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第8讲溶液中的离子反应一、小题对点练一、弱电解质的电离平衡1.用A、B、C、D四种酸进行下列实验:①25℃时,pH=a的酸A与pH=b的NaOH溶液等体积混合,混合后测得溶液的pH=7,且a+b>14;②酸B与NaCl不反应,能与Na2CO3反应生成CO2;③向物质的量浓度为10-2mol·L-1的C溶液中滴加甲基橙试液,溶液呈黄色;④酸D的钠盐不止一种,向两种D的钠盐水溶液中分别滴加紫色石蕊试液时,一个显红色,一个显蓝色。从上述实验数据和现象中,可以用来确定是弱酸的实验是 ()。 A.②③ B.①③④ C.②③④ D.全部 解析①中若A为强酸,混合后溶液的pH=7,则有a+b=14,而题中a+b>14,说明A一定为弱酸;②中与Na2CO3能发生反应只能说明B的酸性比H2CO3的强,故B可能是强酸也可能是弱酸;③中溶液呈黄色,说明10-2mol·L-1的C溶液pH>4.4,C一定为弱酸;④中D的钠盐不止一种,说明D是多元酸,显红色呈酸性的为酸式盐,显蓝色呈碱性的为正盐,正盐溶液显碱性,表明酸根离子能水解,故D为弱酸。综上所述,B项正确。 答案B2.在不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系如图所示。下列有关说法中正确的是 ()。 A.若从a点到c点,可采用在水中加入酸的方法 B.b点对应的醋酸中由水电离的c(H+)=10-6mol·L-1 C.c点对应溶液的KW大于d点对应溶液的KW D.T℃时,0.05mol·L-1的Ba(OH)2溶液的pH=11 解析a点对应的溶液中c(H+)和c(OH-)相等,同理c点对应的溶液中c(H+)和c(OH-)也相等,溶液一定呈中性,从a点到c点,可以采用升温的方法,A项错误;KW只与温度有关,a点和b点的KW都是10-14,c点和d点的Kw都是10-12,酸溶液和碱溶液都会抑制水的电离,酸溶液中由水电离的c(H+)与溶液中的c(OH-)相等,b点对应的醋酸溶液中c水电离(H+)=c(OH-)=10-8mol·L-1,B、C项错误;T℃时,KW=10-12,0.05mol·L-1的Ba(OH)2溶液中c(H+)=10-11mol·L-1,pH=11,D项正确。 答案D3.下列说法正确的是 ()。 A.25℃时,在pH=4的盐酸和NH4Cl溶液中,由水电离出的H+浓度相等 B.25℃时,pH=3和pH=5的盐酸等体积混合后,溶液的pH=4 C.25℃时,pH=9和pH=11的NaOH溶液等体积混合后,溶液的pH=10 D.25℃时,pH=3.6的某橙汁中的c(H+)是pH=5.6的某西瓜汁中的c(H+)的100倍 解析A项,向水里加入强酸时会抑制水的电离,加入能水解的盐时会促进水的电离,故由水电离出的H+浓度不等。B项,混合溶液的c(H+)=(10-3mol·L-1+10-5mol·L-1)÷2=5.05×10-4mol·L-1,pH=3.3。C项,混合溶液的c(OH-)=(10-5mol·L-1+10-3mol·L-1)÷2=5.05×10-4mol·L-1,c(H+)=10-14÷(5.05×10-4)≈1.98×10-11(mol·L-1),pH≈10.7。D项橙汁和西瓜汁中c(H+)的比值是10-3.6mol·L-1÷10-5.6mol·L-1=100,正确。 答案D4.分析下表,下列选项中不正确的是 ()。弱酸CH3COOHHCNH2CO3电离平衡常数(25℃)1.8×10-54.9×10-10K1=4.3×10-7,K2=5.6×10-11A.NaCN+H2O+CO2(过量)=HCN+NaHCO3 B.0.1mol·L-1的醋酸溶液中加入水或加入冰醋酸均可使平衡向电离方向移动 C.等物质的量浓度的Na2CO3和NaCN溶液,后者溶液中水的电离程度大 D.pH相等的上述3种酸溶液,分别加水稀释后溶液的pH仍相等,则醋酸中加入水的体积最多 解析根据电离平衡常数判断酸的强弱,再结合平衡移动原理进行解题。由K值关系可知酸性强弱顺序:CH3COOH>H2CO3>HCN>HCOeq\o\al(-,3)。A项中H2CO3的酸性强于HCN,而HCN的酸性强于HCOeq\o\al(-,3),正确;B项中加水稀释促进电离,加入冰醋酸,c(CH3COOH)增加,平衡正向移动,正确;C项中由于HCOeq\o\al(-,3)的酸性比HCN弱,所以COeq\o\al(2-,3)水解程度大,即水的电离程度大,错误;醋酸的电离平衡常数最大,加水稀释相同的倍数,pH变化最大,三种酸加水稀释使pH变化范围相等,则醋酸中加水最少,D项错误。 答案CD二、沉淀溶解平衡5.已知298K时下列物质的溶度积(单位略)如表所示:物质CH3COOAgAgClAg2CrO4Ag2SKsp2.3×10-31.77×10-101.12×10-126.7×10-15则298K时,下列说法正确的是 ()。 A.等体积浓度均为0.02mol·L-1的CH3COONa溶液和AgNO3溶液混合能产生沉淀 B.向浓度均为0.01mol·L-1的CrOeq\o\al(2-,4)和Cl-混合溶液中慢慢滴入AgNO3溶液,CrOeq\o\al(2-,4)先沉淀 C.在CH3COOAg悬浊液中加入盐酸,发生反应的离子方程式为CH3COOAg(s)+H+(aq)+Cl-(aq)CH3COOH(aq)+AgCl(s) D.上述四种饱和溶液的物质的量浓度:c(CH3COOAg)>c(AgCl)>c(Ag2CrO4)>c(Ag2S) 解析浓度均为0.02mol·L-1的CH3COONa溶液和AgNO3溶液等体积混合,则c(Ag+)=c(CH3COO-)=0.01mol·L-1,c(Ag+)·c(CH3COO-)=1×10-4<Ksp(CH3COOAg),无沉淀产生,A错;当CrOeq\o\al(2-,4)开始沉淀时,c(Ag+)=eq\r(\f(KspAg2CrO4,cCrO\o\al(2-,4)))=eq\r(\f(1.12×10-12,0.01))mol·L-1=1.06×10-5mol·L-1,当Cl-开始沉淀时,c(Ag+)=eq\f(KspAgCl,cCl-)=eq\f(1.77×10-10,0.01)mol·L-1=1.77×10-8mol·L-1,故Cl-先沉淀,B错;Ksp(CH3COOAg)>Ksp(AgCl),向CH3COOAg悬浊液中加入盐酸,CH3COOAg转化为AgCl,离子方程式为CH3COOAg(s)+H+(aq)+Cl-(aq)CH3COOH(aq)+AgCl(s),C对;对于AgX,饱和溶液的物质的量浓度c=eq\r(Ksp),对于Ag2X,饱和溶液的物质的量浓度c=eq\r(3,\f(Ksp,4)),代入数值,可得物质的量浓度大小为c(CH3COOAg)>c(Ag2CrO4)>c(AgCl)>c(Ag2S),D错。 答案C6.(·南京盐城一模)一定温度下,将0.1molAgCl加入1L0.1mol·L-1Na2CO3溶液中,充分搅拌(不考虑液体体积变化),已知:Ksp(AgCl)=2×10-10;Ksp(Ag2CO3)=1×10-11,下列有关说法正确的是 ()。 A.沉淀转化反应2AgCl(s)+COeq\o\al(2-,3)(aq)Ag2CO3(s)+2Cl-(aq)的平衡常数为20 B.约有2×10-5molAgCl溶解 C.反应后的溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(COeq\o\al(2-,3))>c(OH-)>c(H+) D.反应后的溶液中:c(Na+)+c(H+)+c(Ag+)=2c(COeq\o\al(2-,3))+c(HCOeq\o\al(-,3))+c(Cl-)+c(OH-) 解析已知Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-),Ksp(Ag2CO3)=c2(Ag+)·c(COeq\o\al(2-,3)),选项A中的平衡常数K=c2(Cl-)/c(COeq\o\al(2-,3))=Keq\o\al(2,sp)(AgCl)/Ksp(Ag2CO3)=4×10-9,选项A错误;选项B中,Na2CO3的转化消耗量极小,则可认为c(COeq\o\al(2-,3))仍为0.1mol·L-1,根据选项A中可逆反应的平衡常数K=4×10-9计算,c(Cl-)=(4×10-9×0.1)0.5=2×10-5mol·L-1,溶解的n(AgCl)=n(Cl-)=2×10-5mol·L-1×1L=2×10-5mol,选项B正确;选项C中的溶液主要是Na2CO3溶液和少量NaCl溶液,溶液呈碱性,c(Na+)>c(COeq\o\al(2-,3))>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),选项C错误;由溶液中电荷守恒可知,选项D正确。 答案BD7.(·南通一调)一定温度下,卤化银AgX(X:Cl-、Br-、I-)及Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。横坐标p(Ag+)表示“-lgc(Ag+)”,纵坐标Y表示“-lgc(X-)”或“-lgc(CrOeq\o\al(2-,4))”。下列说法正确的是 ()。 A.a点表示c(Ag+)=c(CrOeq\o\al(2-,4)) B.b点可表示AgI的饱和溶液 C.该温度下AgI的Ksp约为1×10-16 D.该温度下AgCl、AgBr饱和溶液中:c(Cl-)<c(Br-) 解析a点,对Ag2CrO4饱和溶液而言,此时p(Ag+)=p(CrOeq\o\al(2-,4)),c(Ag+)=c(CrOeq\o\al(2-,4)),选项A正确;b点当p(Ag+)=8时,p(I-)>8,c(I-)<10-8mol·L-1,此时Qc(AgI)<Ksp(AgI),溶液是不饱和溶液,选项B错误;p(Ag+)=p(I-)=8时溶液是饱和溶液,c(Ag+)=c(I-)=1×10-8mol·L-1,则Ksp(AgI)=1×10-16,选项C正确;由图可知,Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),则各自饱和溶液中,c(Cl-)=eq\r(KspAgCl),c(Br-)=eq\r(KspAgBr),故c(Cl-)>c(Br-),选项D错误。 答案AC三、溶液中粒子浓度的关系8.下列叙述中不正确的是 ()。 A.0.1mol·L-1NH4HS溶液中有:c(NHeq\o\al(+,4))<c(HS-)+c(S2-)+c(H2S) B.25℃时,将amol·L-1的氨水与0.01mol·L-1的盐酸等体积混合后,c(NHeq\o\al(+,4))=c(Cl-),则NH3·H2O的电离常数为eq\f(10-9,a-0.01) C.等浓度的HCN和NaCN混合溶液中有:2c(Na+)=c(CN-)+c D.等pH的①(NH4)2SO4溶液②NH4HSO4溶液③NH4Cl溶液中,c(NHeq\o\al(+,4))的大小关系:①>③>② 解析NH4HS溶液中存在NHeq\o\al(+,4)和HS-的水解平衡、HS-的电离平衡,由物料守恒知,c(NHeq\o\al(+,4))+c(NH3·H2O)=c(HS-)+c(S2-)+c(H2S),则c(NHeq\o\al(+,4))<c(HS-)+c(S2-)+c(H2S),故A正确。氨水与盐酸反应后,c(NHeq\o\al(+,4))=c(Cl-)=0.005mol·L-1,则c(H+)=c(OH-)=10-7mol·L-1,溶液呈中性,Ka=eq\f(0.005×10-7,\f(a,2)-0.005)=eq\f(10-9,a-0.01),B正确。HCN是弱酸,等浓度的HCN和NaCN混合溶液中根据物料守恒有2c(Na+)=c(CN-)+c(HCN),C正确。D中,pH相等时,①和③两溶液中c(NHeq\o\al(+,4))相同,NHeq\o\al(+,4)的水解程度也相同;②NHeq\o\al(+,4)的水解受到抑制,因此溶液中c(NHeq\o\al(+,4))最小,故D错误。 答案D9.常温下,向20mL0.2mol·L-1H2A溶液中滴加0.2mol·L-1NaOH溶液。有关微粒的物质的量变化情况如图所示(其中Ⅰ代表H2A,Ⅱ代表HA-,Ⅲ代表A2-)。根据图示判断,当 A.c(Na+)>c(HA-)>c(OH-)>c(H2A)>c(H+)>c(A2- B.c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(H2A)>c(OH- C.c(Na+)>c(H+)>c(HA-)>c(A2-)>c(OH-)>c(H2A D.c(Na+)>c(OH-)>c(HA-)>c(H2A)>c(H+)>c(A2- 解析加入20mLNaOH溶液时,酸碱恰好反应生成NaHA,此时溶液中c(Na+)最大,由图知c(HA-)仅次于c(Na+),因c(H2A)<c(A2-),说明HA-的电离能力强于水解能力,故溶液呈酸性,有c(H+)>c(A2-)>c(H2A 答案B10.(·苏北三市调研)25℃时,取浓度均为0.1mol·L-1的CH3COOH溶液和氨水各20mL,分别用0.1mol·L-1NaOH溶液、0.1mol·L-1盐酸进行中和滴定,滴定过程中溶液的pH随滴加溶液的体积变化关系如图所示。下列说法正确的是 ()。 A.曲线Ⅰ:滴加溶液到10mL时:c(Cl-)>c(NHeq\o\al(+,4))>c(H+)>c(OH-) B.曲线Ⅰ:滴加溶液到20mL时:c(Cl-)>c(NHeq\o\al(+,4))>c(H+)>c(OH-) C.曲线Ⅱ:滴加溶液在10~20mL之间溶液中可能存在:c(CH3COO-)=c(Na+)>c(OH-)=c(H+) D.曲线Ⅱ:滴加溶液到10mL时:c(CH3COO-)-c(CH3COOH)=2[c(H+)-c(OH-)] 解析由图中初始溶液的pH可知,曲线Ⅰ为用盐酸滴定氨水的曲线,曲线Ⅱ为用NaOH溶液滴定CH3COOH溶液的曲线。选项A中,溶液为等浓度的NH3·H2O和NH4Cl混合液,此时溶液呈碱性,溶液中离子浓度的关系为:c(NHeq\o\al(+,4))>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),错误;选项B中,溶液为NH4Cl溶液,此时溶液呈酸性,c(Cl-)>c(NHeq\o\al(+,4))>c(H+)>c(OH-),正确,选项C中,溶液是CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,当溶液呈中性时,存在c(CH3COO-)=c(Na+)>c(OH-)=c(H+),错误;选项D中,溶液为等浓度的CH3COOH和CH3COONa混合液,此时溶液呈酸性,利用物料守恒,c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+),利用电荷守恒,c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),两式消去c(Na+),得到c(CH3COO-)-c(CH3COOH)=2[c(H+)-c(OH-)],正确。 答案BD11.(·徐州三调)下列溶液中各离子的浓度关系不正确的是 ()。 A.0.1mol·L-1CH3COONa溶液中:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1mol·L-1 B.浓度均为0.1mol·L-1Na2CO3溶液和稀盐酸等体积混合后的溶液中:c(COeq\o\al(2-,3))+c(OH-)=c(H+)+c(H2CO3) C.25℃时,pH=9.4、浓度均为0.1mol·L-1的HCN与NaCN的混合溶液中:c(Na+)>c(CN-)>c(HCN)>c(OH-) D.3.0L0.1mol·L-1NaOH溶液中缓慢通入CO2至溶液增重8.8g时,溶液中:c(Na+)>c(COeq\o\al(2-,3))>c(HCOeq\o\al(-,3))>c(OH-)>c(H+) 解析选项A中,利用物料守恒,c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+)=0.1mol·L-1,正确;选项B中,反应后的溶液是NaHCO3和NaCl混合溶液,根据质子守恒,c(COeq\o\al(2-,3))+c(OH-)=c(H+)+c(H2CO3),正确;选项C中,溶液呈碱性,NaCN的水解大于HCN的电离,c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+),选项C错误;选项D中,n(CO2)=0.2mol,n(NaOH)=0.3mol,3NaOH+2CO2=Na2CO3+NaHCO3+H2O,COeq\o\al(2-,3)的水解强于HCOeq\o\al(-,3)的水解,且COeq\o\al(2-,3)的水解生成HCOeq\o\al(-,3),故c(HCOeq\o\al(-,3))>c(COeq\o\al(2-,3)),选项D错误。 答案CD12.常温下,向20.00mL0.1000mol·L-1CH3COONa溶液中逐滴加入0.1000mol·L-1盐酸,溶液的pH与所加盐酸体积的关系如图所示(不考虑挥发)。下列说法正确的是 ()。 A.点①所示溶液中:c(CH3COOH)=c(Cl-)>c(OH-)=c(H+) B.点②所示溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH) C.点③所示溶液中:c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-) D.整个过程中可能出现:c(H+)+c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-) 解析A项,整个滴定过程中,始终有电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(Cl-)+c(OH-),物料守恒为c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),①时溶液c(H+)=c(OH-),综合两守恒可得c(CH3COOH)=c(Cl-),正确;B项,②时为等浓度的CH3COOH、CH3COONa和NaCl溶液,由物料守恒有c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=2c(Cl-),溶液呈酸性,以醋酸电离为主,c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH),错误;C项,③时为等浓度的CH3COOH和NaCl溶液,由于醋酸电离,所以c(Na+)>c(CH3COOH),又由于H+不仅来自于醋酸,还来自于水的电离,所以c(H+)>c(CH3COO-),正确;D项,由物料守恒得c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO- 答案AC 二、大题冲关练13.NH4Al(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂,用于焙烤食品;NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题: (1)NH4Al(SO4)2可作净水剂,其原理是________________________________ _____________________________(用必要的化学用语和相关文字说明)。 (2)相同条件下,0.1mol·L-1的NH4Al(SO4)2中c(NHeq\o\al(+,4))__________________(填“等于”、“大于”或“小于”)0.1mol·L-1NH4HSO4中c(NHeq\o\al(+,4))。 (3)均为0.1mol·L-1的几种电解质溶液的pH随温度变化的曲线如图所示。 ①其中符合0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2的pH随温度变化的曲线是____________(填字母),导致pH随温度变化的原因是______________________; ②20℃时,0.1mol·L-1的NH4Al(SO4)2中2c(SOeq\o\al(2-,4))-c(NHeq\o\al(+,4))-3c(Al3+)=__________________。 (4)室温时,向100mL0.1mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液,溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示: 试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是___________点;在b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是_________________。 解析Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性,即:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,Al(OH)3吸附悬浮颗粒使其沉降。NH4Al(SO4)2与NH4HSO4中的NHeq\o\al(+,4)均发生水解,但NH4Al(SO4)2中Al3+水解呈酸性抑制NHeq\o\al(+,4)水解,HSOeq\o\al(-,4)电离出的H+同样抑制NHeq\o\al(+,4)水解,因为HSOeq\o\al(-,4)电离生成的H+浓度比Al3+水解生成的H+浓度大,所以NH4HSO4中NHeq\o\al(+,4)的水解程度比NH4Al(SO4)2中的小,相同条件下0.1mol·L-1的NH4Al(SO4)2中c(NHeq\o\al(+,4))小于0.1mol·L-1NH4HSO4中的c(NHeq\o\al(+,4))。NH4Al(SO4)2水解使溶液呈酸性,升高温度使其水解程度增大,pH减小,符合的曲线为Ⅰ。根据电荷守恒,可以求出2c(SOeq\o\al(2-,4))-c(NHeq\o\al(+,4))-3c(Al3+)=c(H+)-c(OH-)≈10-3mol·L-1[c(OH-)太小,可忽略]。a、b、c、d四个点,根据反应量的关系,a点恰好完全反应,溶液中只有等物质的量的(NH4)2SO4与Na2SO4;b、c、d三点溶液均含有NH3·H2O,(NH4)2SO4可以促进水的电离,而NH3·H2O抑制水的电离,因此,a点水的电离程度最大。b点溶液呈中性,即溶液中含有(NH4)2SO4、Na2SO4、NH3·H2O三种成分,a点时c(Na+)=c(SOeq\o\al(2-,4)),b点时c(Na+)>c(SOeq\o\al(2-,4)),由于NHeq\o\al(+,4)会水解和与OH-反应,可以得出c(SOeq\o\al(2-,4))>c(NHeq\o\al(+,4)),故c(Na+)>c(SOeq\o\al(2-,4))>c(NHeq\o\al(+,4))>c(OH-)=c(H+)。 答案(1)Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性,吸附悬浮颗粒使其沉降,从而达到净化水的目的 (2)小于 (3)①ⅠNH4Al(SO4)2水解使溶液呈酸性,升高温度使其水解程度增大,pH减小 ②10-3mol·L-1 (4)ac(Na+)>c(SOeq\o\al(2-,4))>c(NHeq\o\al(+,4))>c(OH-)=c(H+)14.下表是几种弱电解质的电离平衡常数、难溶电解质的溶度积Ksp(25℃)。电解质电离方程式电离常数KKspH2CO3H2CO3H++HCOeq\o\al(-,3)HCOeq\o\al(-,3)H++COeq\o\al(2-,3)K1=4.31×10-7K2=5.61×10-11—C6H5OHC6H5OHC6H5O-+H+1.1×10-10—H3PO4H3PO4H++H2POeq\o\al(-,4)H2POeq\o\al(-,4)H++HPOeq\o\al(2-,4)HPOeq\o\al(2-,4)H++POeq\o\al(3-,4)K1=7.52×10-3K2=6.23×10-8K3=2.20×10-13—NH3·H2ONH3·H2ONHeq\o\al(+,4)+OH-1.76×10-5—BaSO4BaSO4(s)Ba2++SOeq\o\al(2-,4)—1.07×10-10 回答下列问题: (1)写出C6H5OH与Na3PO4反应的离子方程式:____________________________________________________________________________________。 (2)25℃时,向10mL0.01mol·L-1C6H5OH溶液中滴加VmL0.01mol·L-1 a.若混合液pH>7,则V≥10 b.V=5时,2c(NH3·H2O)+2c(NHeq\o\al(+,4))=c(C6H5O-)+c(C6H5OH) c.V=10时,混合液中水的电离程度小于0.01mol·L-1C6H5 d.若混合液pH<7,则c(NHeq\o\al(+,4))>c(C6H5O-)>c(H+)>c(OH-) (3)水解反应的化学平衡常数称为水解常数(用Kh表示),类比化学平衡常数的定义。25℃时,Na2CO3第一步水解反应的水解常数Kh=________mol·L-1。 (4)如图所示,有T1、T2不同温度下两条BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线(已知BaSO4的Ksp随温度升高而增大)。 ①T2_____________25℃(填“>”、“<”或“=”)。 ②讨论T1温度时BaSO4的沉淀溶解平衡曲线,下列说法正确的是___________(填序号)。 a.加入Na2SO4不能使溶液由a点变为b点 b.在T1曲线上方区域(不含

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