,鐵釘生銹(氧氣使鐵生銹?水使鐵生銹?還是氧氣和水使鐵生銹?);第二支試管內(nèi)有水無氧氣,未生銹,證明了鐵釘生銹需要氧氣;第三支試管內(nèi)有氧氣無水,未生銹,證明了鐵釘生銹需要水。
【實驗結(jié)論】鐵生銹實際上是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣共同作用的結(jié)果。注意:酸和食鹽會加快金屬銹蝕的速率2、除去鐵銹的方法(鐵銹很疏松,鐵制品可以全部被銹蝕)(1)物理方法:刀刮、砂紙打磨。(2)化學方法:少量、多次地滴加稀鹽酸或稀硫酸。3、防止鐵制品生銹的方法(1)“除塵、斷水”:保持鐵制品的潔凈、干燥;(2)穿“外衣”:涂一層保護層(作用:隔絕空氣、防水)。具體方法如下:物理方法——刷漆(油漆或銀粉)、涂油化學方法——電鍍(通過化學反應(yīng)在金屬表面鍍上其它金屬或合金),烤藍(通過化學反應(yīng)使金屬表面氧化成金屬氧化物膜)。注意:電鍍、烤藍后的金屬不是合金(3)動“手術(shù)”:改變其組成,制成合金。(如制成不銹鋼)4、金屬資源的保護措施:
①防止金屬的腐蝕;②回收利用廢舊金屬;③有計劃、合理地開采礦物;
④尋找金屬的代用品。(例如用塑料來代替鋼和其他合金制造管道、齒輪和汽車外殼等)
意義:節(jié)約金屬資源和能源,降低金屬的生產(chǎn)成本,減少對環(huán)境的污染。附:H2/C/CO還原金屬氧化物(或金屬氧化物的混合物):C參與反應(yīng):由于反應(yīng)物都是固體,所以固體減少的質(zhì)量=生成物CO2氣體的質(zhì)量H2參與反應(yīng):固體減少的質(zhì)量=金屬氧化中全部的氧元素質(zhì)量=生成物水中的氧元素質(zhì)量CO參與反應(yīng):固體減少的質(zhì)量=金屬氧化中全部的氧元素質(zhì)量=生成物CO2的質(zhì)量×16/44例1:碳粉與氧化銅在密閉容器內(nèi)隔絕空氣加強熱,冷卻后測得容器內(nèi)氣體無有毒成分,固體質(zhì)量減小11%,求混合物中碳粉與氧化銅的質(zhì)量比分析:由于混合固體質(zhì)量未知,可假設(shè)混合粉末為100克,根據(jù)題意知無CO生成,固體減少的質(zhì)量=生成物CO2質(zhì)量=100g×11%=11g通過CO2中C的質(zhì)量分數(shù)計算得參加反應(yīng)的C=11g×12/44=3g,那么全部的CuO為97克例2:將8g氧化銅放入試管中,通入足量的氫氣并加熱一段時間(氧化銅反應(yīng)完?)。再次稱量固體時,發(fā)現(xiàn)剩余固體的質(zhì)量為7.2g。生成銅的質(zhì)量為多少?分析:固體減少的質(zhì)量=參加反應(yīng)的氧化銅中氧元素質(zhì)量=8g-7.2g=0.8gCuO中Cu:O=64:16O=0.8g,則Cu=3.2g參加反應(yīng)的氧化銅中的銅全部轉(zhuǎn)為單質(zhì)銅,所以生成銅3.2g例3.碳還原氧化銅與CO還原氧化銅中,當兩個反應(yīng)恰好完全反應(yīng)且固體質(zhì)量減少相同時(B)A.碳還原氧化銅得到的銅更多B.一氧化碳還原氧化銅得到的銅更多C.得到的銅一樣多D.參加反應(yīng)的C和CO質(zhì)量相同分析:分析C+2CuO2Cu+CO2↑,每12份質(zhì)量C,生成128份質(zhì)量Cu,固體減少的質(zhì)量是生成二氧化碳的質(zhì)量44份;CO+CuOCu+CO2,每28份質(zhì)量CO,生成64份質(zhì)量Cu,固體減少的質(zhì)量是生成物CO2的質(zhì)量×16/44=44×16/44=16份;固體減少的質(zhì)量相等,則一氧化碳還原氧化銅生成的銅的質(zhì)量更多,參加反應(yīng)的一氧化碳的質(zhì)量更多)例4.鐵的氧化物有三種,分別是FeO、Fe2O3和Fe3O4。某固體粉未可能含有一種或兩種鐵的氧化物,取23.2克固體粉未,向其中通入足量一氧化碳并加熱待固體完全反應(yīng)后,將反應(yīng)生成的氣體通入足量的澄清石灰水裝置中發(fā)現(xiàn)裝置增重17.6g,固體粉末中含有的鐵的氧化物可能為______或_______分析:裝置增重17.6g,即CO2的質(zhì)量為17.6g金屬氧化中全部的氧元素質(zhì)量=生成物CO2的質(zhì)量×16/44=17.6g×16/44=6.4gFeO、Fe2O3和Fe3O4三種物質(zhì)中:Fe2O3中氧元素質(zhì)量分數(shù)最大、Fe3O4次之、FeO最小采用極值法:假設(shè)23.2克全是Fe2O3或者全是Fe3O4或者全是FeO分別計算其氧元素質(zhì)量答案:Fe3O4或Fe2O3和FeO混合物第九單元溶液課題1溶液的形成物質(zhì)的混合:一種(多種)物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)中分散物可見(以固體小顆粒、液體小液滴存在)——形成濁液分散物不可見(以分子、離子存在)——形成溶液一、溶液1、定義:一種或幾種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)里,形成均一的、穩(wěn)定的混合物,叫做溶液。2、基本特征:
均一性——指溶液中各部分的組成、濃度和性質(zhì)都相同。
穩(wěn)定性——外界條件不變(溫度、壓強不改變,溶劑不蒸發(fā))時,溶質(zhì)、溶劑不分層,也不會析出固體。溶液具有均一性、穩(wěn)定性的原因:溶質(zhì)以分子或離子分散到另一物質(zhì)中(顆粒很小、混合充分)。3、溶液的組成——溶劑和溶質(zhì)。(1)溶劑的定義:能溶解其他物質(zhì)的物質(zhì)叫做溶劑。常見的溶劑有水、酒精、汽油。(2)溶質(zhì)的定義:被溶解的物質(zhì)叫做溶質(zhì)。溶質(zhì)可以有一種或多種,但溶劑只能有一種。①區(qū)分溶劑和溶質(zhì):▲固體(或氣體)與液體混合——固體(或氣體)是溶質(zhì),液體是溶劑?!后w和液體混合——質(zhì)量小的為溶質(zhì),質(zhì)量大的為溶劑。如果其中一種液體是水,那么水是溶劑②在溶液中進行的化學反應(yīng),其溶質(zhì)的確定如下:▲未參加反應(yīng)的雜質(zhì),未反應(yīng)完且不溶于水的部分反應(yīng)物、生成的沉淀或產(chǎn)生的氣體都不是溶質(zhì)。例:過量鋅與稀硫酸溶液反應(yīng)后,溶質(zhì)是硫酸鋅。鋅與過量稀硫酸反應(yīng)后,溶質(zhì)是硫酸鋅和未反應(yīng)完的硫酸。溶液:溶液的命名:“[溶質(zhì)]的[溶劑]溶液”。如果沒有指明溶劑,我們就認為水是溶劑。=1\*GB3①溶液的質(zhì)量=溶質(zhì)的質(zhì)量(所有已溶解的溶質(zhì)質(zhì)量)+溶劑的質(zhì)量=2\*GB3②溶液的體積≠溶質(zhì)的體積+溶劑的體積4、溶質(zhì)的溶解性:同種物質(zhì)在不同溶劑中的溶解性不同,不同物質(zhì)在同一溶劑中溶解性不同。I2(碘)不溶于水,能溶于酒精和汽油,KMnO4能溶于水、酒精,不溶于汽油(2)探究水與乙醇能否互溶:因為水和酒精能以任意體積互溶,所以要先滴入紅墨水(紅墨水可以換成KMnO4)(紅墨水作用:顯色,利于對比觀察)。二、懸濁液、乳濁液與乳化作用1、懸濁液、乳濁液的形成(1)懸濁液:由固體分散成小顆粒到液體里形成的混合物叫做懸濁液。例如:刷墻壁用的涂料、黃河水。(2)乳濁液:液體分散成小液滴到另一液體里形成的混合物叫做乳濁液。例如:油與水的混合物。注:懸濁液和乳濁液都不是溶液,不具備均一、穩(wěn)定的特征。2、乳化:洗滌劑能使水中的植物油分散成更細小的油滴,從而使油和水不分層,增加乳濁液的穩(wěn)定性,這種現(xiàn)象叫乳化。用洗滌劑洗碗,大油滴變成小油滴后能和水更加充分混合、更易隨水流動,這樣倒掉水時也把油一起倒掉了。3、去污原理(1)乳化:洗滌劑——洗滌劑具有乳化作用,它能使油污分散成無數(shù)細小的油滴,隨水流去。(2)溶解:汽油——用汽油洗衣服時,油污能溶解在汽油里,形成溶液,隨著汽油揮發(fā)油污就能被帶走。除汽油外酒精也常用于去污,都是溶解的原理(3)化學反應(yīng):=1\*GB3①NaOH(氫氧化鈉)可以與油脂反應(yīng),可用于廚房除油污。=2\*GB3②潔廁劑(含酸)與廁所中的水垢等固體(主要是碳酸鹽)反應(yīng),可用于潔廁;家里的食醋可用于除去熱水瓶底的水垢。三、溶解、反應(yīng)時的吸熱或放熱現(xiàn)象溶解后溶液的溫度升高(例如NaOH、H2SO4(濃))溶解后溶液的溫度降低。(例如NH4NO3)溶解后溶液的溫度基本不變(例如氯化鈉)反應(yīng)放熱:氧化鈣與水反應(yīng)第二節(jié)溶解度一、飽和溶液與不飽和溶液1、定義:在一定溫度下,向一定量溶劑里加入某種溶質(zhì),當溶質(zhì)不能繼續(xù)溶解時,所得到的溶液叫做飽和溶液;還能繼續(xù)溶解的溶液,叫做不飽和溶液。2、判斷溶液是否飽和的方法:繼續(xù)加入該種溶質(zhì),如果該物質(zhì)的質(zhì)量減少,那么溶液是不飽和溶液。(特例:由于水可以和酒精以任意比例互溶,所以水和酒精不可以形成飽和溶液)3、結(jié)晶:已溶解在溶劑中的溶質(zhì)從溶液中以晶體的形式析出,這一過程叫結(jié)晶。海水曬鹽只包含物理變化4、不飽和溶液與飽和溶液的轉(zhuǎn)化
①其中最可靠的方法是:加溶質(zhì)、加溶劑。蒸發(fā)溶劑(對HCl溶液不適用)=2\*GB3②保持一定溫度不變,蒸發(fā)結(jié)晶后剩余的溶液仍然是飽和溶液=3\*GB3③降溫結(jié)晶后剩余的溶液仍然是新溫度下的飽和溶液。
5、飽和溶液不一定是濃溶液,不飽和溶液不一定是稀溶液。二、溶解度1、固體的溶解度(1)定義:在一定溫度下,某固體物質(zhì)在100g溶劑里達到飽和狀態(tài)時所溶解的質(zhì)量。(2)四要素:=1\*GB3①溫度——必須指明具體的溫度,溶解性才有意義。=2\*GB3②溶劑的質(zhì)量是100g。=3\*GB3③固體在溶解在溶液中,必須達到飽和狀態(tài)。=4\*GB3④溶解度的單位通常是g。(3)影響固體溶解度的因素:內(nèi)因——溶質(zhì)性質(zhì)、溶劑性質(zhì);外因——溫度。
一般來說,溫度越高,固體的溶解度越大。(4)氯化鈉等物質(zhì)的溶解度受溫度變化的影響較小,硝酸鉀等物質(zhì)的溶解度受溫度變化的影響較大,它們的溶解度都隨著溫度的升高而變大。氫氧化鈣的溶解度隨著溫度的升高而減小。(5)把Ca(OH)2的不飽和溶液變成飽和溶液:=1\*GB3①可升高溫度=2\*GB3②可以加入CaO【CaO能與水反應(yīng)且放熱】。把Ca(OH)2的飽和溶液變成不飽和溶液:=1\*GB3①可降低溫度=2\*GB3②可以通入適量的二氧化碳并過濾。Ca(OH)2不是晶體,所以當溶液中析出Ca(OH)2固體時只能看到“澄清的石灰水變渾濁”2、溶解度的相對大?。?不是重點內(nèi)容)20℃時:溶解度小于0.01g,被稱為難溶(或不溶)——不溶不是絕對不溶;溶解度介于0.01~1g之間,被稱為微溶;溶解度介于1~10g之間,被稱為可溶;溶解度大于10g,被稱為易溶。3.溶解度曲線是物質(zhì)的溶解度隨溫度變化的曲線,橫坐標表示溫度,縱坐標表示溶解度。⑴固體的溶解度曲線的意義:①點的意義:a.曲線上的任意一點表示對應(yīng)溫度下該物質(zhì)的溶解度,也表示對應(yīng)溫度下的溶液為飽和溶液。b.兩曲線的交點表示兩物質(zhì)在該點所示的溫度下溶解度相等。②線的意義:a.大多數(shù)固體物質(zhì)的溶解度隨著溫度的升高而增大(如KNO3);b.少數(shù)固體物質(zhì)的溶解度受溫度變化影響較?。ㄈ鏝aCl);c.極少數(shù)固體物質(zhì)的溶解度隨著溫度的升高而減?。ㄈ鏑a(OH)2)。③面的意義:a.溶解度曲線上方的面:表示該面內(nèi)任意點所代表的溶液處于飽和狀態(tài),且有晶體析出;b.溶解度曲線下方的面:表示該面內(nèi)任意點所表示的溶液處于不飽和狀態(tài)。⑵溶解度曲線的應(yīng)用:①判斷物質(zhì)在不同溫度時溶解度的大??;②比較不同物質(zhì)在相同溫度時(或一定溫度范圍內(nèi))溶解度的大??;③判斷物質(zhì)溶解度隨溫度變化的趨勢;④如何通過改變溫度和增加溶質(zhì)將不飽和溶液變成飽和溶液。4、氣體的溶解度在一定溫度下,在101kPa的條件下,氣體溶解在1體積的水里達到飽和狀態(tài)時所溶解的氣體的體積。一般在其他條件不變時,溫度升高,氣體的溶解度減?。粔簭娫龃?,氣體的溶解度增大。5、混合物的分離和提純(1)分離可溶物和不溶物:過濾法(操作過程:溶解、過濾、洗滌、干燥)(2)結(jié)晶法:把量多的物質(zhì)以晶體形式析出——具體方法選用以量多的物質(zhì)為依據(jù)蒸發(fā)溶劑結(jié)晶法:適用于溶解度受溫度影響小的物質(zhì)。例:除去氯化鈉中少量的硝酸鉀〖操作過程:溶解、高溫蒸發(fā)、過濾(得到NaCl)、干燥〗冷卻熱飽和溶液結(jié)晶(也稱降溫結(jié)晶):適用于溶解度受溫度影響大的物質(zhì)。例:除去硝酸鉀中少量的氯化鈉:〖操作過程:溶解配成較高溫度下的飽和溶液、降溫結(jié)晶、過濾(得到硝酸鉀)、干燥〗第三節(jié)溶液的濃度溶液濃度的的定量表示——溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)牢記下面的公式:
溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的含義:氯化鈉溶液的質(zhì)量分數(shù)為16%,“16%”的意義:每100份質(zhì)量的氯化鈉溶液中含16份質(zhì)量的氯化鈉。使用該公式時的注意事項:(3)溶液的質(zhì)量=全部溶質(zhì)+全部溶劑例:在100克10%的氯化鈉溶液中加入10克KCl固體,KCl完全溶解,求此時溶液中氯化鈉的質(zhì)量分數(shù)(4)溶液的質(zhì)量=溶液的體積×溶液的密度(5)最后的計算結(jié)果如果除不盡,在題目無特別說明下一般保留到0.1%(6)飽和溶液的質(zhì)量分數(shù)=S/(S+100)×100%2、配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的溶液(1)用固體配制溶液儀器:天平、藥匙、量筒、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒。步驟:計算、稱量、溶解、裝瓶貼標簽。(2)用濃溶液稀釋:儀器:量筒、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒。步驟:計算、量取、稀釋、裝瓶貼標簽。貼標簽:標簽一般包括藥品的名稱(化學式)和濃度。引起溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的偏差的原因①用固體配制溶液時,固體帶有結(jié)晶水(例如硫酸銅晶體),那么所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)會偏小。
②量取液體時,如果仰視讀數(shù),量取的液體會偏少;如果俯視讀數(shù),量取的液體會偏多。
③用固體配制溶液時,天平未配平、物碼顛倒等情況會影響溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)。二、有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的計算1、溶液的稀釋計算(1)稀釋的方法:加入溶劑或加入低濃度溶液。(2)依據(jù):稀釋前后溶液中的溶質(zhì)的質(zhì)量不變。(3)兩種稀釋的計算
①加水稀釋:濃溶液液質(zhì)量×濃溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)%=稀釋后溶液總質(zhì)量×稀釋后溶液質(zhì)量分數(shù)%
濃溶液質(zhì)量×濃溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)%=(濃溶液質(zhì)量+加入水的質(zhì)量)×稀釋后溶液質(zhì)量分數(shù)%
②加入低濃度溶液稀釋:濃溶液質(zhì)量×濃溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)%+稀溶液質(zhì)量×稀溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)%=(濃溶液質(zhì)量+稀溶液質(zhì)量)×混合后所得溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)2、溶液的混合計算依據(jù):混合前各溶液中的溶質(zhì)質(zhì)量之和,等于混合后溶液中溶質(zhì)的總質(zhì)量。3、有關(guān)化學方程式與溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)相結(jié)合的計算(溶質(zhì)的確定以及溶液質(zhì)量的計算是重點難點)在溶液中進行的化學反應(yīng),其溶質(zhì)、溶液的確定如下:(1)未參加反應(yīng)的不溶雜質(zhì),未反應(yīng)完的不溶反應(yīng)物,生成的沉淀和產(chǎn)生的氣體都不是溶質(zhì);(2)根據(jù)質(zhì)量守恒知:溶液的質(zhì)量=反應(yīng)前各物質(zhì)總質(zhì)量—反應(yīng)后的非溶質(zhì)質(zhì)量(3)溶液質(zhì)量=未參加反應(yīng)的可溶物+未反應(yīng)完的可溶物+生成的可溶物+反應(yīng)前的水+生成的水附:溶解度解題必備知識:(一)、飽和溶液與不飽和溶液.1、t1℃時,甲為飽和溶液,保持溫度不變蒸發(fā)溶劑析出晶體,余下的溶液是______溶液(填“飽和”或“不飽和”);蒸發(fā)出的溶劑和析出的晶體在t1℃時______配成飽和溶液(填“能”或“否”)“蒸發(fā)結(jié)晶可視為取出部分飽和溶液”2、t2℃時,甲為飽和溶液,降溫到t1℃時析出晶體,余下的溶液是t1℃時的_______溶液(填“飽和”或“不飽和”)3、t1℃時,甲溶解度為50g。t1℃時,只要是甲的溶液,溶質(zhì):溶劑=__________都是飽和溶液。4、不飽和溶液轉(zhuǎn)為飽和溶液一定可行的方法是_____________【蒸發(fā)溶劑由不飽到飽和不適用鹽酸溶液】5、飽和溶液轉(zhuǎn)為不飽和溶液一定可行的方法是______________(二)、溶質(zhì)質(zhì)量、溶劑質(zhì)量、結(jié)晶質(zhì)量的比較1、溶質(zhì)、溶劑質(zhì)量比較(溶質(zhì)、溶劑質(zhì)量任意一個改變,溶液質(zhì)量才會變)(1)、甲、乙溶液質(zhì)量都為100g,甲的質(zhì)量分數(shù)為20%、乙為10%,甲中的溶質(zhì)質(zhì)量____乙中的溶質(zhì)質(zhì)量(填“大于”或“小于”)。歸納1:兩份或兩種質(zhì)量相等的溶液,質(zhì)量分數(shù)大者所含溶質(zhì)________溶劑_____(填“多”或“少”)(2)、甲、乙溶液質(zhì)量都為100g且在t1℃時都飽和,甲的溶解度為100g,乙的溶解度為50g,甲中的溶質(zhì)質(zhì)量____乙中的溶質(zhì)質(zhì)量(填“大于”或“小于”);兩種溶液各自改變溫度后一定不變的是________的質(zhì)量(填“溶質(zhì)”或“溶劑”或“溶液”)歸納2:兩份或兩種質(zhì)量相等的飽和溶液,溶解度大者(注:溫度不需要相同)所含溶質(zhì)________溶劑_____(填“多”或“少”)改變溫度后一定不變的是________的質(zhì)量(填“溶質(zhì)”或“溶劑”或“溶液”)2、結(jié)晶質(zhì)量比較(3)、t1℃時甲的飽和溶液溶解度為50g,t2℃時乙的飽和溶液溶解度為30g,各自保持溫度不變蒸發(fā)10g水,___析出晶體多(填“甲”或“乙”)(提示:看必備知識(一)1,可假設(shè)原溶劑都為100g)50/100=x/1030/100=y/10歸納3:兩份或兩種飽和溶液,各自恒溫蒸發(fā)等質(zhì)量的水,溶解度大者(注:溫度不需要相同)析出晶體_____(填“多”或“少”)(提示:余下的溶液都是飽和的;蒸發(fā)出的水與析出的晶體混合,各自能形成原溫度下的飽和溶液)(4)、t1℃時,兩份甲的飽和溶液,一份保持溫度不變蒸發(fā)10克水析出晶體M克,另一份保持溫度不變蒸發(fā)30克水,析出晶體為__________(提示:看必備知識(一)1,兩份溶液濃度相等)(5)、甲、乙溶液均飽和,t1℃時甲的溶解度與t2℃時乙的溶解度相同,甲保持溫度不變蒸發(fā)10克水析出晶體M克,乙保持溫度不變蒸發(fā)30克水,析出晶體為_________(提示:看必備知識(一)1,兩份溶液濃度相等)歸納4:兩份或兩種飽和溶液,溶解度相同時(注:溫度不需要相同),一份保持溫度不變蒸發(fā)a
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