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专题04非金属及其化合物第20练氯及其化合物(限时:35分钟)1.下列说法错误的是()A.Cl2中含有的HCl杂质通过饱和食盐水除去(2020·全国卷Ⅰ,9B改编)B.Cl2得到电子的能力比Br2强(2020·江苏,9B改编)C.电解饱和食盐水可制取氯气(2018·浙江11月选考,8B)D.启普发生器也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气(2017·全国卷Ⅰ,10D)【答案】D【解析】启普发生器不能加热,适合块状固体与液体在常温下反应,而实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制氯气需要加热,且二氧化锰是粉末状固体,故不能用启普发生器制备氯气,D项错误。2.(2022·上海奉贤·二模)下列关于氯的说法正确的是A.1mol氯气与NaOH反应转移2mol电子B.35Cl、37Cl为不同的原子,化学性质不同C.氯水久置后pH值减小,漂白性减弱D.干燥的氯气不能使鲜花褪色【答案】C【解析】A.氯气与氢氧化钠发生歧化反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,其离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,所以1mol氯气与NaOH反应转移1mol电子,A错误;B.35Cl、37Cl为质子数相同,中子数不同的原子,其核外电子数等于质子数,两者的核外电子数相同,所以化学性质相同,B错误;C.氯水久置其有效成分次氯酸会分解,产生HCl和氧气,所以水溶液中的氢离子浓度会增大,pH值会减小,漂白性会逐渐减弱,C正确;D.鲜花中含水分,所以氯气遇鲜花会生成具有漂白性的次氯酸,从而使鲜花褪色,D错误;故选C。3.(2022·上海崇明·二模)下列对氯及其化合物的说法正确的是A.因氯化铝溶液能导电,所以氯化铝是离子化合物B.用pH试纸测得氯水的pH=4C.随着氯元素化合价升高,氯的含氧酸酸性逐渐减弱D.次氯酸不如次氯酸盐稳定,故用次氯酸盐作为漂白剂的主要成分【答案】D【解析】A.熔融的氯化铝不能导电,所以氯化铝是共价化合物,故A错误;B.氯水中含有的次氯酸具有强氧化性,能使有机色质漂白褪色,所以不能用pH试纸测氯水的pH,故B错误;C.随着氯元素化合价升高,氯的含氧酸分子中的非羟基氧的数目增多,含氧酸酸性逐渐增强,故C错误;D.次氯酸遇光易分解,稳定性弱于次氯酸盐,所以常用次氯酸盐作为漂白剂的主要成分,故D正确;故选D。4.(2022·广东卷)实验室用和浓盐酸反应生成后,按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是【答案】D【解析】A.浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有HCl,可用饱和食盐水除去HCl,Cl2可用浓硫酸干燥,A装置能达到实验目的,故A不符合题意;B.氯气的密度大于空气,用向上排空气法收集,B装置能收集氯气,故B不符合题意;C.湿润的红布条褪色,干燥的红色布条不褪色,可验证干燥的氯气不具有漂白性,故C不符合题意;D.氯气在水中的溶解度较小,应用NaOH溶液吸收尾气,D装置不能达到实验目的,故D符合题意;答案选D。5.向盛有Cl2的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体中的一种,经过振荡,现象如下图所示,则甲、乙、丙中注入的液体分别是()①AgNO3溶液②NaOH溶液③水A.①②③B.③②①C.②①③D.①③②【答案】C【解析】①在盛有Cl2的集气瓶中加AgNO3溶液时,先后发生两个反应:Cl2+H2OHCl+HClO、AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3,随着AgCl沉淀的生成,溶液中HCl的浓度逐渐减小,使Cl2+H2OHCl+HClO平衡向正反应方向移动,最终使集气瓶中的Cl2全部反应,根据现象可知集气瓶乙中加入了AgNO3溶液;②在盛有Cl2的集气瓶中加入NaOH溶液时,Cl2与NaOH溶液反应:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,Cl2全部被NaOH溶液吸收,生成无色的物质,根据现象可知集气瓶甲中加入了NaOH溶液;③在盛有Cl2的集气瓶中加水时,通常状况下Cl2在水中溶解度不大,所以液面上方的空气中仍有部分Cl2,呈浅黄绿色;而溶于水的Cl2只能部分与水反应:Cl2+H2OHCl+HClO,所以水溶液中有未参加反应的Cl2,故水溶液也呈浅黄绿色,根据现象可知集气瓶丙中加入了水。6.(2022·吉林长春·模拟预测)如图是实验室制备氯气并进行相关实验的装置(夹持与加热装置已省略),下列有关说法不正确的是A.若无加热装置,则装置a蒸馏烧瓶中可用高锰酸钾或次氯酸钠B.检验氯气是否有漂白性,则I、II、III分别为湿润的石蕊试纸、碱石灰、干燥的石蕊试纸C.装置b的作用既可以洗气又可以作安全瓶监测装置c是否堵塞D.含有4molHCl的浓盐酸与足量二氧化锰反应,产生标准状况下的Cl2体积小于22.4L【答案】B【解析】实验室制备氯气,常采用加热MnO2和浓盐酸,制备的氯气中混有HCl和水蒸气,常采用饱和食盐水吸收氯气中的HCl,然后验证氯气的性质,因为氯气有毒,需要吸收尾气,因此实验室常用NaOH溶液吸收氯气,防止污染环境;A.二氧化锰与浓盐酸反应,需要加热才能进行,因此无加热装置时,不能采用该方法制备氯气,高锰酸钾溶、次氯酸钠具有强氧化性,在不加热下,能与浓盐酸反应产生氯气,故A说法正确;B.氯气能与碱石灰发生反应,因此干燥氯气时不能用碱石灰,应用无水氯化钙等,故B说法错误;C.根据上述分析,饱和食盐水能吸收氯气中的HCl,该装置还有长颈漏斗,因此该装置还起到安全瓶的作用,检测后续装置是否发生堵塞,平衡气压的作用,故C说法正确;D.二氧化锰只与浓盐酸反应,不与稀盐酸反应,含4molHCl的浓盐酸与足量二氧化锰发生反应,随着反应进行盐酸浓度降低,盐酸浓度达到某一浓度时反应停止,因此产生标准状况下的氯气的体积小于22.4L,故D说法正确;答案为B。7.某研究性学习小组查阅资料得知,漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气,化学方程式为Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))2CaSO4+2Cl2↑+2H2O,他们设计如图实验装置制取氯气并验证其性质。请回答下列问题:(1)该实验中A部分的装置是________(填字母)。(2)装置B中的现象是___________________________________________________________。(3)请写出装置D中发生反应的离子方程式:_______________________________________,装置E的作用是________________________________________________________________。(4)请帮助他们设计一个实验,证明洗气瓶C中的亚硫酸钠已被氧化(简述实验步骤):______________________________________________________________________________。(5)制取Cl2的方法有多种,若A部分的装置是a,请再写出一种制备方法:________________________________________________________________________(用化学方程式表示)。【答案】(1)b(2)溶液变蓝色(3)Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+吸收多余的Cl2,防止污染空气(4)取少量洗气瓶C中溶液于小试管中,加入足量稀盐酸,充分振荡后滴加BaCl2溶液,若有白色沉淀生成且沉淀不消失,则证明洗气瓶C中亚硫酸钠已被氧化(5)2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O【解析】(1)从化学方程式可知反应物是固体和液体,反应条件是加热,所以应选固液混合加热型装置。(2)氯气具有强氧化性,与碘化钾发生反应:2KI+Cl2=2KCl+I2,淀粉溶液遇碘变蓝色。(3)装置D中发生反应的离子方程式:Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+,装置E的作用是吸收多余的Cl2,防止污染空气。(4)亚硫酸钠被氧化生成硫酸钠,只要验证SOeq\o\al(2-,4)的存在就可证明亚硫酸钠已经被氧化,检验SOeq\o\al(2-,4)的存在选用稀盐酸和氯化钡溶液。8.实验室制取Cl2时,下列装置能达到相应实验目的的是装置目的A.制备Cl2B.净化Cl2C.收集Cl2D.尾气处理【答案】D【解析】A.浓盐酸和二氧化锰制备氯气缺少加热装置,A错误;B.净化氯气时应先通过饱和食盐水除去HCl,再通过浓硫酸干燥,B错误;C.氯气密度大于空气,应用向上排空气法收集,应用长进短处的装置,不能用密闭容器收集,C错误;D.氯气有毒需用氢氧化钠水溶液吸收,D正确;故选D。9.在新制饱和氯水中,若只改变某一条件,下列叙述正确的是()A.再通入少量氯气,eq\f(cH+,cClO-)减小B.通入少量SO2,溶液漂白性增强C.加入少量的碳酸钠粉末,pH增大,溶液漂白性增强D.光照过程中,有气泡冒出,溶液的导电性减弱【答案】C【解析】饱和氯水不能再溶解氯气,各成分的浓度不变,A项错误;SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4,Cl2+H2OH++Cl-+HClO的平衡左移,HClO的浓度减小,漂白性减弱,B项错误;加入少量的碳酸钠粉末,消耗H+,使平衡正向移动,HClO的浓度增大,C项正确;光照过程中,HClO分解,生成O2和HCl,溶液中的离子浓度增大,导电性增强,D项错误。10.氯气性质的微型实验装置如图所示。①是浓盐酸,⑥是高锰酸钾,②~⑤是滤纸条,依次滴有石蕊溶液、淀粉­KI溶液、KBr溶液、含KSCN的FeCl2溶液,实验时滴几滴浓盐酸,下列说法不正确的是()A.产生氯气的离子方程式为16H++10Cl-+2MnOeq\o\al(-,4)=2Mn2++5Cl2↑+8H2OB.⑤处变红色,发生的反应为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3C.②处先变红后褪色,说明氯气溶于水后,溶液有酸性和强氧化性D.③处变蓝色,④处变橙色,说明氧化性:Cl2>Br2>I2【解析】高锰酸钾和浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气,反应的离子方程式为16H++10Cl-+2MnOeq\o\al(-,4)=2Mn2++5Cl2↑+8H2O,A正确;氯气将氯化亚铁氧化为氯化铁,铁离子遇到硫氰化钾溶液显红色,发生的反应为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3,B正确;氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,遇到石蕊溶液先变红后褪色,C正确;氯气和碘化钾反应生成碘单质,淀粉遇碘单质变蓝色,氯气和溴化钾反应生成溴单质,溶液变橙色,上述反应说明氯气的氧化性大于碘单质和溴单质,但不能说明溴单质的氧化性大于碘单质,D错误。【答案】D11.证明卤族元素的非金属性强弱,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检查)。实验过程:Ⅰ.打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。Ⅲ.当B中溶液由黄色变为棕红色时,关闭活塞a。Ⅳ.打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡。下列说法错误的是A.淀粉碘化钾试纸变蓝可验证氯气的氧化性强于碘。B.B中发生反应的离子方程式是Cl2+2Br-=Br2+2Cl-。C.Ⅳ中的实验现象是四氯化碳层溶液变为橙红色。D.过程Ⅲ实验的目的是确认C的黄色溶液中无氯气,排除氯气对溴置换碘实验的干扰【答案】C【解析】浓盐酸与KMnO4固体反应制取Cl2,Cl2与NaBr反应生成NaCl和Br2,B装置中继续通Cl2,溶液颜色加深,表明起初B、C中NaBr没有与Cl2完全反应,也表明溶液中不存在多余的氯气;Br2水加入KI溶液中,生成的I2被CCl4萃取,从而进入CCl4层。A.淀粉碘化钾试纸中的KI与Cl2发生置换反应生成I2,从而使试纸变蓝,可验证氯气的氧化性强于碘,A正确;B.B中,Cl2与NaBr反应生成NaCl和Br2,发生反应的离子方程式是Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,B正确;C.Ⅳ中,Br2水加入KI溶液中,生成的I2被CCl4萃取,从而进入CCl4层,所以实验现象是四氯化碳层溶液变为紫红色,C不正确;D.过程Ⅲ,B装置中继续通Cl2,溶液颜色加深,表明溶液中不存在多余的氯气,从而排除氯气对溴置换碘实验的干扰,D正确;故选C。12.(2020·全国卷Ⅲ)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其氧化还原性质。回答下列问题:(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是________________________________________________,a中的试剂为________________________________________________________________。(2)b中采用的加热方式是__________,c中化学反应的离子方程式是_____________,采用冰水浴冷却的目的是_______________________________________________________。(3)d的作用是____________,可选用试剂________(填字母)。A.Na2S B.NaClC.Ca(OH)2 D.H2SO4(4)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶,_____________________________________,________________,干燥,得到KClO3晶体。(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色,加入CCl4振荡,静置后CCl4层显________色。可知该条件下KClO3的氧化能力________(填“大于”或“小于”)NaClO。【答案】(1)圆底烧瓶饱和食盐水(2)水浴加热Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O避免生成NaClO3(3)吸收尾气(Cl2)AC(4)过滤少量(冷)水洗涤(5)紫小于【解析】(1)盛放MnO2粉末的仪器是圆底烧瓶。产生的氯气中混有氯化氢杂质,除去氯化氢需要将气体通过饱和食盐水。(2)b装置的加热方式为水浴加热。c装置中氯气与氢氧化钠发生反应的离子方程式为Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O。根据装置b、c水浴温度的不同推知,生成氯酸盐时需要酒精灯加热,生成次氯酸盐时需要冰水冷却,所以c中冰水浴的目的是避免氯酸钠的生成。(3)d是尾气处理装置,吸收氯气可以用硫化钠溶液或氢氧化钙溶液。(4)从溶液中获得纯净氯酸钾的操作是冷却结晶,过滤,少量冷水洗涤,干燥,此处用少量冷水洗涤的目的是降低氯酸钾的损耗。(5)碘在四氯化碳中呈紫色;碘在水中的颜色为棕色或褐色,主要由碘的浓度决定。2号试管中溶液变棕色说明生成I2,1号试管中没有颜色变化,说明没有生成I2,由此可以判断氯酸钾的氧化能力小于次氯酸钠的氧化能力。13.化学来源于生活,也服务于生活。下列有关生活中的化学知识叙述正确的是()A.氯气和活性炭均可作漂白剂,若同时使用,漂白效果会明显加强B.氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂C.测定溶液pH的实验中,用干燥pH试纸测定新制氯水的pH,测定结果无影响D.洁厕灵不能与84消毒液混用,原因是两种溶液混合产生的HClO易分解【答案】B【解析】A项,活性炭具有吸附性,可以吸附氯气,若同时使用,漂白效果会减弱,错误;B项,氯气与烧碱溶液或石灰乳反应均可生成次氯酸盐,正确;C项,氯水中的次氯酸具有漂白性,不能用pH试纸测定氯水的pH,错误;D项,84消毒液中的NaClO与洁厕灵中的HCl反应生成Cl2,错误。14.研究小组在探究卤素离子与硝酸银的反应时,进行了以下实验。编号操作试剂现象1①KCl溶液②稀硝酸酸化的溶液产生白色沉淀2①KCl溶液②浓硝酸酸化的溶液产生白色沉淀3①KI溶液②稀硝酸酸化的溶液产生黄色沉淀4①KI溶液②浓硝酸酸化的溶液产生褐色的浊液下列说法不正确的是A.实验1和2说明,硝酸浓度不影响的检验B.实验1和3说明,卤素离子的检验可使用稀硝酸酸化的溶液C.对比实验2和4,说明异常现象的产生与卤素离子种类有关D.由上述实验推测,的检验不能使用浓硝酸酸化的溶液【答案】D【解析】A.对比实验1和2,实验1酸化时使用的是稀硝酸,而实验2使用的是浓硝酸,但二者皆可以产生白色沉淀,故不影响氯离子的检验,A正确;B.稀硝酸酸化的硝酸银溶液分别和F-、Cl-、I-反应,得到氟化银(易溶),氯化银(白色沉淀),溴化银(浅黄色沉淀),碘化银(黄色沉淀)故可以区分开,B正确;C.对比实验2和4的条件可得,异常现象的产生与卤素离子种类有关,C正确;D.浓硝酸的氧化性强于溴单质,所以浓硝酸可以把溴离子氧化为溴单质(红棕色),同时用氮的氧化物产生,故可以用来检测溴离子,D错误;故选D。15.某同学欲利用浓盐酸、MnO2、Fe等试剂制取无水氯化铁、收集一定量的氯气并验证其某些性质,实验装置如图所示(制气装置省略)。下列说法错误的是A.④中a导管应向下延伸至接近瓶底B.若撤去⑥,则⑤中可能有Fe2O3生成C.当⑤中充满黄绿色气体时再点燃⑤处酒精灯D.③中试纸若是湿润的,则根据产生的现象可证明氯气有酸性,漂白性【解析】A.氯气的密度比空气的大,应采用向上排空气法收集,故需要将a导管延长至接近瓶底,A正确;B.若撤去⑥,则⑦中的水蒸气逆向进入⑤中,导致FeCl3水解生成Fe(OH)3,Fe(OH)3受热分解变为Fe2O3,B正确;C.加热时装置中的空气会与与Fe反应,故应先通入一段时间Cl2,以排尽装置中的空气,防止加热时被被空气氧化,C正确;D.干燥的氯气无漂白性、酸性,D错误;故合理选项是D。【答案】D16.ClO2是一种极易溶于水且几乎不与冷水反应的黄绿色气体(沸点:11℃),实验室制备纯净ClO2溶液的装置如图所示:已知下列反应:NaClO3+HCl→NaCl+ClO2+Cl2+H2O;NaClO2+HCl→NaCl+ClO2+H2O;NaClO2+Cl2→NaCl+ClO2(均未配平)。下列说法正确的是()A.a中通入的N2可用CO2或SO2代替B.b中NaClO2可用饱和食盐水代替C.c中广口瓶最好放在冰水浴中冷却D.d中吸收尾气后只生成一种溶质【答案】C【解析】A项,a中通入N2的目的是氮气性质稳定且不影响实验,可将a中产生的ClO2和Cl2吹出并进入后续装置继续实验,二氧化硫具有还原性,可将ClO2、NaClO3等物质还原,错误;B项,b中NaClO2的作用是吸收ClO2中混有的氯气和氯化氢杂质气体,用饱和食盐水可吸收氯化氢,但不能吸收氯气,错误;C项,ClO2是一种极易溶于水且几乎不与冷水反应的黄绿色气体,故c中广口瓶最好放在冰水浴中冷却,有利于吸收ClO2,正确;D项,d中氢氧化钠和ClO2发生歧化反应生成NaClO2和NaClO3,产物至少两种,错误。17.部分含氯物质的分类与相应氯元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是()A.a与d、a与e均能反应得到bB.c为一种新型自来水消毒剂,c代替b的原因是c不属于危险化学品C.b的水溶液中加入CaCO3,可以增加d的产量D.e的固体可用于实验室制O2【答案】B【解析】根据价类二维图可知:b、c、d分别为Cl2、ClO2、HClO,a、e可以为HCl、KClO3。根据氧化还原反应归中规律,HCl与HClO、HCl与KClO3在酸性条件下发生归中反应,均可以得到Cl2,故A正确;ClO2为一种新型自来水消毒剂,代替Cl2的原因是它的杀菌、消毒的能力更强,故B错误;Cl2的水溶液里存在平衡:Cl2+H2OHCl+HClO,加入CaCO3,与HCl反应,使平衡向右移动,HClO的产量增多,故C正确;e若为KClO3,它的固体可用于实验室制O2,故D正确。18.(2021·全国甲卷节选)碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题:(1)I2的一种制备方法如图所示:①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为______________________________________,生成的沉淀与硝酸反应,生成____________后可循环使用。②通入Cl2的过程中,若氧化产物只有一种,反应的化学方程式为__________________;若反应物用量比eq\f(nCl2,nFeI2)=1.5时,氧化产物为______________;当eq\f(nCl2,nFeI2)>1.5后,单质碘的收率会降低,原因是__________________________。(2)以NaIO3为原料制备I2的方法是:先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3,生成碘化物;再向混合溶液中加入NaIO3溶液,反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为_____________________________________。【答案】(1)①2AgI+Fe=2Ag+Fe2++2I-AgNO3②FeI2+Cl2=I2+FeCl2I2、FeCl3I2被过量的Cl2进一步氧化(2)2IOeq\o\al(-,3)+5HSOeq\o\al(-,3)=I2+5SOeq\o\al(2-,4)+3H++H2O【解析】(1)①由流程图可知悬浊液中含AgI,AgI可与Fe反应生成FeI2和Ag,FeI2易溶于水,在离子方程式中能拆,故加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI+Fe=2Ag+Fe2++2I-,生成的银能与硝酸反应生成硝酸银参与循环中。②通入Cl2的过程中,因I-还原性强于Fe2+,Cl2先氧化还原性强的I-,若氧化产物只有一种,则该氧化产物只能是I2,故反应的化学方程式为FeI2+Cl2=I2+FeCl2;若反应物用量比eq\f(nCl2,nFeI2)=1.5时即Cl2过量,先氧化完全部I-再氧化Fe2+,恰好将全部I-和Fe2+氧化,故氧化产物为I2、FeCl3;当eq\f(nCl2,nFeI2)>1.5即Cl2过量,多余的氯气会与生成的单质碘以及水继续发生氧化还原反应,单质碘的收率会降低。(2)制备I2的两个反应中I-为中间产物,总反应为IOeq\o\al(-,3)与HSOeq\o\al(-,3)发生氧化还原反应,生成SOeq\o\al(2-,4)和I2,根据得失电子守恒、电荷守恒及元素守恒配平离子方程式即可得:2IOeq\o\al(-,3)+5HSOeq\o\al(-,3)=I2+5SOeq\o\al(2-,4)+3H++H2O。19.(2022·汕头质检)实验室利用Cl2和SO2反应合成硫酰氯(SO2Cl2),并对H2SO3和HClO的酸性强弱进行探究。已知SO2Cl2的熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,在空气中遇水蒸气发生剧烈反应,并产生大量HCl白雾,100℃以上分解生成SO2和Cl2。实验室合成SO2Cl2的原理:SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l),且反应会放出大量的热。实验装置如图所示(夹持仪器已省略),请回答下列问题:(1)写出装置甲中制备SO2的化学方程式:________________________________________。(2)装置戊上方分液漏斗中最好选用______(填字母)试剂。a.蒸馏水b.饱和食盐水c.浓氢氧化

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