高中无机化学推断题方法与常见的物质归纳.docx
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高中无机化学推断题方法与常见的物质归纳
无机推断题复习
一、无机推断题复习方法和策略。
推断题融元素化合物、基本概念和理论于一体,侧重考查学生思维能力和综合应用能力。
在解无机推断题时,读题、审题相当重要,在读题审题过程中,要认真辩析题干中有关信息,抓住突破口,分析无机推断中的转化关系,仔细推敲,挖掘出隐含条件。
(一)基本思路
读题(了解大意)→审题(寻找明显条件、挖掘隐含条件与所求)→解题(抓突破口)→推断(紧扣特征与特殊)→得出结论→正向求证检验
读题:
读题的主要任务是先了解题目大意,寻找关键词、句,获取表象信息。
切勿看到一点熟悉的背景资料就匆匆答题,轻易下结论,这样很容易落入高考试题中所设的陷阱。
审题:
对读题所获信息提炼、加工,寻找明显的或潜在的突破口,更要注意挖掘隐含信息-“题眼”。
“题眼”常是一些特殊的结构、状态、颜色,特殊的反应、反应现象、反应条件和用途等等。
审题最关键的就是找出”题眼”。
解题:
找到“题眼”后,就是选择合适的解题方法。
解无机推断题常用的方法有:
顺推法、逆推法、综合推理法、假设法、计算法、实验法等。
通常的思维模式是根据信息,大胆猜想,然后通过试探,验证猜想;试探受阻,重新阔整思路,作出新的假设,进行验证。
一般来说,先考虑常见的规律性的知识,再考虑不常见的特殊性的知识,二者缺一不可。
验证:
不论用哪种方法推出结论,都应把推出的物质代入验证。
如果与题设完全吻合,则说明我们的结论是正确的。
最后得到正确结论时还要注意按题目要求规范书写,如要求写名称就不要写化学式。
(二)相关知识储备
解答无机推断题需要一定的背景知识为基础。
下面以“考纲”为核心,以教材出发,结合对近几年高考试题的分析和对未来的预测,对常考的热点知识作如下归纳:
1.颜色状态
状态
常温下呈液态的特殊物质:
H2O、H2O2、C6H6、C2H6O、Br2、Hg、等
颜色
有色气体:
NO2(红棕色)、F2(浅黄绿色)、Cl2(黄绿色);无色刺激性气体:
SO2、NH3、HX(F、Cl、Br、I);无色无味气体:
H2、N2、O2、CO2、CO、CH4、C2H2、NO。
溶液中的有色离子:
Cu2+(蓝色)、Fe2+(浅绿色)、Fe3+(黄色)、MnO4-[紫(红)色]。
Br2在水中显黄(橙)色,在有机溶剂中显橙(红)色,I2在水中显黄(褐)色,在有机溶剂中显紫(红)色。
有色固体:
(淡)黄(棕)色固体:
Na2O2、S、FeS2、FeCl3;黑色固体:
MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4、CuSCuS2;紫(黑)色固体:
KMnO4、I2;(紫)红色固体:
CuFe2O3Cu2Oe(OH)3Cu;蓝(绿)色固体:
Cu(OH)2CuSO4·5H2O。
有色沉淀:
①白色沉淀:
H2SiO3、AgCl、BaSO4(不溶于酸)、BaSO3、Mg(OH)2、Fe(OH)2、Al(OH)3、BaCO3、CaCO3、CaSO3、MgCO3等;②(浅)黄色沉淀:
AgBr、AgI、S;③红褐色沉淀:
Fe(OH)3;④蓝色沉淀:
Cu(OH)2;⑤黑色沉淀:
CuS、FeS。
2.物质的特征结构
10电子微粒可能为
N3-、O2-、F-、OH-、NH2-、Ne、CH4、NH3、H2O、HF、Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+等。
18电子微粒可能为
K+、Ca2+、Ar、F2、SiH4、PH3、H2S、HCl、H2O2、N2H4CH3CH3
CH3FCH3OHHS-、S2-、Cl-、O22-等。
14电子微粒可能为
CO、N2、C22-
常见的正四面体结构有
甲烷、CCl4、白磷、NH4+;三角锥形有NH3;直线型的多原子分子可能为CO2。
H的原子核内没有中子。
常见元素中半径最小的是H。
最外层电子数等于电子层数的元素有
H、Be、Al、Ge等。
最外层电子数是次外层电子数2倍或3倍的元素一定在第二周期
常见的原子晶体单质是
金刚石和晶体硅
3.特殊的反应现象
燃 烧
H2+Cl2(苍白色火焰),C2H2(C6H6)+O2(明亮火焰,浓烈黑烟)。
焰色反应
Na+(黄色)、K+(紫色)。
淀粉遇I2变蓝,蛋白质遇浓硝酸变黄。
使湿润的红色石蕊试纸变蓝
NH3
使品红溶液褪色
SO2(加热后又恢复红色)、Cl2(加热后不恢复红色)。
在空气中由无色变为红棕色的气体
NO
Fe3+遇OH-生成红褐色沉淀,遇苯酚显紫色,遇SCN-显红色。
Fe2+遇OH-生成白色沉淀,并迅速变成灰绿色,最后生成红褐色;Fe2+遇SCN-无明显变化,通入Cl2后溶液显红色。
与强碱溶液反应产生气体的溶液一般含NH4+
与酸反应产生气体的溶液一般可能含:
CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-(S2-、HS-)等
4.特征反应(中学)
既能与强酸溶液反应又能与强碱溶液反应的物质
(1)金属单质:
Al
(2)两性物质:
两性氧化物如Al2O3,两性氢氧化物如Al(OH)3、氨基酸等。
(3)弱酸弱碱盐:
如(NH4)2CO3、CH3COONH4等。
(4)弱酸的酸式盐:
如NaHCO3、Ca(HCO3)2、AaHSO3等
固体加热后不留残渣的物质
I2、NH4Cl、(NH4)2CO3、NH4HCO3。
常温与水反应产生气体的物质
Na、K、F2、Na2O2、CaC2。
有MnO2参与的化学反应
(1)2H2O2MnO22H2O+O2↑
(2)2KClO32KCl+3O2↑
(3)MnO2+4HCl(浓)△MnCl2+2H2O+Cl2↑
一种物质反应生成三种物质
2KmnO4△K2MnO4+MnO2+O2↑
2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑
Ca(HCO3)2△CaCO3+H2O+CO2↑
NH4HCO3△NH3↑+H2O↑+CO2↑
(NH4)2CO3△2NH3↑+H2O↑+CO2↑
4HNO3H2O+4NO2↑+O2↑
两种物质反应生成三种物质
铵盐与碱反应,如NH4Cl与Ca(OH)2
Cu、C等与浓H2SO4或硝酸的反应
Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3等与强酸反应。
电解饱和NaCl溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液等。
Cl2与NaOH[Ca(OH)2]反应
5.置换反应的类型
置换反应的类型
高温
1.金属→金属
如Fe+Cu2+Fe2++Cu,2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
2.金属→非金属
(1)固态金属气态非金属
如:
Zn+2H+Zn2++H2↑,2Na+2H2O 2NaOH+H2↑,
3Fe+4H2O(g)△Fe3O4+4H2
(2)固态金属→固态非金属
点燃
如:
2Mg+CO2 2MgO+C
3.非金属→非金属
(1)固态非金属→固态非金属
高温
如:
2C+SiO2Si+2CO↑
(2)固态非金属→气态非金属
高温
如:
C+H2O(g) CO+H2
(3)气态非金属→固态非金属
如:
Cl2+2KI2KCl+I2,Cl2+H2S2HCl+S↓
O2+4HI2I2+H2O
(4)气态非金属→气态非金属
如:
2F2+2H2O 4HF+O2
(5)气态非金属→液态非金属
如:
Cl2+2HBr2HCl+Br2
△
高温
4.非金属→金属
如:
C+CuOCu+CO↑,3H2+Fe2O32Fe+3H2O
放电
放电
7.特殊的反应条件
放电
光照
光照
N2+O2 2NO;3O2 2O3
光照
光照
H2+Cl 2HCl;2HClO 2HCl+O2↑;
MnO2
4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O
催化剂
MnO2
△
催化剂
高温、高压
MnO2
△
2H2O2 2H2O+O2↑
2KClO32KCl+3O2↑;2SO2+O2 2SO3;
Cu
△
N2+3H2 2NH3;
2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O
2CH3CH2OH+O2
2CH3COOH
CH3COOH+CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3+H2O
6.分步氧化的几种情况
分步氧化的几种情况
在中学化学中,常见的分步氧化如下:
O2
O2
A BC
1、掌握一些特别的连续变化关系
(1)
①
②
③
④
(2)A—
O2
O2
A为弱酸的铵盐:
(NH4)2CO3或NH4HCO3;(NH4)2S或NH4HS;(NH4)2SO3、NH4HSO3
O2
O2
2.NH3NONO2
O2
O2
3.N2NONO2
O2
O2
4.CCOCO2
5.NaNa2ONa2O2
O2
O2
6.RCH2OH RCHO RCOOH
2与碱反应产生气体
⑴
⑵铵盐:
8.化合价变化
变价元素结合氧化还原反应是推断题的命题角度之一,常考到的元素有:
Cl、S、N、C、Fe等。
9.物质组成的特殊配比
能形成原子个数比为2:
1或1:
1的特殊化合物有:
Na2O、Na2O2类,H2O、H2O2类,CaC2、C2H4、C2H2、C6H6类。
10.物质间的一些特殊转化关系
物质间的转化关系是解无机推断题的精髓,除了熟记一般的转化网络如“铝三角”、“铁三角”等外,还要了解一些特殊的转化关系,例如:
H2 HClHNO3
H2OH2OH2O
O2Na2ONaOH
Na Na2ONaOH
NaCl NaCl NaCl
Cl2HClMgCl2
MgMgOMgSO4
MgCl2MgCl2MgCl2(或把Mg换成Cu)
Cl2HClBaCl2
11.与工业生产相关的主要反应
工业制漂白粉
催化剂
高温、高压
2Cl2+2Ca(OH)2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
工业合成氨
催化剂
△
N2+3H2 2NH3
氨的催化氧化
电解
4NH3+5O2 4NO+6H2O
电解饱和食盐水
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
电解制镁、铝
电解
电解
MgCl2 Mg+Cl2↑;2Al2O34Al+3O2↑
工业制玻璃
高温
高温
Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑;
点燃
高温
CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑
工业制硫酸
催化剂
△
4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2(或S+O2 SO2);
高温
2SO2+O2 2SO3;SO3+H2O H2SO4
工业制粗硅
SiO2+2C Si+2CO↑
一.金属部分:
[题眼归纳]
1.特征现象:
(1)焰色反应:
Na+(黄色)、K+(紫色)
(2)浅黄色固体:
S或Na2O2或AgBr
(3)有色溶液:
Fe2+(浅绿色)、Fe3+(黄色)、Cu2+(蓝色)、MnO4-(紫色)
有色固体:
红色(Cu、Cu2O、Fe2O3)、红褐色[Fe(OH)3]
蓝色[Cu(OH)2]黑色(CuO、FeO、FeS、CuS、Ag2S、PbS)
黄色(AgI、Ag3PO4)白色[Fe(0H)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3]
有色气体:
Cl2(黄绿色)、NO2(红棕色)
(4)特征反应现象:
(5)既产生淡黄色沉淀又产生刺激性气味的气体:
S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O(Na2S2O3+H2SO4)
(6)溶液颜色变为浅绿色,并产生淡黄色沉淀:
2FeCl3+H2S=2FeCl2+S↓+2HCl
(7)通CO2变白色浑浊:
石灰水(过量变清)、Na2SiO3、饱和Na2CO3、浓苯酚钠、NaAlO2
2.基本反应:
(1)与水反应产生气体或沉淀:
单质
化合物
双水解:
(2)既能酸反应,又能与碱反应
①单质:
Al、Si
②化合物:
Al2O3、Al(OH)3、弱酸弱碱盐、弱酸的酸式盐、氨基酸。
如:
Al3+Al(OH)3AlO2-
③A—
(3)置换反应:
①金属→金属
②金属→非金属
(4)分解反应:
①
②硝酸盐
(3)电解反应:
电解
二.非金属部分:
[题眼归纳]
1.非金属单质或化合物的反应中常用到催化剂的反应:
2.置换反应:
(1)非金属→非金属
(2)非金属→金属
3.归中反应:
2H2S+SO2=3S+2H2O
4NH3+6NO
4N2+6H2O
4.分解反应:
受热分解产生2种或3种气体的反应:
铵盐
5.特征网络:
通式:
①
②
③
④
6.特征反应
⑴与碱反应产生气体
①
②铵盐:
(2)与酸反应产生气体
①
②
7.三角转化关系:
【考纲要求】2.卤族元素——典型的非金属(氯元素的知识网络)
一、卤素
【知识网络】
【易错指津】
AgCl
1.分清氯水、溴水的成分,反应时的作用和褪色的原理。
氯水中正因为存在可逆反应Cl2+H2OHCl+HClO,使其成分复杂且随着条件的改变,平衡发生移动,使成分发生动态的变化。
当外加不同的反应物时,要正确判断是何种成分参与了反应。
氯水中的HClO能使有色物质被氧化而褪色。
反之,也有许多物质能使氯水、溴水褪色,发生的变化可属物理变化(如萃取),也可属化学变化,如歧化法(加碱液)、还原法(如Mg、SO2等)、加成法(加不饱和的有机物)等。
值得一提的是有时虽然发生化学变化,但仍生成有色物,如Br2与Fe或KI反应。
2.区分清楚萃取和分液的原理、仪器、操作以及适用范围与其他物质分离方法不同。
萃取和分液是物质分离的众多方法之一。
每一种方法适用于一定的前提。
分液适用于分离互不相溶的两种液体,而萃取是根据一种溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解性有很大差异从而达到提取的目的。
一般萃取和分液结合使用。
其中萃取剂的合理选择、分液漏斗的正确使用、与过滤或蒸馏等分离方法的明确区分等是此类命题的重点和解决问题的关键。
命题以选择何种合适的萃取剂、萃取后呈何现象、上下层如何分离等形式出现。
解题关键是抓住适宜萃取剂的条件、液体是否分层及分层后上下层位置的决定因素。
分液操作时注意“先下后上、下流上倒”的顺序。
为确保液体顺利流出,一定要打开上部塞子或使瓶塞与瓶颈处的小孔或小槽对齐,与大气相通。
二、碳族元素
HF
【知识网络】
【易错指津】
1.CO2通入NaOH溶液的判别错误。
CO2通入NaOH溶液的反应与CO2气体通入量有关。
当CO2通入少量时生成Na2CO3,当CO2通入过量时生成NaHCO3,CO2通入量介于两者之间,既有Na2CO3又有NaHCO3。
因此推断产物时一定要注意CO2与NaOH间量的关系。
2.Na2CO3溶液中滴加盐酸过程不清楚。
在Na2CO3溶液中滴加HCl,CO32-先转化为HCO3-,再滴加盐酸HCO3-转化为H2CO3,不稳定分解为CO2。
3.CO2通入CaCl2溶液中是否有沉淀的分析错误。
可用反证法:
如能产生沉淀,则反应的化学方程式为:
CO2+CaCl2+H2O=CaCO3↓+2HCl。
因CaCO3溶于盐酸,故反应不能发生。
因为CO2只有通入中性或碱性溶液才能产生CO32-,并同时产生部分H+,若原溶液无法消耗这部分H+,则不利于CO2转化为CO32-,也就无法与Ca2+形成沉淀。
若要使CaCl2与CO2反应生成沉淀,就必须加入部分碱溶液中和CO2与H2O反应而产生的H+。
同理,该思维方式适用于CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液。
4.不要把Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑与Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓相混。
前者是工业制玻璃的反应式之一,是在高温条件下发生的反应,而后者是在水溶液中发生的反应。
若交换条件,两者均不发生反应。
三、氮族元素
【知识网络】
硝化反应:
C6H6
酯化反应:
C3H5(OH)3
【易错指津】
1.氨水显弱碱性的理解不全面。
氨气溶于水形成氨水,氨水少部分电离出OH-、NH4+,所以氨水具有弱碱性。
注意以下两点:
(1)氨水遇Al3+、Fe3+、Mg2+分别可以生成Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀,但氨水中滴加Ag+溶液开始出现沉淀AgOH,继续滴加沉淀即溶解生成银氨溶液;
(2)氨水遇酸、酸性氧化物可以成盐,又根据氨水与酸的量关系分别得到正盐和酸式盐。
如:
用氨水吸收少量二氧化硫的离子方程式NH3.H2O+SO2=NH4++HSO3-是错误的。
2.NO、O2被水吸收的分析错误。
NO、O2被水吸收实质上发生如下反应:
2NO+O2=2NO2,3NO2+2H2O=2HNO3+NO。
生成NO还可以继续氧化,生成NO2再溶于水,这是一个循环反应。
如无任何气体剩余,最终产物应为HNO3,恰好反应的量的关系:
4NO+3O2+2H2O=4HNO3,实际反应中可以有NO或O2剩余,但不能两者兼有之。
3.氮可以形成多种氧化物。
NO2可以与水反应生成硝酸,但NO2不是硝酸的酸酐。
掌握酸酐的判断方法。
NO2与溴蒸气不能用湿润的KI淀粉试纸检验。
4.NO3-在酸性溶液中具有强氧化性,可以将Fe2+氧化为Fe3+、SO32-氧化为SO42-,将I-、Br-、S2-氧化为I2、Br2、S。
5.检验NH4+离子,可加入烧碱溶液后,必须加热,再用湿润的红色石蕊试纸检验NH3,否则不一定有NH3放出。
四、硫和硫的化合物
C2H4↑+H2O
【知识网络】
【易错指津】
1.掌握常见物质的俗名、组成、用途.
本章中出现的物质俗名比较多,有些名称之间又特别容易混淆,如冰晶石和重晶石、芒硝和硝石、
大苏打和苏打或小苏打等,还有名目繁多的矾盐。
这些虽属识记性的知识,但也应做到在理解的基础上进行记忆,注意它们的性质和用途,对记忆其化学组成有帮助。
同时要及时归纳和比较,以便清楚地区别它们。
2.熟悉有关各种价态的硫元素性质及转化,以作推断题(主要是框图型)。
牢固掌握各种代表物性质及它们之间的知识网络和反应原理,就可避免死搬硬套。
对于框图型等推断题,也要善于找“题眼”,挖掘题中隐含的提示,注意对题设条件的充分应用,尽量缩小范围。
推断时不仅要关注网络的结构,还要注意题干提供的不起眼的信息,如颜色、状态、式量、用途等都可能成为突破的切入口。
3.二氧化硫和氯气的漂白性
通入SO2
SO2和Cl2虽都有漂白性,但漂白原理和现象有不同特点。
氯气的漂白原理是由于溶于水生成次氯酸的具有强氧化性,将有色物质氧化成无色物质,褪色后不能恢复原来的颜色。
而SO2是由于它溶于水生成的亚硫酸与有色物质直接结合,形成不稳定的无色化合物,褪色后在一定的条件下又能恢复原来的颜色。
如:
4、特殊的反应类型:
往往是题目的隐性突破口。
(1)单质A+化合物B→单质C+化合物D
即置换反应,可以是金属置换出金属(最常见的是铝热反应)或金属置换出非金属(被置换出来的非金属应该是还原产物,而还原产物在一定条件下具有一定的还原性,故通常是H2或C),也可以是非金属置换出非金属(常见的是卤素单质之间的置换或F2置换出O2、当然卤素都能置换出S,另外C可以置换出Si、H2)或非金属置换出金属(此时的非金属必作还原剂,而常见的还原性非金属只有C和H2)。
(2)A的化合物+A的化合物→A的单质+化合物B
该反应通常是一个归中到单质的反应,该单质必为非金属单质,常见的是S、Cl2、N2。
(3)单质A+强碱→两种含A元素的化合物
该反应是一个碱性歧化反应,单质A通常是X2或S;
(4)单质A+单质B→化合物C;C+单质A→化合物D
综合以上两个反应,可知A、B两种元素可以形成C、D两种以上的化合物,其中必定有一种元素有变价。
若有变价的元素是金属,则必为Fe;若有变价的元素为非金属则该元素通常是C、N、S或O等,故以上C、D分别是NO、NO2或CO、CO2、或SO2、SO3或Na2O、Na2O2等。
(5)一种物质分解得到两种以上产物:
常见的有KMnO4、NaHCO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3、NH4I、Cu2(OH)2CO3等的分解。
(6)多种物质化合得到一种物质:
如Fe(OH)2+O2+H2O;NOx+O2+H2O等
(7)电解类型(惰性电极):
生成两种产物:
电解质分解型或电解水型或熔融的NaCl等。
生成三种产物:
放氧生酸型或放氢生碱型。
生成三种气体:
电解氨水或NH4Cl溶液。
(8)与化工生产有关的反应:
如制漂白粉、制生石灰、工业合成氨、氯碱工业、硫酸工业、硝酸工业、玻璃工业等。
2.抓住重点,编织网络
(1)碱金属元素及其化合物知识网络图如下:
(2)镁及其重要化合物的知识网络图如下:
(3)铝及其化合物的知识网络如下:
(4)Fe(II)和Fe(III)的转化
三、思维方法
可以是正向思维,即从前向后推导,也可以是逆向思维,即根据特征先确定后面的物质;还可以从中间开始向前向后推导,究竟按哪一种思维方式,应根据题干信息和框图信息找出的突破口的位置确定。
具体归纳有如下几种
1.寻找特征反应和特殊现象法
能表现特殊的物理或化学性质的物质,往往具有特征反应,或在反应中产生特殊现象。
例如,焰色反应呈黄色是钠元素的特性;蓝色沉淀的是氢氧化铜;遇碘显蓝色是淀粉的特性(该现象也常用于判断碘的存在);固体单质溶液白色沉淀先灰绿色后变为红褐色,是铁及其化合物所特有的现象;使品红溶液褪色的无色气体是SO2;NO遇到氧气变红棕色;氨气使酚酞试液变红色等等。
这些都是特殊的信息,都可以作为解推断题的突破口。
2.利用转化关系尝试法
由于某些推断题的结论只有较少的可能性,因此可将每种可能的结论代入题内尝试,即可找出正确答案。
或记住一些重要的转化关系,答题时,将试题框图形式与记住的转化关系对比,寻找相似关系,常使复杂的推断变得轻而易举。
3.利用层层推进法
根据题目的明显条件(突破口),先推出第一层的结论,利用所得结论和其他已知条件,逐一推导,将较深层的结论一一推导出来。
这种方法适用于那些层次清晰、环环相扣的推断题。
4.利用高频信息法
化学推断题中通常有一种元素或物质出现的频率特高,与其他元素或物质发生交联关系,其他元素或物质的推断都依赖于它,这样的元素或物质的推定就是解题的突破口。
5.变换思维角度法
解题时要随问题和情境的不同,调整自己的思维方式,如变常规思维为突跃思维,变求同思维为求异思维,变正向思维为逆向思维,变平面思维为立体思维等。
6.利用逻辑推理法
解答框图题的过程(甲物质向乙物质转变;丙问题向丁问题转移;反应物向生成物的不断趋进;条件向结论的曲线运动)是一个推理判断过程,具有严密的逻辑规律。
因此,在解题过程中要善于逻辑推理,搞清网络中体现的因果关系、顺承关系、递进关系等,善于用合乎逻辑的思维,求得准确答案。
检验
小结:
无论推断题属于哪种物质形式,均遵循这样的推理思路:
迅速浏览、整体扫描、产生印象、寻找突破口、注意联系、大胆假设、全面分析(正推或逆推)、验证确认。
解题的关键是仔细审题,