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文档简介

硫和氮的氧化物点此播放教学视频一、硫、二氧化硫、亚硫酸、三氧化硫1.硫:硫是一种

黄色或淡黄色

粉末,在空气中燃烧生成SO2:S+O2

SO22.(1)二氧化硫的物理性质二氧化硫是无

色、具有刺激性

气味的有毒气体,密度比空气

;易液化,易溶于水,常温常压下1体积水大约能溶解

40

体积SO2。点此播放教学视频(2)二氧化硫的化学性质将SO2通入下列溶液,将发生的现象及有关化学反应方程式以及SO2所表现的性质填入下表:点此播放教学视频点此播放教学视频2步书写)。(3)SO2的实验室制法①用Cu和浓H

SO4反应,化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)

CuSO4+SO2↑+2H2O②用Na2SO3固体和浓H2SO4(60%)反应,化学方程式为:Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O3.亚硫酸(1)亚硫酸是一种不稳定的二元弱酸,只能存在于溶液中,电离方程式为:(分点此播放教学视频:(2)不稳定性

(3)H2SO3中S元素为+4价,与SO2具有某些相似的性质:①漂白性与SO2相似。②氧化性,如与H2S反应:2H2S+SO2===3S↓+2H2O③还原性,如被Cl2氧化:H2SO3+Cl2+H2O===H2SO4+2HCl被空气中O2氧化:O2+2H2SO3===2H2SO4点此播放教学视频4.亚硫酸盐(1)亚硫酸盐中硫元素化合价为

+4价,与SO2具有某些相似的性质。(2)在酸性条件下表现氧化性Na2SO3和Na2S在酸性条件下(如HCl)不共存,离子方程式为:点此播放教学视频(3)还原性(被O2、Cl2氧化)在空气中被氧化的方程式为2Na2SO3+O2===2Na2SO4

;被Cl2氧化的方程式为Na2SO3+H2O+Cl2=== Na2SO4+2HCl点此播放教学视频2—3(4)SO

的检验—3SO

。取少量待测液于试管中,滴加BaCl2

溶液生成白色沉淀;再加稀HCl,白色沉淀

溶解

,产生的气体使品红溶液

褪色,加热后溶液恢复

红色,则待测液中有2为: 。SO3是硫酸的酸酐,具有酸性氧化物的通性。因其中的硫为 价,故SO3具有较强的氧化性。5.三氧化硫(1)物理性质:通常情况下,三氧化硫是一种无色易挥发的

体,熔点为16.8℃,沸点为44.8℃。(2)化学性质:SO3能强烈吸水,在空气中发“烟”,与水剧烈反应生成H2SO4,同时放出大量的热,形成酸雾,化学方程式点此播放教学视频SO3+H2O===H2SO4+6二、氮的氧化物1.氮元素有+1、+2、+3、+4、+5五种正价,五种正价对应六种氧化物

分N2O5点此播放教学视频N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、。其中N2O3和N2O5别是HNO2和HNO3的酸酐,它们都是大气污染物,空气中的氮的氧化物是造成

光化学烟雾的主要因素。2.一氧化氮(1)物理性质NO是一种

色、无

味、

溶于水的气体。(2)生理作用NO在人体的血管系统内具有传递信号的功能,但过量的NO与CO类似,也可以与

血红蛋白结合造成人体组织缺氧,使人中毒。点此播放教学视频(3)化学性质常温下NO与空气中的O2化合的化学方程式为: ,此反应中2NO+O2===2NO2NO表现排水法

性。可用

还原

收集NO。(4)制备方法:用Cu和稀硝酸反应制备NO,化学方程式为:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O点此播放教学视频,学方程式为:3NO2+H2O===2HNO3+NO3.二氧化氮(1)物理性质NO2是一种

红棕

色、有

刺激性

气味的有毒气体,密度比空气大、易液化,易溶于水。(2)化学性质①NO2溶于水后生成硝酸和NO,反应的化反应中NO2表现

氧化性和还原性;3mol

NO2参加反应时,转移电子为

2

mol。②NO2常温时可转化为N2O4,反应的化学方程式为:(3)制备方法:用Cu和浓硝酸反应制NO2,化学方程式为:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

。收集方法为

向上

排空气法。三、环境污染与防治1.SO2对大气的污染与防治(1)主要来源①

煤、石油等化石燃料及其产品的燃烧。②含

金属矿石的冶炼。③硫酸厂的废气(2)危害:①引起大气污染,直接危害人体健康;②形成

酸雨

。(3)防治①消除污染源——研究开发新能源(如脱硫

氢能、生物能、、核能)。②利用化学手段对含硫燃料预先进行风能

处理,以降低二氧化硫的排放,如:工业用煤在燃烧时往往加入一些

石灰石或生石灰,其目的是作为固硫剂。③对燃煤、工业生产中释放出的二氧化硫废气进行处理或回收利用。点此播放教学视频2.氮的氧化物对大气的污染与防治(1)主要来源①汽车尾气,②点此播放教学视频石油和煤的燃烧产物,③硝酸工业

的尾气,④火山爆发、雷雨天气将N2转变为NO

等。(2)危害:①形成

酸,雨②NO直接与人体

血红

蛋白

结合使人中毒,③破坏

臭氧层

,④形成光化学烟雾。23(3)防治①使用洁净能源,减少氮氧化物的排放;②为汽车安装尾气转化装置,将汽车尾气中的一氧化碳和一氧化氮转化为CO2和N2。③对生产化肥、硝酸的工厂排放的废气进行处理等。例如:用碱液吸收:NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H

O可用NH

催化还原,如:NO和NH3反应点此播放教学视频3.生活中对环境产生的直接污染(1)随意丢弃废旧电池,电池中的重金属离;产生污染点此播放教学视频子对土壤(2)随意丢弃聚乙烯等塑料垃圾产生白色污染

水体

;(3)含有氮、磷化合物的污水排放到湖水中导致

富营养化

,水质恶化;(4)氟氯烃冰箱的使用导致

臭氧层

的破坏。考点一 二氧化硫的性质[例1]下列说法正确的是

(

)A.SO2能使品红溶液、溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,是因为SO2具有漂白性B.SO2和Cl2都有漂白作用,将等物质的量的两种气体同时作用于潮湿的有色物质时,可增强漂白作用点此播放教学视频C.活性炭使有色物质褪色是利用了碳单质具有还原性,使有色物质发生还原反应D.SO2使品红溶液褪色后,将褪色后的溶液加热,溶液重新变为红色[解析]SO2

使溴水、KMnO4溶液褪色,这是利用SO2

的还原性,而不是漂白性;等物质的量Cl2和SO2

作用于有色溶液时,它们之间发生化学反应生成不具有漂白性的物质:点此播放教学视频—

+2—2

2

2

4Cl

+SO

+2H

O===2Cl

+4H

+SO

;活性炭使有色物质褪色是利用它的物理性吸附,不是利用其还原性;SO2的漂白是一种暂时性漂白,SO2与品红生成的无色物质不稳定,加热后能够分解,使溶液重新变为红色。[答案]D二氧化硫的漂白性SO2可使品红或某些有机色质褪色,发生的是非氧化还原反应的化合反应。1.SO2不能漂白酸碱指示剂,而氧化类漂

白剂(如氯水、Na2O2等)能漂白酸碱指示剂。例如:点此播放教学视频2.SO2使品红溶液褪色是因为SO2具有漂白性,SO2的漂白性是暂时的,而氧化类漂白剂的漂白是永久的。例如:点此播放教学视频3.SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,是因为

SO2是酸性氧化物;SO2使溴水、KMnO4溶液褪色,是利用SO2的还原性。以上都不是SO2的漂白性。4.SO2的检验某气体能使品红溶液褪色,加热至沸溶液又恢复红色,则该气体是SO2。5.常见能用于漂白的物质的比较使物质褪色的原理有三种:(1)利用物质的吸附性将有色物质吸附掉;(2)利用物质的强氧化性,将有色物质的显色基团氧化掉;(3)与有色物质化合生成无色物质。用于漂白的物质实际参与漂白的物质漂白原理变化类别漂白特点能漂白的物质活性炭活性炭吸附漂白物理变化物理漂白,不可逆一般用于溶液漂白氯气次氯酸利用次氯酸的强氧化性进行漂白化学变化氧化还

原漂白,不可逆可以漂白所有有机色质次氯酸盐次氯酸用于漂白的物质实际参与漂白的物质漂白原理变化类别漂白特点能漂白的物质过氧化钠过氧化氢过氧化氢的强氧化性化学变化原漂氧化还白,不可逆可以漂白所有有机色质过氧化氢二氧化硫二氧化硫亚硫酸与有色物质化合生成不稳定的无色物质化学变化非氧化还原漂白,可逆具有选择性,如品红、棉、麻、草等溶液的褪色与漂白不是一回事,漂白是溶液褪色,但褪色不一定是漂白。点此播放教学视频1.在BaCl2

溶液中通入SO2

气体,溶液仍澄清;若将

BaCl2溶液分盛两支试管,一支加硝酸,另一支加烧碱溶液,然后再通入SO2

气体,结果两支试管都有白色沉淀。由此得点此播放教学视频(

)出下列结论合理的是氯化钡显两性两支试管中生成的沉淀都是BaSO4C.两支试管中的沉淀都是BaSO3D.H2SO3

可被HNO3

氧化为H2SO4,BaCl2

与SO2

不2—3反应但能与

SO

反应[解析]在BaCl2

溶液中通入SO2,溶液仍然澄清,这是实验事实。因为如果发生反应:BaCl2

+SO2

+H2O===BaSO3↓+

2HCl,一是出现弱酸(H2SO3)制强酸HCl,违反规律,二是即使生成BaSO3

沉淀它也溶于盐酸,故BaCl2

与SO2

不反应,溶液仍澄清。若将BaCl2溶液分成两份,一份加硝酸,再通入SO2,点此播放教学视频可以将

SO

SO—2

2—氧化成

SO

,此时发生

Ba

+SO2

2+

-2

3

4

4===BaSO4↓;另一份加烧碱溶液,再通入SO2,先发生SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O,再发生BaCl2+Na2SO3===BaSO3↓+2NaCl。综上所述,A、B、C

不正确;D

中SO2

能被硝酸氧化和与NaOH

溶液反应证明其有还原性和酸性,加碱后SO2―Na―O→H2

2—

+Na

SO

,当

SO

浓度加大,与

Ba

结合生成

BaSO2

3

3

3沉淀,故D正确。[答案]D2.(2008·浙江省杭州市模拟)为了除去CO2气体中的SO2气体,下列仪器和药品组合中合理的是

(

)仪器:①洗气瓶

②干燥管

药品:③固态生石灰

④苏打溶液

⑤小苏打溶液A.①⑤

B.②⑤

C.①③

D.①④[解析]因CO2+CaO===CaCO3,CO2+Na2CO3+H2O===2NaHCO3,故不能选用③和④;CO2与NaHCO3

溶液不反应,而SO2与NaHCO3溶液反应:SO2+2NaHCO3===Na2SO3+H2O+2CO2,所以应选择试剂⑤;显然装置不能选用干燥管,应使用洗气瓶。[答案]A点此播放教学视频3.下列说法错误的是

(

)点此播放教学视频沉淀生成,不能判断该溶液中一定存在SONa2SO3

与BaCl2

溶液作用,有白色沉淀,加稀硝酸后沉淀消失将SO2

气体通入Ba(OH)2溶液中有白色沉淀生成将SO2

气体通入BaCl2

溶液中有白色沉淀生成将SO2

气体通入用稀硝酸酸化的BaCl2

溶液中有白色沉淀生成将硝酸酸化后的BaCl2溶液加入到某种溶液中有白色2—4[解析]本题属于用定性的分析方法来判断物质反应产物点此播放教学视频的思维能力的题目,解答此题的关键在于掌握SO

、2—2

3SO

具2—3

4有还原性,能被

HNO

氧化为

SO

;常见的常温下不溶于稀HNO3的化合物有BaSO4、AgX(卤化银)及重金属硫化物,其中A、D、E

中均加入HNO3

能生成BaSO4

沉淀,但E

溶2—3液还可能含

SO

或+Ag

,C

SO

溶于水生成

H

SO2

2

3为弱酸,故不能与

BaCl

反应,2—332—4A

中SO

会被

HNO

氧化成SO

,2因而沉淀不会消失。[答案]AC点二

氮考的氧化物[例2]将8mL

NO2和O2的混合气体通入倒立于水槽中装满水的量筒中,充分反应后,剩余气体为1mL,则原混合气体中NO2和O2的体积比可能为()B.3

7D.1

7A.7∶3C.7∶1[解析]1

mL剩余气体可能为NO或O2。(1)若为NO,则由

3NO2+H2O===2HNO3+NO,说明NO2和O2与水反应后剩余NO2

3

mL,设原混合气体中O2的体积为x,则有:点此播放教学视频4NO2+O2+2H2O===4HNO3418mL-3mL-x

x8mL-3mL-x

x4=1,求得x=1

mLV(NO2)

∶V(O2)=(8-1)mL∶1

mL=7∶1.(2)若为O2,设原混合气体中NO2

的体积为y,则有:4NO2

O2

2H2O===4HNO34

1y8mL-1

mL-y

y

4

8mL-1mL-y=1,求得y=5.6

mLV(NO2)

∶V(O2)=5.6

mL∶(8-5.6)mL=7∶3[答案]AC有关氮的氧化物溶于水的计算1.电子守恒法NO与O2混合通入水中,发生反应:2NO+O2===2NO2,3NO2+H2O===2HNO3+NO,在这当中,存在着NO向NO2转化,NO2向HNO3转化的同时又生成NO的循环反应。但总体来讲,NO→HNO3,N的化合价升高是由于被O2氧化,因此我们在氧化还原反应中得失电子可写出数必然相等。点此播放教学视频2.关系式法4NO+3O2+2H2O===4HNO3就是NO、O2、H2O之间的综合反应式。同法可得NO2在足量的O2、H2O存在下完全转化为HNO3的综合反应式:4NO2+O2+2H2O===4HNO3②由此可归结如下:(1)NO2和O2的混合气体溶于水时,由4NO2+O2+2H2O===4HNO3可知,当体积比点此播放教学视频(2)NO和O2同时通入水中时,其反应是2NO+O2===2NO2,4NO2+O2+2H2O===4HNO3,总反应式为

4NO+3O2+2H2O===4HNO3,当体积比点此播放教学视频(3)值得注意的是4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于

2N2O5的组成,即(1)(2)两种情况中的总反应式都与N2O5+H2O===2HNO3等效。这不仅是记忆①②二式的方法,也为上述问题的解法提供了新的思路,即利用混合气体中的

N、O原子个数比进行分析判断。点此播放教学视频(1)当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子,若NO2或NO与O2混合通入水中时,O得电子,N失电子,且得失电子数必然相等,这是用电子得失守恒法解答此类题目的依据。(2)因为NO2在水溶液中发生反应,3NO2+H2O===2HNO3+NO,所以无论何种情况下水溶液中都不会剩余NO2。(3)当NO2和N2O4的混合气体作用于H2O时,不要忽视由于NO2的消耗,N2O4会转化为NO2。点此播放教学视频1.(1)一定温度、压强下,一盛满NO2的试管倒置于盛足量水的水槽里,试管中水的体积占试管容积的

。(2)相同状况下,30mL

N2和NO2的混合气体通入倒立于水槽里盛满水的量筒中,剩余气体16mL,则原混合气体中N2与NO2的体积比是

。(3)将盛满NO和NO2的一试管倒置于盛足量水的水槽里,气体体积缩小为原来的3/5,则NO和NO2的体积比是

。点此播放教学视频(4)一定条件下,将等体积的NO和NO2混合气体充满试管,倒置于盛足量水的水槽里,充分反应后,剩余气体的体

积为原来体积的

。(5)一定条件下,将等体积的O2和NO混合气体充满试管,倒置于盛足量水的水槽里,充分反应后,剩余气体的体积为原总体积的

。(6)一定条件下,将等体积的O2和NO2混合气体充满试管,倒置于盛足量水的水槽里,充分反应后,剩余气体的体积为原总体积的

。点此播放教学视频点此播放教学视频2.现有等体积混合而成的4组气体。①NO2+NO、②NO2+O2、③HCl+N2、④Cl2+SO2。现将其分别通入体积相同的试管中并立即倒立在足量水中,试管内水面上升的高度分别为h1、h2、(

)h3、h4,则高度关系是A.h4>h2>h3>h1B.h4>h3>h2>h1C.h2>h3>h1>h4D.h3>h2>h1>h4[解析]气体通入试管中的有关反应为:3NO2

+H2O===2HNO3

+NO,4NO2

+O2

+2H2O===4HNO3

,Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4,HCl

极易溶于水,设各取每种气体4

体积,则剩余气体①中(4+4

体积的NO;3)②中为3

体积的O2;③中为4

体积的N2;④中Cl2

与SO2、H2O

恰好完全反应,生成H2SO4和HCl,则剩余气体为0体积,所以试管内水面上升的高度为h4>h2>h3>h1。[答案]A与环境保护有关的硫化合物知识的考查《国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复》中说:……到2010年,二氧化硫排放总量控制在2000年排放水平以内;城市环境空气二氧化硫浓度达到国家环境质量标准,酸雨控制区降水pH小于4.5的面积比2000年有明显减少;禁止新建煤层含硫分大于3%的矿井,建成的生产煤层含硫分大于3%的矿井,逐步实行限产或关停。新建、改造含硫分大于1.5%的煤矿,应当配套建设相应规模的煤炭洗选设施。现有煤矿应按照规划的要求分期分批补建煤炭洗选设施。[例1]SO2是常见的大气污染物之一,我国规定空气中SO2含量不得超过0.02

mg/L,下列措施中能够减少SO2排放(

)量的是①用天然气代替煤炭作为民用燃料;②使用水煤气或干馏煤气作为燃料;③硫酸厂用V2O5作为催化剂,加快SO2的转化速率;④将块状煤粉碎,提高其燃烧效率;⑤在煤中加入石灰后再燃用;⑥循环处理吸收塔放出的尾气。A.①②③④⑤B.①③⑤⑥C.①②⑤⑥D.②③④点此播放教学视频[解析]天然气燃烧不产生SO2;水煤气或干馏煤气都已经脱硫,燃烧不产生SO2;催化剂虽然能加快SO2的转化速率,但不能提高SO2转化率,故不能减少SO2排放量;将块状煤粉碎并不能降低煤中的含硫量,故不能减少SO2排放量;在煤中加入石灰后再燃用,可以将SO2固定为CaSO4等物质,能够减少SO2排放量;循环处理吸收塔放出的尾气,可以提高SO2利用率,能减少SO2排放量。[答案]C点此播放教学视频[例2]工业上以硫铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外,还含有SO2、微量的SO3和酸雾。为了保护环境,同时提高硫酸工业综合经济效益,应尽可能将尾气中的SO2转化为有用的副产品。请按要求回答下列问题:(1)将尾气通入氨水中,能发生多个反应,写出其中可能发生的两个氧化还原反应的化学方程式:

;点此播放教学视频(2)在尾气与氨水反应所得到的高浓度溶液中,按一定比例加入氨水或碳酸氢铵,此时溶液的温度会自行降低,并析出晶体。①导致溶液温度降低的原因可能是

。②析出的晶体可用于造纸工业。也可用于照相用显影液的生产。已知该结晶水合物的相对分子质量为134,则其化学式为

。③生产中往往需要向溶液中加入适量的对苯二酚或对苯二胺等物质,其目的是

。点此播放教学视频(3)能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是

(

)A.NaOH溶液、酚酞试液B.KMnO4溶液、稀H2SO4C.碘水、淀粉溶液D.氨水、酚酞试液点此播放教学视频[解析](1)混合气体中有SO2、O2,通入到氨水中,SO2与水结合生成H2SO3

或与NH3·H2O

反应生成(NH4)2SO3、NH4HSO3,产物均比SO2

具有更强的还原性,很容易被溶液中溶解的O2

氧化。(2)NH4HCO3

和氨水溶于水吸热,溶液温度降低,同点此播放教学视频+时增大了

NH

的浓度,降低了(NH

)

SO4 4

2

3的溶解度,同时形成结晶水合物析出;酚类和苯胺类物质均具有强还原性,保护(NH4)2SO3,防止氧化。(3)B、C中的试剂能够与SO2发生反应,且现象变化明显,B溶液由紫红色变为无色,C溶液由蓝色变为无色,可以判断反应进行的程度;而A、

D溶液与SO2反应过程中因SO2的量的不同,产物不同,无法判断反应进行的程度。[答案](1)2H2SO3+O2===2H2SO42(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO42NH4HSO3+O2===2NH4HSO4(选填两个即可)点此播放教学视频②(NH4)2SO3·H2O

③防止亚硫(2)①反应吸热酸铵被氧化(3)BC(2008·莱芜期末)2007年世界环境日中国主题是:“污染减排和环境友好型社会”,下列有关环境问题说法不正确的是(

)A.正常雨水的pH为7.0,酸雨的pH小于7.0B.严格执行机动车尾气排放标准有利于防止大气污染C.使用二氧化硫和某些含硫化合物进行增白食品对人体健康产生损害D.使用氯气对自来水消毒过程中,生成的有机氯化物可能对人体有害[解析]正常雨水的pH为5.6,酸雨的pH小于

5.6。[答案]A2.上世纪80年代后期人们逐渐认识到,

NO在人体内起着多方面的重要生理作用。下列关于NO的说法不正确的是(

)A.NO分子中有极性共价键B.NO是造成光化学烟雾的因素之一C.NO是汽车尾气的有害成分之一D.NO分子所含电子总数为偶数[解析]NO为双原子共价化合物,无疑是极性分子;也是造成光化学烟雾的成分之一;汽车排放的有害成分中含有NO;NO分子中的电子数为7+8=15个,是奇数,D选项符合题意。[答案]D点此播放教学视频3.向FeCl3和BaCl2的酸性混合溶液中通入

SO2气体,有白色沉淀生成,此沉淀是(

)点此播放教学视频B.FeSD.S3+[解析]Fe

SO22—4氧化为

SO

,最终生成4BaSO

沉淀。A.BaSO4C.BaSO3[答案]A4.一瓶无色气体,可能含有HCl、HBr、SO2中的一种或几种。将其通入氯水中,得到无色透明溶液,将该溶液分成两份,一份加入盐酸酸化的氯化钡溶液,析出白色沉淀;一份加入硝酸酸化的硝酸银溶液,也有白色沉淀生成。下面结论正确的是(

)A.原气体中肯定有SO2B.原气体中可能有HBrC.原气体中不能肯定有无HClD.不能肯定有无SO2点此播放教学视频[解析]通入氯水,得无色溶液,一定无HBr,加入BaCl2有白色沉淀,则一定有SO2,生成BaSO4沉淀,而HCl不能确定。[答案]AC点此播放教学视频5.实验室用向上排空气法收集NO2气体,若用150mL的集气瓶收集了一定的NO2后,将集气瓶倒置于盛满水的水槽里,充分作用后残留60mL气体,将集气瓶从水槽中取出,又见瓶中气体变成红棕色,据此推知收集的NO2气体的体积为(空气按体积比N2∶O2=4∶1计,不考虑N2O4的生成)(

)点此播放教学视频A.50

mLC.78

mLB.72

mLD.100

mL[解析]常规的计算只是单一的NO2或NO2与O2或NO2、NO、O2等溶于水的计算,而本题是在常规题中增加了空气这一成分,使本题的思维空间得以很大的扩张。概念不清楚,思维不流畅,只能是“望题兴叹”。解答本题的关键是要弄清两个问题:①混合气体中的O2与NO2按1∶4耗完;②60

mL残留气体中的成分为NO和N2,且NO由3倍的NO2与H2O反应得到。解法1:根据题意可分析如下:点此播放教学视频由此可见,N2在整个反应过程中是不变量。抓住这一点,根据空气中的N2和

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